Inicialmente pensé que tenía algo que ver con la cantidad de sistemas de deslizamiento en FCC vs. BCC, pero ambos son iguales.
Se equivoca al insinuar que los metales FCC no experimentan una transición de comportamiento frágil a dúctil. Los metales FCC pueden fracturarse con una tensión suficientemente alta, a cierta temperatura. Proporcione más información en su pregunta si cree lo contrario.
El cartel anterior es incorrecto: los metales FCC no tienen una temperatura de transición de dúctil a frágil y, en cambio, permanecen dúctiles a bajas temperaturas. Esto se debe a que la tensión requerida para mover las dislocaciones no depende mucho de la temperatura en los metales FCC y, por lo tanto, la falla ocurre por el flujo plástico en lugar de la propagación de grietas.
En los metales BCC, la tensión requerida aumenta significativamente a bajas temperaturas, mientras que la tensión de propagación de grietas no depende mucho de la temperatura. Por lo tanto, los metales BCC fallan por la propagación de grietas a bajas temperaturas. Más información aquí: http://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/BD6/ductile-to-brittle.php
La única vez que los metales FCC experimentan una fractura frágil es en la etapa final de falla por fatiga.
La presencia de una temperatura de transición de dúctil a frágil implica que hay modos de deformación (dúctil) insuficientes a bajas temperaturas para soportar la deformación plástica y, por lo tanto, se produce una fractura para liberar energía/carga.
En los materiales FCC, el deslizamiento de dislocaciones tanto de borde como de tornillo es relativamente atérmico y, debido a la cantidad de sistemas de deslizamiento activos, es relativamente homogéneo. Además, hay más de 5 sistemas de deslizamiento independientes que pueden activarse para adaptarse a una tensión plástica arbitraria (un requisito de los criterios de deformación de von Mises).
En los materiales BCC, el movimiento de dislocación del tornillo no es atérmico. En particular, los núcleos de las dislocaciones de tornillo tienden a 'desabrocharse' en una configuración sésil cuando el material no está bajo carga. Bajo carga, los núcleos de dislocaciones, con alguna activación térmica, pueden reconfigurarse en un núcleo de dislocación deslizante. Estas dislocaciones pueden moverse y permitir la deformación plástica. La deformación en materiales BCC sin dislocaciones de tornillo no es lo suficientemente independiente para adaptarse a cambios de forma arbitrarios y, por lo tanto, el material a menudo se deforma por fractura. La temperatura crítica para la movilidad de la dislocación del tornillo (la contribución térmica a la reorganización de la estructura central de la dislocación del tornillo BCC) es la causa raíz del DBTT en los materiales BCC.
Por lo que vale ( http://materialiaindica.ning.com/forum/topics/ductile-brittle-transition ):
"Comparemos BCC y FCC aquí. A altas temperaturas, ambos tienen dislocaciones móviles y, por lo tanto, pueden soportar grandes deformaciones plásticas sin sufrir fracturas.
Sin embargo, a bajas temperaturas, mientras que las dislocaciones en BCC ya no son móviles, las dislocaciones en FCC aún pueden moverse muy rápidamente. Esta falta de movimiento de dislocación hace que BCC sea frágil, mientras que FCC se mantiene dúctil...
Ahora, la pregunta clave es por qué las dislocaciones en FCC se mantienen móviles a bajas temperaturas mientras que las dislocaciones en BCC encuentran cada vez más difícil moverse a medida que baja la temperatura.
Esto es fácil de entender: en FCC hay planos más cercanos que pertenecen a cada sistema de deslizamiento y deslizamiento significa que un átomo de esquina se mueve al centro de la cara.
En BCC, aunque hay tantos sistemas de deslizamiento como en FCC(12), el movimiento de las dislocaciones ocurre solo cuando una línea de átomos salta de un valle de energía potencial a otro (los llamados valles de Peierls), un proceso que podría ser mejorado por la aplicación de estrés, o por activación térmica. Los planos no están tan compactos y cualquier deslizamiento significa que un átomo de esquina se mueve hacia el centro del cubo. Por lo tanto, uno vería la nucleación y la propagación de torceduras en el movimiento de dislocación BCC, ya que el costo de mover una fila completa de átomos de la esquina al centro al mismo tiempo es demasiado alto.
Por lo tanto, para resumir, el movimiento de las dislocaciones BCC se activa térmicamente, mientras que (relativamente) el movimiento de las dislocaciones FCC necesita una activación significativamente menor. Esto hace que los materiales BCC se vuelvan quebradizos a bajas temperaturas, mientras que el FCC se mantiene dúctil independientemente de la temperatura, pero probablemente no a 0 Kelvin, ya que todavía hay que mover un átomo. Sin embargo, creo que hay una energía de activación para el deslizamiento de FCC, solo que es mucho menor que kbT".
kyle kanos