Ductilidad

Conocemos por el nombre de ductilidad a la capacidad que tiene un material para deformarse de forma permanente, por ejemplo, estirar, doblar o extender como una respuesta al estrés. Los aceros más comunes, por ejemplo, son bastante dúctiles y, por lo tanto, pueden acomodar concentraciones de estrés locales. Los materiales frágiles, como el vidrio, no pueden aceptar concentraciones de estrés porque carecen de ductilidad y, por lo tanto, se quiebran con mucha facilidad. Cuando una muestra de material se somete a tensión, al principio se deforma de forma elástica por encima de una cierta deformación, llamada límite elástico y la deformación se vuelve permanente.

Temas relacionados

Maleabilidad

¿Qué es la ductilidad?

Es la propiedad que tienen algunos materiales que cuando se encuentran bajo la fuerza o el efecto de una acción pueden llegar a deformarse como material pero sin tener que romperse.

En qué consiste

La ductilidad consiste en la capacidad que tiene un determinado material para ser estirado o deformado sin que se dé en él una fractura. Por esta razón, es una característica que nos indica qué tan «suave» o tan maleable puede ser un material determinado. La ductilidad de los aceros varía según los tipos y niveles de elementos de aleación presentes. El valor de ductilidad que tiene un material puede llegar a ser descrito como la capacidad que tiene el material para sufrir una deformación plástica y al mismo tiempo para resistir la carga que ha sido aplicada. Cuanto más dúctil es un material, se dice entonces que tiene una mayor capacidad de deformarse bajo la carga que ha sido aplicada.

Propiedades de la ductilidad

Posee una propiedad importante que se conoce con el nombre de plasticidad. Esta propiedad hace referencia a la capacidad que tiene un determinado cuerpo de poder deformarse sin tener que romperse.

Cómo se mide

El valor de la ductilidad que tiene un material puede llegar a ser descrito como la capacidad que tiene el material para sufrir una deformación plástica y al mismo tiempo para resistir la carga que ha sido aplicada. Cuanto más dúctil es un material, se dice entonces que tiene una mayor capacidad de deformación bajo la carga que ha sido aplicada. La ductilidad que posee un determinado material puede ser medido por medio de una probeta que se coloca en una máquina de tracción y que es definida como el porcentaje de elongación que puede llegar a soportar un material cuando alcanza la zona plástica antes de que se rompa por completo. Muchos expertos afirman también que no existe una prueba que sea específica sobre la ductilidad, pero que la prueba de tracción sigue siendo la más adecuada para obtener datos sobre el término.

También puede ser utilizada la prueba de resistencia a la flexión, en la cual se logran obtener una serie de datos con respecto a la ductilidad que tenga un material dependiendo flexión de la y de la deformación. A pesar de que no existen términos estándar que nos permitan presentar resultados exactos, se pueden aplicar algunos términos que están asociados a los ensayos de flexión en materiales.

La ductilidad se puede especificar como porcentaje de alargamiento antes de la ruptura como:

DL = 100% (Lf – L0) / L0 (1)

Dónde

• DL = ductilidad relacionada con el alargamiento
• Lf = longitud final de la muestra en la fractura
• L0 = longitud original del espécimen

Alternativamente, la ductilidad se puede especificar como porcentaje de reducción del área como

DA = 100% (A0 – Af) / A0 (2)

Dónde

• DA= ductilidad relacionada con la reducción del área
• Af = área final de la muestra en la fractura
• A0 = área original del espécimen

Importancia

Gracias a que algunos materiales presentan características y propiedades de ductilidad, es posible cubrir ciertas necesidades por ejemplo, se hace posible la conducción de la electricidad, además de ser materiales que son muy importantes para grandes construcciones de ingienería. La ductilidad se puede incluso utilizar en los diseños resistentes a terremotos por su gran capacidad elástica.

En qué se diferencia de la maleabilidad

Conocemos por maleabilidad a la propiedad que tiene la materia, que junto a la ductilidad hace posible que los cuerpos a sean labrados por medio de la deformación. La ductilidad es un proceso que se refiere a la obtención de hilos en cambio la maleabilidad permite obtener delgadas láminas de material sin que se rompa. La ductilidad es la propiedad que tienen algunos metales y aleaciones que cuando se encuentran bajo la acción de una fuerza se pueden deformar sin romperse permitiendo obtener alambres o hilos. A los metales que presentan esta propiedad se les conoce con el nombre de dúctiles.

Ductilidad de los metales

• Hierro: es un metal de propiedades magnéticas y mucha dureza y densidad por lo que cuando se encuentra en estado puro no resulta muy útil, pero al alearlo carbono con se logra obtener los aceros, que de acuerdo a la proporción de este elemento presente podrán ser más o menos dúctiles y más o menos resistentes.
• El acero: es una mezcla de hierro y carbono que forma un material duro y relativamente dúctil, sobre todo combinado con boro para formar alambres de dureza superficial de mucha ductilidad, o en el acero corrugado que se emplea en el sector construcción.
• El zinc: en su estado puro tiene una alta ductilidad y maleabilidad, por lo que se puede enrollar en láminas, tensarlo y deformarlo, aunque es muy frágil. Es muy utilizado en aleaciones como la que produce el latón.
• El plomo: es un metal pesado, grisáceo, flexible que se funde con facilidad. Se utiliza hoy en día como cubierta de cables, ya que su ductilidad única lo hace sumamente apropiado, al poder estirarse a la medida de las necesidades a cubrir.

Otros ejemplos

Otros ejemplos de materiales que gozan de ductilidad son los siguientes:

• Plastilina: material extremadamente dúctil hecho de calcio, vaselina y algunos compuestos alifáticos.
• Platino: muy dúctil y usado en joyería y laboratorios, además es resistente a la corrosión.
• Aluminio: muy usado en la industria de los materiales, aunque su ductilidad no es extrema, es resistente la corrosión y tensión.