Caratteristiche rottura duttile

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La frattura duttile ha caratteristiche diverse rispetto alla frattura fragile, anche se in taluni casi, è possibile riconoscere in un unico componente danneggiato caratteristiche di entrambe le modalità di cedimento. Le caratteristiche principali della frattura duttile sono le seguenti:

la frattura duttile avviene dopo che il materiale ha subito evidenti segni di deformazione plastica, visibili anche ad occhio nudo sotto forma di distorsioni, strizioni, allungamenti etc. in molti casi queste caratteristiche sono presenti nella fase finale della rottura qualora questa avvenga per fatica.
superficie di rottura di una frattura duttile non è generalmente correlata con la direzione di applicazione dei carichi principali come avviene nel caso di rottura fragile.
le superfici di rottura nel caso di cedimento duttile appaiono opache e fibrose. Questo è causato dalla deformazione precedente alla rottura come verrà discusso nel prossimo punto.

L'esempio più classico che mette in evidenza le caratteristiche di una frattura duttile è quello di una provetta tonda per prove di trazione. È possibile riassumere le principali evidenze di tale rottura come sotto descritto:

la strizione elevata indica la presenza di allungamenti considerevoli dei grani del metallo particolarmente concentrati vicino alla frattura.
le sollecitazioni principali che governano la deformazione e la rottura duttile sono quelle di taglio. Per questo motivo il piano di massimo scorrimento è inclinato a 45° rispetto all'asse di applicazione del carico. Non sempre questa orientazione è riscontrabile nella superficie di rottura.
È possibile osservare la classica conformazione coppa-cono delle due fratture, generata dalla distribuzione delle tensioni sulla sezione durante la sollecitazione.
La frattura duttile si origina vicino al centro della sezione sollecitata e si propaga verso la superficie esterna in corrispondenza della zona caratterizzata dalla maggiore strizione. Prima di arrivare a rottura la superficie generalmente cambia direzione passando da un'orientazione ortogonale all'asse del carico ad una direzione di circa 45° rispetto alla precedente (coppa-cono). Se si analizzano le rotture a trazione di materiali duttili su spessori sottili anziché su provette tonde generalmente non si osserva la morfologia precedentemente descritta ma soltanto un'unica superficie di rottura inclinata a 45°.

NOTA: le sollecitazioni a taglio sono definite come forze che causano lo scorrimento relativo di due parti continue in una direzione parallela al loro piano di contatto.