Aclare la siguiente afirmación: “Todos los materiales dúctiles también son maleables, pero lo contrario no es cierto”.

La respuesta a su pregunta depende en gran medida del significado de la declaración que proporcionó.

La ductilidad y maleabilidad se refieren a la deformación plástica (permanente) bajo dos tipos respectivos de tensión: una (tracción) es cuando se tira de los extremos, mientras que la segunda (compresión) es literalmente cuando se estampa o, más formalmente, se ejerce algún tipo de fuerza perpendicular a su plano.

La ductilidad y la maleabilidad se miden por la cantidad de tensión (cambio de dimensiones) que pueden experimentar antes de romperse bajo una determinada forma de estrés. Si el plomo solo puede estirarse tanto antes de romperse bajo tensión de tensión, decimos que tiene baja ductilidad en comparación con otros materiales , mientras que tiene una alta maleabilidad en comparación con otros materiales si experimenta un mayor cambio en sus dimensiones bajo la fuerza de compresión.

Todos los metales a ciertos rangos de temperatura muestran cierta ductilidad y cierta maleabilidad . Esto se debe a la naturaleza de los enlaces metálicos (enlaces metálicos): los enlaces metálicos no se dirigen en ninguna dirección en particular, por lo que ejercer tensión en una dirección no es diferente de ejercer tensión en otra dirección. Además, la ductilidad depende de la temperatura: a temperaturas inferiores a la temperatura de transición dúctil-frágil, se vuelve frágil (es decir, se rompe antes de sufrir deformación plástica), aunque algunos metales (como el plomo) se vuelven frágiles cuando se calientan en lugar de enfriarse. Por lo tanto, uno no puede clasificar arbitrariamente algunos metales como dúctiles pero no maleables, y / o viceversa. Con esta interpretación, la declaración proporcionada es simplemente incorrecta.

Pero lo que sospecho que la declaración realmente dice es: todos los materiales altamente dúctiles en condiciones ambientales exhiben una alta maleabilidad, pero no todos los materiales altamente maleables en condiciones ambientales exhiben una alta ductilidad. El zinc y el plomo son ejemplos, por lo que sé, de metales con alta maleabilidad pero baja ductilidad.

La maleabilidad y la ductilidad difieren en que en realidad hay dos cosas diferentes, aunque ambas se deben en última instancia al estrés que actúa sobre ellas. La medición de la ductilidad implica estirar el material a lo largo; lo que está haciendo, como tal, es concentrar su estrés en los extremos del material. Por lo tanto, los átomos al final tienden a sentir un estrés mucho mayor que los átomos en el medio. La maleabilidad, por otro lado, ocurre presionando sobre el material, algo que sienten todos los átomos. En respuesta a una fuerza de compresión, el material se ve obligado a empaquetarse de manera diferente: los átomos en la parte superior se ‘derraman’ sobre los átomos en los planos inferiores.

En ambas situaciones, la plasticidad subyacente es la causa raíz de su deformación. La plasticidad se refiere, como mencioné antes, a la deformación permanente. Ahora, hay dos formas en que opera la plasticidad. En las estructuras de cristal (y los metales son estructuras de cristal), hay dos formas en que puede deformarlo: puede hacer que el plano de la estructura de cristal se deforme al permitir que se “deslicen” unos sobre otros; o puede estirar el espacio interatómico entre los planos en una distancia relativamente pequeña (es decir, cada átomo se mueve una pequeña distancia en relación con su vecino). Estos modos se denominan ‘deslizamiento’ y ‘hermanamiento’ respectivamente. Una animación aquí (DoITPoMS – Superelasticidad de biblioteca TLP y aleaciones de memoria de forma – Hermanamiento de deformación) demuestra esto con más detalle.

El deslizamiento y el hermanamiento son responsables conjuntamente de las diversas deformaciones que vemos. Por lo tanto, los materiales de alta ductilidad tienden a tener una alta maleabilidad porque pueden deformarse más fácilmente en todas las direcciones; dicho material puede doblarse y deslizarse fácilmente. Sin embargo, los materiales de alta maleabilidad no necesariamente tienen una alta ductilidad porque el mecanismo involucrado es diferente: el deslizamiento predomina sobre el hermanamiento para permitir una mayor maleabilidad.

Espero que ayude. Tenga en cuenta que la mecánica real difiere según la naturaleza de la estructura cristalina.

Las propiedades que mencionó se miden probando el material en 2 condiciones de carga diferentes.

Cuando aplica carga de tracción (tirando de ambos lados), el material se alarga. Se puede dibujar en cables. Esta es una medida de ductilidad de la muestra. La ductilidad se estudia en la curva de tensión de tensión v / s para un material cargado en tensión.

Del mismo modo, cuando aplica carga de compresión a un material, se forma en láminas. Esto da lugar a la propiedad de maleabilidad. Entonces, la maleabilidad se estudia en las características de tensión-deformación del material bajo compresión.

Ahora, toma un material y realiza las pruebas anteriores. Verá que algunos metales tienen una optimización de la ductilidad y maleabilidad. Algunos materiales como el plomo son muy dúctiles pero la maleabilidad es baja.
Los materiales maleables tienen cierta cantidad de ductilidad. Los materiales dúctiles también tienen algo de maleabilidad.

Necesita optimizar entre esas propiedades y seleccionar la mejor.

La mayoría de los metales que son dúctiles también son maleables, aunque hay algunos puntos que se considerarían para estas propiedades.

Ambas propiedades dependen de la capacidad de un metal para la deformación plástica, que siempre ocurre debido a la acción de los esfuerzos cortantes.
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