Le parole della tecnologia: duttilità e malleabilità

Due termini con un significato simile?

Duttilità e malleabilità: due termini legati alla deformazione del materiale, ma con nette differenze. Secondo la definizione data da Kalpakjian e Schmid, la duttilità è “la deformazione massima che il materiale può sopportare prima della frattura”, quindi una proprietà tecnologica. La malleabilità è invece una proprietà fisica, che indica l’attitudine di un materiale a essere deformato in maniera permanente, senza subire modifiche strutturali e di resistenza meccanica e tantomeno fratture.

La duttilità

La duttilità è caratteristica dei materiali che assumono deformazioni permanenti notevoli sotto l’azione di sole forze di trazione: un corpo è tanto più duttile quanto maggiore è la deformazione raggiunta prima della rottura. Per la definizione della duttilità in condizioni di trazione, sono comunemente usati l’allungamento percentuale e la riduzione percentuale della sezione. La duttilità di un materiale diminuisce con la temperatura, tanto che alcuni materiali duttili, in particolare quelli con reticolo CCC (Cubico Corpo Centrato), possono diventare fragili se esposti alle basse temperature. Anche l’età o l’invecchiamento del materiale sono fattori di influenza, così come i cicli di carico. Proprietà opposta alla duttilità è la fragilità che indica l’incapacità di deformarsi sotto carico, giungendo così alla rottura “di schianto”. Occupano posizioni antitetiche, rispetto alla duttilità, i polimeri termoplastici e i materiali superplastici, che sono molto duttili, rispetto a vetro a temperatura ambiente, gesso e ghise, che sono molto fragili, con duttilità ridotta o nulla.

La malleabilità

La malleabilità indica la capacità del materiale, e più propriamente di un metallo, di essere facilmente deformato e condotto a forma di lamina senza subire degrado delle proprietà meccaniche. Sono malleabili tutti quei materiali che possono subire un buon allungamento, con bassa durezza e bassa resistenza a trazione: hanno grande malleabilità l’oro, l’argento, il rame e l’alluminio, sia allo stato puro sia in lega. Lavorazioni quali la fucinatura, la laminazione, lo stampaggio e l’estrusione si basano proprio sulla malleabilità dei materiali, mentre la malleabilizzazione è un trattamento termico tipico delle ghise. Infatti, i vantaggi offerti dalla ghisa (colabilità e buona lavorabilità all’utensile) sono limitati dalla presenza di grafite lamellare che rende fragile il materiale, con un modesto allungamento a rottura. Grazie alla malleabilizzazione si può ottenere la grafitizzazione del carbonio combinato in forma globulare, con distribuzione uniforme: il materiale che si ottiene ha struttura omogenea, senza grande fragilità e con tenacità e resistenza migliorate.

di Daniela Tommasi