Qu'est-ce que la ductilité ? - Signification et facteurs qui affectent

Qu'est-ce que la ductilité ?

La ductilité est la capacité d'un matériau à se déformer de façon permanente (par exemple, s'étirer, se plier ou se propager) en réponse à une contrainte. La plupart des aciers courants, par exemple, sont assez ductiles et peuvent donc s'adapter à des concentrations de contraintes locales.

Les matériaux fragiles, tels que le verre, ne peuvent pas s'adapter aux concentrations de contraintes car ils manquent de ductilité et se cassent donc facilement. Lorsqu'un échantillon de matériau est sollicité, il se déforme élastiquement (voir élasticité) dans un premier temps; au-delà d'une certaine déformation, appelée limite d'élasticité, la déformation devient permanente.

En science des matériaux, la ductilité est définie par le degré auquel un matériau peut supporter une déformation plastique sous contrainte de traction avant la rupture.

La ductilité est une considération importante dans l'ingénierie et la fabrication, définissant l'adéquation d'un matériau à certaines opérations de fabrication (telles que le travail à froid) et sa capacité à absorber les surcharges mécaniques. Les matériaux généralement décrits comme ductiles comprennent l'or et le cuivre.

La malléabilité, une propriété mécanique similaire, est caractérisée par la capacité d'un matériau à se déformer plastiquement sans défaillance sous contrainte de compression. Historiquement, les matériaux étaient considérés comme malléables s'ils pouvaient être façonnés par martelage ou laminage. Le plomb est un exemple de matériau relativement malléable mais non ductile.

Exemples

La plupart des métaux sont de bons exemples de matériaux ductiles, notamment l'or, l'argent, le cuivre, l'erbium, le terbium, l'aluminium samarium et l'acier à haute ductilité. Des exemples de métaux qui ne sont pas très ductiles comprennent le tungstène et l'acier à haute teneur en carbone. Les non-métaux ne sont généralement pas ductiles.

Comment mesurer la ductilité

La ductilité est la capacité d'un métal à se déformer sans se fracturer. Les métaux qui peuvent être formés ou pressés dans une autre forme sans aucune fracture sont considérés comme ductiles. Les métaux qui se fracturent sont classés comme fragiles (essentiellement le contraire de ductiles).

La ductilité joue un rôle majeur dans la formabilité. Les métaux qui sont excessivement fragiles peuvent ne pas pouvoir être formés avec succès. Par exemple, si un morceau de métal est étiré en un fil fin, il est impératif qu'il ait une certaine ductilité.

Si le métal est trop cassant, il se fracturera dès que le métal commencera à s'étirer. La ductilité est également un facteur de sécurité majeur pour les projets structuraux. La ductilité permet aux structures de se plier et de se déformer dans une certaine mesure sans se rompre lorsqu'elles sont placées sous de lourdes charges.

Le pourcentage d'allongement et le pourcentage de réduction sont deux façons de mesurer la ductilité :

Le pourcentage d'allongement mesure la longueur sur laquelle un métal se déforme en pourcentage de sa longueur d'origine, après avoir été tiré jusqu'à la rupture lors d'un essai de traction.
Le pourcentage de réduction mesure la partie la plus étroite de la section transversale d'un échantillon de métal suite à une rupture induite par un essai de traction.

La ductilité peut dépendre de la température, de sorte que les températures auxquelles le métal sera soumis dans une application doivent être prises en compte. La plupart des métaux ont un tableau de température de transition ductile-fragile qui peut aider.

Quels métaux sont ductiles ?

Il existe de nombreux métaux ductiles, notamment :

Aluminium
Laiton
Cuivre
Acier à faible teneur en carbone
Or
Argent
Étain
Responsable

Les métaux considérés comme fragiles comprennent la fonte, le chrome et le tungstène. Des exemples d'applications nécessitant une ductilité élevée incluent les câbles métalliques, les pièces embouties et les poutres structurelles.

Science des matériaux

L'or est extrêmement ductile. Il peut être étiré en un fil monoatomique, puis étiré davantage avant de se casser.

La ductilité est particulièrement importante dans le travail des métaux, car les matériaux qui se fissurent, se cassent ou se brisent sous la contrainte ne peuvent pas être manipulés à l'aide de procédés de formage des métaux tels que le martelage, le laminage, l'étirage ou l'extrusion. Les matériaux malléables peuvent être formés à froid par emboutissage ou pressage, tandis que les matériaux fragiles peuvent être coulés ou thermoformés.

Des degrés élevés de ductilité sont dus aux liaisons métalliques, que l'on trouve principalement dans les métaux; cela conduit à la perception commune que les métaux sont ductiles en général. Dans les liaisons métalliques, les électrons de la couche de valence sont délocalisés et partagés entre de nombreux atomes.

Les électrons délocalisés permettent aux atomes métalliques de glisser les uns sur les autres sans être soumis à de fortes forces répulsives qui feraient éclater d'autres matériaux.

La ductilité de l'acier varie en fonction des constituants de l'alliage. L'augmentation des niveaux de carbone diminue la ductilité. De nombreux plastiques et solides amorphes, tels que Play-Doh, sont également malléables. Le métal le plus ductile est le platine et le métal le plus malléable est l'or.

Lorsqu'ils sont fortement étirés, ces métaux se déforment via la formation, la réorientation et la migration de dislocations et de cristaux jumeaux sans durcissement notable.

Facteurs affectant la ductilité des métaux :

La ductilité est affectée par des facteurs intrinsèques tels que la composition, la taille des grains, la structure cellulaire, etc., ainsi que par des facteurs externes tels que la pression hydrostatique, la température, la déformation plastique déjà subie, etc.

Certaines observations importantes sur la ductilité sont données ci-dessous :

Métaux à structure cristalline FCC et BCC montrent une ductilité plus élevée à des températures élevées par rapport à ceux avec une structure cristalline HCP.
Taille des grains a une influence significative sur la ductilité. De nombreux alliages présentent un comportement super-plastique lorsque la taille des grains est très petite, de l'ordre de quelques microns.
Les aciers à haute teneur en oxygène présentent une faible ductilité.
Dans certains alliages, les impuretés, même en très petits pourcentages, ont un effet significatif sur la ductilité. La ductilité des aciers au carbone contenant des impuretés de soufre aussi faibles que 0,018 %, diminue considérablement la ductilité à environ 1040 °C. Ceci peut cependant être corrigé si la teneur en Mn est élevée. En effet, le rapport Mn/S est le facteur qui peut modifier la ductilité des aciers au carbone à 1040°C. Avec la valeur de ce rapport à 2, le pourcentage d'allongement n'est que de 12 à 15 % à 1 040 °C, tandis qu'avec un rapport de 14, il est de 110 %.
Température est un facteur majeur qui influence la ductilité et donc la formabilité. En général, il augmente la ductilité, cependant, la ductilité peut diminuer à certaines températures en raison de la transformation de phase et des changements microstructuraux provoqués par une augmentation de la température. L'effet de la température sur la ductilité de l'acier inoxydable. Il a une faible ductilité à 1050°C et un maximum à 1350°C. Par conséquent, il a une plage de travail à chaud très étroite.
La pression hydrostatique augmente la ductilité. Cette observation a été faite pour la première fois par Bridgeman. Dans les essais de torsion, la longueur de l'éprouvette diminue avec l'augmentation de la torsion. Si l'éprouvette est soumise à une contrainte de compression axiale lors de l'essai de torsion, elle présente une ductilité plus élevée que lorsqu'il n'y a pas de contrainte axiale. Si une contrainte axiale de traction est appliquée, la ductilité diminue encore davantage.

FAQ.

Qu'est-ce que la ductilité ?

Qu'est-ce qu'un exemple de ductilité ?

La ductilité est la propriété physique d'un matériau associée à la capacité d'être martelé ou étiré en fil sans se casser. Une substance ductile peut être étirée dans un fil. Exemples :la plupart des métaux sont de bons exemples de matériaux ductiles, notamment l'or, l'argent, le cuivre, l'erbium, le terbium et le samarium.

Qu'entend-on par malléabilité et ductilité ?

Un matériau malléable est un matériau dans lequel une feuille mince peut être facilement formée par martelage. L'or est le métal le plus malléable. Crédit :Buzz. En revanche, la ductilité est la capacité d'un matériau solide à se déformer sous une contrainte de traction.

Pourquoi la ductilité est un métal ?

Quelle est la réponse courte à la ductilité ?

La ductilité est la capacité d'un matériau à être étiré ou déformé plastiquement sans rupture. C'est donc une indication de la "douceur" ou de la malléabilité du matériau.

À quoi sert la ductilité dans la vie de tous les jours ?

Propriété du métal	Utilisation dans la vie de tous les jours
Ductilité	Dans les fils électriques, les fils de câbles, etc.
Malléabilité	Fils en aluminium
Conduction de la chaleur	Articles de cuisine, micro-ondes, presse électrique, machine à redresser, courroies électriques
Conduction d'électricité	Ampoule, tube lumière, lampe, réfrigérateur, télévision
Sonorité	Cymbales, sonnettes

Comment augmentez-vous votre ductilité ?

La vitesse de chauffage, la vitesse de maintien/refroidissement peuvent être ajustées pour obtenir l'amélioration souhaitée de la ductilité. Cette méthode est appelée recuit dans les aciers. J'étudie la déformation de l'alliage de magnésium, je pense qu'affiner la taille des grains est un bon moyen d'améliorer la ductilité.

Quel est le processus de ductilité ?

La ductilité est la déformation plastique qui se produit dans le métal à la suite de tels types de déformation. Le terme "ductile" signifie littéralement qu'une substance métallique est capable d'être étirée en un fil fin sans devenir plus faible ou plus cassante au cours du processus.

Quelle est ma capacité et ma ductilité ?

Le terme ductilité est la capacité d'un matériau à s'étirer ou à se déformer plastiquement sans rupture. On dit donc que c'est une indication de la douceur ou de la malléabilité du matériau. Pourtant, il y a la ductilité des aciers qui varie selon les types et les niveaux d'éléments d'alliage présents.

Quels sont les facteurs affectant la ductilité ?

Facteurs affectant la ductilité des métaux :la ductilité est affectée par des facteurs intrinsèques tels que la composition, la taille des grains, la structure cellulaire, etc., ainsi que par des facteurs externes tels que la pression hydrostatique, la température, la déformation plastique déjà subie, etc.

Pourquoi le travail à froid augmente-t-il la ductilité ?

Pendant le travail à froid, il y a une augmentation du nombre de dislocations dans le métal par rapport à son état pré-travaillé à froid. L'augmentation du nombre de dislocations entraîne une augmentation de la limite d'élasticité et de la résistance à la traction d'un métal et une diminution de sa ductilité.

Quel est le contraire de la ductilité ?

En ce sens, fragile est le contraire de ductile ou malléable. Lorsqu'une contrainte est appliquée à un matériau fragile et que le matériau se rompt, il y a souvent un fort claquement.

Qu'est-ce que la ductilité ? Pourquoi est-ce important ?

La ductilité permet aux structures de se plier et de se déformer dans une certaine mesure sans se rompre. Une ductilité élevée est essentielle dans des applications telles que les câbles métalliques et les poutres structurelles. L'or, l'argent et le platine sont des métaux ductiles. Il en va de même pour la plupart des alliages d'aluminium.

Qu'est-ce que la ductilité de déplacement ?

La demande de ductilité de déplacement (μ∆) est définie comme le rapport du déplacement non linéaire maximal au déplacement de rendement. La demande de ductilité de déplacement varie fortement entre les différents mouvements du sol considérés, mais les valeurs moyennes obtenues à partir d'un grand nombre de mouvements du sol montrent des tendances claires.

Pourquoi la ductilité est-elle une structure importante ?

La ductilité des structures de construction est de garantir que les bâtiments ont une certaine capacité de dissipation d'énergie et de déformation pour éviter des dommages fragiles soudains en cas de tremblement de terre et de vent violent.

Le travail à chaud augmente-t-il la ductilité ?

Le travail à chaud améliore les propriétés techniques de la pièce car il remplace la microstructure par une structure à grains fins de forme sphérique. Ces grains augmentent la résistance, la ductilité et la ténacité du matériau.

Pourquoi le froid diminue-t-il la ductilité ?

Lors du laminage à froid, les grains s'allongent dans le sens du laminage. Cela augmente la résistance par écrouissage, mais la ductilité diminue. Plus le % d'écrouissage est élevé (c'est-à-dire le % de réduction d'épaisseur), plus la ductilité est faible. Parce que les grains sont allongés dans une direction, ils développent une orientation préférée.

Comment la ductilité affecte-t-elle la résistance d'un élément tendu ?

La réduction de la ductilité tend à réduire la résistance des éléments. Une augmentation de la ductilité tend à augmenter la résistance de la section nette en permettant une meilleure redistribution plastique de la concentration des contraintes sur la section transversale.

Quelle est la relation entre la malléabilité et la ductilité ?

le différence principale entre la ductilité et la malléabilité est que la ductilité est la capacité d'un métal à être étiré en fils, tandis que la malléabilité est la capacité d'un métal à être battu en feuilles. La ductilité implique une contrainte de traction, tandis que la malléabilité implique une contrainte de compression.

La ductilité est-elle intensive ou extensive ?

Des exemples de propriétés intensives de la matière sont la couleur, la conductivité, le point de fusion, la ductilité, la pression, le point de congélation, la densité, le point d'ébullition, l'odeur, le lustre et la dureté, entre autres. Des exemples de propriétés extensives de la matière sont la masse, le volume, le poids et la longueur.

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