Material dúctil versus material frágil: diferencia y comparación

Puntos clave

1. Los materiales dúctiles pueden deformarse bajo tensión, los quebradizos no.
2. Dúctil conserva su forma después de estiramientos y fracturas frágiles.
3. Dúctil falla gradualmente, frágil de repente.

¿Qué es el material dúctil?

Los materiales dúctiles se definen como materiales que muestran deformación plástica antes de fracturarse. En otras palabras, se sabe que estos materiales sufren una deformación plástica sustancial cuando se aplica la carga sin fracturarse. 

A diferencia de los materiales frágiles, que no pueden soportar la carga y romperse, el material dúctil tiene una propiedad importante para soportar la carga aplicada más allá de sus límites elásticos y es capaz de alargarse formando alambres y láminas delgadas.

Los materiales dúctiles exhiben una alta absorción de energía bajo pruebas de tracción. Además, el comportamiento de fractura delineado por los materiales dúctiles tiende a sufrir estricción antes de la fractura. Algunos ejemplos de materiales dúctiles son: cobre (Cu), acero suave, caucho, aluminio (Al) y la mayoría de los plásticos. 

¿Qué es el material frágil?

Los materiales frágiles se definen como materiales que muestran una deformación plástica imperceptible. Es decir, son aquellos materiales sobre los que, al aplicarse la carga, se rompe de forma brusca o tensionada. 

A diferencia de los materiales dúctiles que tienen la capacidad de sufrir una deformación sustancial antes de fallar, los materiales frágiles no lo hacen. Esto se debe a la disposición atómica y microestructural de los materiales que no tienen la capacidad de incorporar plasticidad. 

Los materiales frágiles exhiben una baja absorción de energía bajo pruebas de tracción. Además, los materiales frágiles anuncian el comportamiento de fractura donde las fracturas ocurren repentinamente y sin deformación significativa. Algunos ejemplos de materiales quebradizos son el hierro fundido (Fe), la piedra, la cerámica (cemento, vidrio, hormigón, etc.) y el hielo. 

Diferencia entre material dúctil y material frágil

1. Los materiales dúctiles se definen como materiales que muestran deformación plástica antes de fracturarse. Por otro lado, los materiales frágiles se definen como materiales que muestran una deformación plástica imperceptible.
2. Considerando que el porcentaje de elongación en el caso de materiales dúctiles es mayor antes de la fractura bajo la resistencia a la tracción. Comparativamente, por el contrario, el porcentaje de alargamiento en el caso de materiales frágiles es menor antes de la fractura bajo la resistencia a la tracción.
3. Los materiales dúctiles exhiben una alta absorción de energía bajo pruebas de tracción. Al mismo tiempo, los materiales frágiles presentan una baja absorción de energía en ensayos de tracción.
4. En el caso de cargas de fatiga, los materiales dúctiles muestran una vida útil más larga. Por otro lado, muestra una vida útil más corta para materiales frágiles.
5. Algunos ejemplos de materiales dúctiles son: cobre (Cu), acero suave, caucho, aluminio (Al) y la mayoría de los plásticos. Mientras que, comparativamente, por otro lado, algunos ejemplos de materiales quebradizos son: hierro fundido (Fe), piedra, cerámica (como cemento, vidrio, hormigón, etc.) y hielo.
6. Los materiales dúctiles pueden someterse a diversas operaciones de conformación, como laminación, trefilado, forjado, doblado, etc. Mientras que, por otro lado, los materiales quebradizos no pueden someterse a ninguna operación de conformación. Por ejemplo: el hierro fundido no se puede trefilar para formar alambres.
7. Hablando de módulo de joven, el material dúctil tiene un módulo bajo, mientras que en el caso del material frágil, es alto.
8. El comportamiento de fractura delineado por los materiales dúctiles tiende a sufrir estricción antes de la fractura. Al mismo tiempo, los materiales frágiles anuncian un comportamiento de rotura que se produce de forma repentina y sin deformaciones significativas. 

Comparación entre material dúctil y material frágil

Parámetro de comparación	Material dúctil	Material quebradizo
Definición	Los materiales que muestran deformación plástica antes de la fractura.	Los materiales que presentan deformaciones plásticas imperceptibles.
Porcentaje de alargamiento	Más alto	Más Bajo
Absorción de energía	Más	Menos
Carga de fatiga	Muestran una vida útil más larga.	Presentan una vida útil más corta.
Ejemplos	Cobre, acero dulce, caucho, aluminio y la mayoría de los plásticos.	Hierro fundido, piedra, cerámica (como cemento, vidrio, hormigón, etc.), hielo.
Operaciones de formación	Como rodar, doblar, forjar, etc., se pueden formar en materiales.	No se puede realizar sobre los materiales. Por ejemplo: el hierro fundido no se puede trefilar para formar alambres.
módulo joven	Muestra el módulo bajo.	Muestra el alto módulo
Comportamiento de fractura	Tienden a sufrir estricción antes de la fractura.	La fractura se produce de forma repentina y sin deformación significativa.

Referencias

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0142112318301208
2. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0142112309000073

Última actualización: 03 de septiembre de 2023