A ductilidade é uma medida da capacidade de um metal de resistir ao estresse tênsil - qualquer força que afasta as duas extremidades de um objeto. O jogo do cabo de guerra fornece um bom exemplo de tensão de tração aplicada a uma corda. Ductilidade é a deformação plástica que ocorre no metal como resultado de tais tipos de deformação. O termo "dúctil" significa literalmente que uma substância metálica é capaz de ser esticada em um fio fino sem se tornar mais fraca ou mais frágil no processo.
Metais dúcteis
Metais com alta ductilidade - como cobre- pode ser enrolado em fios longos e finos sem quebrar. O cobre historicamente serviu como um excelente condutor de eletricidade, mas pode conduzir praticamente qualquer coisa. Metais com baixas ductilidades, como bismuto, romperá quando for submetido a tensão de tração.
Metais dúcteis podem ser usados em mais do que apenas fiação condutora. Ouro, platina, e prata geralmente são atraídos para longos fios para uso em jóias, por exemplo. Ouro e platina são geralmente considerados entre os metais mais dúcteis. De acordo com
Museu americano de história natural, o ouro pode ser esticado até uma largura de apenas 5 mícrons ou cinco milionésimos de metro. Uma onça de ouro poderia ser puxada para um comprimento de 80 quilômetros.Os cabos de aço são possíveis devido à ductilidade das ligas que estão sendo usadas neles. Elas podem ser usadas para muitas aplicações diferentes, mas é especialmente comum em projetos de construção, como pontes, e em configurações de fábrica para itens como mecanismos de polias.
Ductilidade vs. Maleabilidade
Por contraste, maleabilidade é a medida da capacidade de um metal de suportar compressão, como martelar, rolar ou pressionar. Embora a ductilidade e a maleabilidade possam parecer semelhantes na superfície, os metais dúcteis não são necessariamente maleáveis e vice-versa. Um exemplo comum da diferença entre essas duas propriedades é conduzir, que é altamente maleável, mas não altamente dúctil, devido à sua estrutura cristalina. A estrutura cristalina dos metais determina como eles se deformam sob estresse.
As partículas atômicas que compõem os metais podem se deformar sob estresse, deslizando umas sobre as outras ou se esticando. As estruturas cristalinas de metais mais dúcteis permitem que os átomos do metal se distanciem, um processo chamado "geminação". Metais mais dúcteis são aqueles que mais rapidamente são gêmeos. Em metais maleáveis, os átomos rolam entre si em posições novas e permanentes, sem quebrar suas ligações metálicas.
A maleabilidade em metais é útil em várias aplicações que requerem formas específicas projetadas a partir de metais que foram achatados ou laminados em folhas. Por exemplo, as carrocerias de carros e caminhões precisam ser moldadas em formas específicas, assim como utensílios de cozinha, latas para alimentos e bebidas embaladas, materiais de construção e muito mais.
O alumínio, usado em latas para alimentos, é um exemplo de metal maleável, mas não dúctil.
Temperatura
A temperatura também afeta a ductilidade dos metais. À medida que são aquecidos, os metais geralmente se tornam menos quebradiços, permitindo a deformação plástica. Em outras palavras, a maioria dos metais se torna mais dúctil quando aquecidos e pode ser mais facilmente puxada para os fios sem quebrar. O chumbo prova ser uma exceção a essa regra, pois se torna mais frágil à medida que é aquecido.
A temperatura de transição dúctil-quebradiça de um metal é o ponto em que ele pode suportar tensões de tração ou outras pressões sem fraturar. Os metais expostos a temperaturas abaixo deste ponto são suscetíveis a fraturamento, o que é uma consideração importante ao escolher quais metais usar em temperaturas extremamente baixas. Um exemplo popular disso é o naufrágio do Titanic. Muitas razões foram levantadas a hipótese de por que o navio afunda, e entre essas razões está o impacto da água fria no aço do casco do navio. O tempo estava muito frio para a temperatura de transição dúctil-quebradiça do metal no casco do navio, aumentando a fragilidade e tornando-o mais suscetível a danos.