Materiale duttile e materiale fragile: differenza e confronto

Punti chiave

1. I materiali duttili possono deformarsi sotto tensione, quelli fragili no.
2. Duttile mantiene la forma dopo stiramenti, fratture fragili.
3. Il duttile cede gradualmente, fragile all'improvviso.

Cos'è il materiale duttile?

I materiali duttili sono definiti come materiali che mostrano una deformazione plastica prima della frattura. In altre parole, è noto che questi materiali subiscono una sostanziale deformazione plastica quando viene applicato il carico senza fratturarsi. 

A differenza dei materiali fragili, che non sono in grado di sopportare il carico e rompersi, il materiale duttile ha una proprietà significativa di resistere al carico applicato oltre i loro punti di snervamento ed è in grado di allungarsi in fili e fogli sottili.

I materiali duttili mostrano un elevato assorbimento di energia durante le prove di trazione. Inoltre, il comportamento alla frattura delineato dai materiali duttili tende a subire strizioni prima della frattura. Alcuni esempi di materiali duttili sono: rame (Cu), acciaio dolce, gomma, alluminio (Al) e la maggior parte delle plastiche. 

Cos'è il materiale fragile?

I materiali fragili sono definiti come materiali che mostrano una deformazione plastica impercettibile. In altre parole, questi sono i materiali sui quali, una volta applicato, il carico si rompe in modo brusco o stressante. 

A differenza dei materiali duttili che hanno la capacità di subire una deformazione sostanziale prima della rottura, i materiali fragili non riescono a farlo. Ciò è dovuto alla disposizione atomica e microstrutturale dei materiali che non hanno la capacità di incorporare plasticità. 

I materiali fragili mostrano un basso assorbimento di energia durante le prove di trazione. Inoltre, i materiali fragili pubblicizzano il comportamento alla frattura laddove le fratture si verificano improvvisamente e senza deformazioni significative. Alcuni esempi di materiali fragili sono la ghisa (Fe), la pietra, la ceramica (cemento, vetro, calcestruzzo, ecc.) e il ghiaccio. 

Differenza tra materiale duttile e materiale fragile

1. I materiali duttili sono definiti come materiali che mostrano una deformazione plastica prima della frattura. Si definiscono invece fragili i materiali che presentano impercettibili deformazioni plastiche.
2. Considerando l'allungamento percentuale nel caso di materiali duttili è maggiore prima della frattura sotto la resistenza a trazione. D'altra parte, comparativamente, l'allungamento percentuale in materiali fragili prima della frattura è inferiore alla resistenza alla trazione.
3. I materiali duttili mostrano un elevato assorbimento di energia durante le prove di trazione. Allo stesso tempo, i materiali fragili mostrano un basso assorbimento di energia durante le prove di trazione.
4. In caso di carico a fatica, i materiali duttili mostrano una durata di vita più lunga. D'altro canto, mostra una durata di vita più breve per i materiali fragili.
5. Alcuni esempi di materiali duttili sono: rame (Cu), acciaio dolce, gomma, alluminio (Al) e la maggior parte delle plastiche. Mentre, d'altro canto, alcuni esempi di materiali fragili sono: ghisa (Fe), pietra, ceramica (come cemento, vetro, calcestruzzo, ecc.) e ghiaccio.
6. I materiali duttili possono subire varie operazioni di formatura come laminazione, trafilatura, forgiatura, piegatura, ecc. Mentre, d'altra parte, i materiali fragili non possono subire alcuna operazione di formatura. Ad esempio: la ghisa non può essere trasformata in fili.
7. Parlando di Modulo di Giovane, il materiale duttile ha un modulo basso, mentre nel caso di materiale fragile è elevato.
8. Il comportamento a frattura delineato dai materiali duttili tende a subire strizioni prima della frattura. Allo stesso tempo, i materiali fragili pubblicizzano il comportamento alla frattura laddove le fratture si verificano improvvisamente e senza deformazioni significative. 

Confronto tra materiale duttile e materiale fragile

Parametro di confronto	Materiale duttile	Materiale fragile
Definizione	I materiali che mostrano deformazione plastica prima della frattura	I materiali che presentano impercettibili deformazioni plastiche
Allungamento percentuale	Maggiore	Abbassare
Assorbimento di energia	Più	Di meno
Carico di fatica	Mostrano una durata di vita più lunga	Presentano una durata di vita più breve
Esempi	Rame, acciaio dolce, gomma, alluminio e la maggior parte delle plastiche	Ghisa, pietra, ceramica (come – cemento, vetro, calcestruzzo, ecc.), ghiaccio
Operazioni di formatura	Come laminazione, piegatura, forgiatura, ecc., possono essere formati sui materiali	Non può essere eseguito sui materiali. Ad esempio: la ghisa non può essere trasformata in fili
Modulo giovane	Mostra il modulo basso	Mostra il modulo alto
Comportamento alla frattura	Tendono a subire strizioni prima della frattura	La frattura avviene improvvisamente e senza deformazioni significative

Riferimenti

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

Ultimo aggiornamento: 03 settembre 2023