Ductilitatea unui material depinde de mai mulți parametri, inclusiv temperatură și coeficientul de tensiune .
În ceea ce privește temperatura, multe materiale cristaline sunt fragile la temperatură scăzută și devin ductile peste o anumită temperatură (dar unele materiale rămân fragile până la topire sau sublimare, cum ar fi grafitul și ceramica, iar altele rămân ductile la temperatură scăzută, cum ar fi oțelurile inoxidabile austenitice). Această temperatură este temperatura de tranziție fragilă-ductilă (în engleză: temperatura de tranziție fragilă-ductilă , BDTT sau temperatura de tranziție ductil-fragilă la- , DBTT).
Metalele sunt utilizate în mod obișnuit în aplicații cu temperatură scăzută, astfel încât problema fragilității lor este fundamentală în aceste condiții.
Temperatura exterioară pe Pământ poate scădea până la -90 ° C la poli și -60 ° C în zonele continentale. Aceasta se referă la vehicule, conducte de gaz și petrol , tancuri și, în general, toate construcțiile metalice și mașinile mecanice. Pe mare, temperatura apei poate scădea sub 0 ° C ; de exemplu, atunci când scufundarea Titanicului , temperatura apei a fost de -2 ° C .
Mașini frigorifice de uz casnic ( congelatoare ) funcționează în mod obișnuit la -18 ° C . În domeniile industrial și de cercetare, încercăm uneori să atingem temperaturi foarte scăzute. Cele mai lichide azot Cools -195 ° C și heliu lichid la -269 ° C .
Acest fenomen este folosit de cercetătorii criminalistici pentru a determina dacă o lampă cu incandescență a fost aprinsă sau oprită când s-a spart; De obicei, acest lucru poate spune dacă farurile unei mașini erau aprinse sau oprite în momentul accidentului.
Această tranziție fragil-ductilă poate fi explicată prin mobilitatea dislocărilor (defecte liniare care propagă deformarea): mișcarea dislocărilor este activată termic (dislocarea se mișcă prin salt de atomi, deci depinde de agitația termică a atomilor). Când o dislocare este fixată la un defect punctual (atom străin, decalaj), aceasta este eliberată mai ușor atunci când temperatura crește.
Încercăm să reducem această temperatură, astfel încât materialele să rămână funcționale la temperaturi mai scăzute. În general, metalul este purificat și pentru oțel , conținutul de carbon este redus ; astfel, există mai puține posibilități de fixare a luxațiilor, acestea sunt mai mobile. Desulfurarea oțelurilor , de asemenea , reduce foarte mult fragilitatea intergranulară , și contribuie la reducerea acestei temperaturi de tranziție. Pentru oțel, a redus limita între 0 ° C și -100 ° C .
Această temperatură de tranziție este determinată prin testarea rezistenței unui specimen crestat cu o oaie Charpy (a se vedea și testul mecanic ). Piesa de testat este încălzită sau răcită, apoi introdusă în oaie Charpy; înregistrarea energiei de fractură (scăzută atunci când materialul este fragil) și observarea faciesului de fractură ( decolteu sau fractură transgranulară atunci când materialul este fragil, cupe de rupere când materialul este ductil) face posibilă determinarea modului de rupere .
Noțiunea de temperatură de tranziție fragil-ductilă a fost descoperită în timpul celui de-al doilea război mondial , datorită ruperii ambarcațiunilor de debarcare și a navelor Liberty în Marea Nordului . Necunoașterea acestui fenomen este, de asemenea, una dintre cauzele scufundării Titanicului .