Porque no sucede
Estas representadas a continuación son las superficies de fractura de:
(a) materiales frágiles : son materiales que no tienen deformación plástica, su curva de resistencia al esfuerzo tiene poca o ninguna deformación (ver la segunda imagen); una vez que alcanzan su máxima resistencia a la tracción, fallan catastróficamente (lo que significa abruptamente, sin señales de que estén cerca de fallar). Las superficies de fractura suelen ser muy planas y brillantes. En este ejemplo, la fractura está a 180 ° C, pero esto generalmente no es cierto . En materiales muy frágiles, las fracturas pueden ocurrir casi en cualquier lugar y a lo largo de cualquier plano porque no pueden adaptarse y deformarse. Sus defectos (y cómo y dónde se colocan) determinan su comportamiento de fractura por completo.
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(b) materiales semi-dúctiles : son materiales que se deforman “un poco” antes de fallar, la estructura típica de sus superficies de fractura se denomina copa y cono y se caracteriza por el cuello (la reducción del área cerca de las superficies de fractura) que es causado por deformación plástica y una superficie de fractura rugosa, opaca, de 180 °. Esta fractura es causada, por lo general, por la fusión de los poros alrededor de las segundas fases o cerca de los límites del grano (esto podría no ser tan obvio / lineal, lo sé, pero no se preocupe si no lo comprende, es “una cosa para metalúrgicos “). Esta es la fractura típica de la mayoría de los aceros estructurales (el 4130 muy común en estado templado y revenido, por ejemplo). Las copas y los conos tendrán un ángulo de 45 °.
(c) materiales dúctiles: los materiales muy dúctiles se deformarán hasta el final de cualquier prueba de tensión de tensión controlada por deformación (cuidado, esto no sucederá en una prueba de tensión controlada por la fuerza, pero, nuevamente, no se preocupe si no comprende esto ahora ); su deformación será a lo largo de un cono de 45 ° C, análogamente a los materiales semidúctiles.
(de ductilidad)
La buena pregunta es, ¿por qué 45 °? El plano de esfuerzo cortante máximo es exactamente a 45 °. Esta es una consecuencia matemática directa de las restricciones geométricas y la mecánica lineal aplicada a los sólidos, como puede ver en esta bonita imagen de una simulación de elementos finitos (por los muchachos de Comsol):
