SE SABE QUE LOS MATERIALES FALLAN POR SER QUEBRADIZOS O DÚCTILES
Y ESTOS ÚLTIMOS SÓLO CUANDO EL FLUJO PLÁSTICO ES CONSIDERABLE. COMO SE
HA EXPLICADO, EL FLUJO PLÁSTICO SE DEBE EL DESPLAZAMIENTO DE
DISLOCACIONES BAJO LA ACCIÓN DE UN ESFUERZO DE CORTE. EN LA FRACTURA FRÁGIL O DE TIPO
QUEBRADIZO HAY SEPARACIÓN TENSIL CON POCO O NINGÚN FLUJO PLÁSTICO, DE
MANERA QUE ES PROBABLE QUE LOS SISTEMAS DE ESFUERZO EN LOS QUE HAYA UNA
RELACIÓN ELEVADA DE ESFUERZO TENSIL CON RESPECTO A ESFUERZO DE CORTE, SE
PRODUZCAN FALLAS DE TIPO QUEBRADIZO. DE MANERA SIMILAR, CUALQUIER
COMPOSICIÓN DE MATERIAL O TRATAMIENTO TÉRMICO QUE PRODUZCAN UNA RELACIÓN
BAJA DE FUERZA TENSIL CON RESPECTO A FUERZA DE CORTE FAVORECERÁ EN
GENERAL LAS FRACTURAS QUEBRADIZAS.
LOS MATERIALES COMO EL HIERRO FUNDIDO O MÁRMOL
NORMALMENTE SON QUEBRADIZOS PERO PUEDEN TENER COMPORTAMIENTO DÚCTIL SI SE
LES SOMETE A UNA PRESIÓN HIDROSTÁTICA EN AMBOS SENTIDOS. APARTE DEL
SISTEMA DE ESFUERZO, OTRAS VARIABLES IMPORTANTES QUE AFECTAN LA AFINIDAD
DEL MATERIAL A LA FALLA QUEBRADIZA SON LA VELOCIDAD DEL ESFUERZO Y LA
TEMPERATURA. EL ALQUITRÁN DE COQUE FLUYE MUY LENTO INCLUSIVE A
TEMPERATURA AMBIENTE, PERO SE ROMPE EN PEDAZOS SI SE GOLPEA CON UN
MARTILLO (LO CUAL MUESTRA EL EFECTO DE LA VELOCIDAD DE LA DEFORMACIÓN).
EL VIDRIO FLUYE Y PUEDE MOLDEARSE CASI EN CUALQUIER FORMA A TEMPERATURA ELEVADA, PERO
ES QUEBRADIZO A TEMPERATURA AMBIENTE (LO CUAL MUESTRA EL EFECTO DE LA
TEMPERATURA).
LOS MATERIALES QUE NORMALMENTE SON DÚCTILES PUEDEN
COMPORTARSE COMO QUEBRADIZOS, CUANDO SE PRODUCE MUESCAS O GRIETAS BIEN
DEFINIDAS EN ELLOS, EN ESPECIAL EN DEFORMACIONES A ALTA VELOCIDAD. ESTO SE
DEBE A QUE SE INTRODUCEN ESFUERZOS TENSILES LOCALES ALTOS EN LA VECINDAD
DE LA GRIETA. ADEMÁS SI SE EXAMINA EL CASO DEL ESFUERZO CON MAYOR
DETALLE, SE OBSERVA QUE SE PRODUCEN ESFUERZOS TENSILES TRIAXIALES, QUE
REDUCEN EL ESFUERZO DE CORTE MÁXIMO. SE REQUIEREN ESFUERZOS DE CORTE PARA
EL MOVIMIENTO DE LAS DISLOCACIONES Y, POR LO TANTO, CUANDO EL ESFUERZO DE
CORTE MÁXIMO SE REDUCE, LA DEFORMACIÓN PLÁSTICA ES MENOS PROBABLE Y SE
FAVORECE EL COMPORTAMIENTO QUEBRADIZO.
UNA PRUEBA QUE SE EMPLEA CON FRECUENCIA ES LA DE CHARPY.
PARA EFECTUARLA SE CORTA UNA MUESCA ESTÁNDAR EN UNA MUESTRA DE PRUEBA ESTÁNDAR,
LA CUAL SE GOLPEA EN CONDICIONES DE IMPACTO MEDIANTE UNA PESA, QUE SE
ENCUENTRA AL EXTREMO DE UN PÉNDULO. LA MUESCA INTRODUCE ESFUERZOS
TENSILES TRIAXIALES EN LA MUESTRA Y FAVORECE LAS FALLAS QUEBRADIZAS. LA
BARRA TIENE UNA LONGITUD DE 55 MM Y SECCIÓN TRANSVERSAL DE 10 X 10 MM,
TIENE UNA MUESCA EN FORMA DE V DE 2 MM DE PROFUNDIDAD CON ÁNGULO DE
INCLUSIÓN DE 45º Y RADIO EN
LA RAÍZ DE 0.25 MM. LA BARRA ESTA DETENIDA EN EL APARATO Y EL PESO SE
LIBERA DESDE UNA ALTURA CONOCIDA PARA GOLPEAR A LA MUESTRA EN EL LADO
OPUESTO DE LA MUESCA E INDUCIR ESFUERZOS TENSILES EN ELLA. TRAS ROMPER LA
MUESTRA, EL PÉNDULO CONTINUA SU MOVIMIENTO Y SE DETERMINA HASTA QUE
ALTURA SE ELEVA AL OTRO LADO. DE ESTE MODO SE DETERMINA LA ENERGÍA QUE
ABSORBE LA BARRA EN LA RUPTURA Y, CUANDO ÉSTA BAJA, SE DICE QUE LA
MUESTRA ES QUEBRADIZA. TAMBIÉN PUEDE EVALUARSE QUÉ TAN QUEBRADIZA ES LA
MUESCA DE LA MUESTRA SEGÚN LA APARIENCIA DE LA FRACTURA, YA QUE LA
PROPORCIÓN DE ÁREA CRISTALINA BRILLANTE CONSTITUYE UNA MEDIDA APROXIMADA
DE QUÉ TAN QUEBRADIZA ES.
EN GENERAL, EL ACERO RESISTENTE ABSORBE CERCA DE 130
JOULES DE ENERGÍA EN LA PRUEBA DE CHARPY A TEMPERATURA AMBIENTE. PARA LAS
MUESTRAS CON MUESCA EN FORMA DE V, SE CONSIDERA QUE LA TEMPERATURA DE
TRANSICIÓN ES AQUELLA QUE ABSORBE 13 A 15 JOULES. POR ENCIMA DE ESTA
TEMPERATURA SE PRODUCE MÁS FLUJO PLÁSTICO EN LA MUESCA, DE MANERA QUE SE
ABSORBE MAS ENERGÍA. NO TODOS LOS METALES PRESENTAN LA TRANSICIÓN DÚCTIL-FRÁGIL,
EL ALUMINIO ES DÚCTIL A TODAS LAS TEMPERATURAS, AUNQUE A TEMPERATURA
AMBIENTE Y A TEMPERATURAS ALTAS REQUIERE MENOR ENERGÍA PARA FRACTURARSE
QUE EL ACERO SUAVE; POR LO TANTO, SE DICE QUE EL ACERO SUAVE ES MAS
RESISTENTE A ESTAS TEMPERATURAS.