Kas ir metāla kaļamība?
ML Hariss/Getty Images
Kaļamība ir metālu fiziska īpašība, kas nosaka to spēju tikt ar āmuru, presētu vai velmētu plānās loksnēs, nesalaužot. Citiem vārdiem sakot, tā ir metāla īpašība deformēties saspiežot un iegūt jaunu formu.
Metāla kaļamību var izmērīt pēc tā, cik lielu spiedienu (spiedes spriegumu) tas var izturēt, nesalūstot. Dažādu metālu kaļamības atšķirības ir saistītas ar to kristālu struktūru atšķirībām.
Kaļamie metāli
Molekulārā līmenī saspiešanas spriegums liek kaļamo metālu atomiem apgāzties citam pāri jaunās pozīcijās, nepārraujot to metālisko saiti. Kad kaļamam metālam tiek uzlikts liels spriegums, atomi apgāžas viens pār otru un pastāvīgi paliek savā jaunajā pozīcijā.
Kaļamo metālu piemēri ir:
Arī izstrādājumi, kas izgatavoti no šiem metāliem, var demonstrēt kaļamību, tostarp zelta lapas, litija folija un indija skrotis.
Kaļamība un cietība
Cietāko metālu kristāliskā struktūra, piemēram, antimons un bismuts , apgrūtina atomu nospiešanu jaunās pozīcijās, nesalaužot. Tas ir tāpēc, ka atomu rindas metālā nesakrīt.
Citiem vārdiem sakot, pastāv vairāk graudu robežu, kas ir apgabali, kur atomi nav tik cieši saistīti. Metāliem ir tendence saplīst pie šīm graudu robežām. Tāpēc, jo vairāk graudu robežu ir metālam, jo cietāks, trauslāks un mazāk kaļams tas būs.
Kaļamība pret elastīgumu
Kaļamība ir metāla īpašība, kas ļauj tam deformēties saspiešanas laikā, plastiskums ir metāla īpašums, kas ļauj tam izstiepties bez bojājumiem.
Varš ir metāla piemērs, kam ir gan laba elastība (to var izstiept stieplēs), gan laba kaļamība (to var arī velmēt loksnēs).
Lai gan lielākā daļa kaļamo metālu ir arī elastīgi, abas īpašības var būt ekskluzīvas. Svins un, piemēram, alva ir kaļama un elastīga, kad tā ir auksta, bet kļūst arvien trauslāka, kad temperatūra sāk pieaugt, tuvojoties kušanas punktam.
Tomēr lielākā daļa metālu karsējot kļūst kaļamāki. Tas ir saistīts ar temperatūras ietekmi uz kristāla graudiem metālos.
Kristāla graudu kontrole caur temperatūru
Temperatūrai ir tieša ietekme uz atomu uzvedību, un lielākajā daļā metālu siltuma rezultātā atomiem ir regulārāks izvietojums. Tas samazina graudu robežu skaitu, tādējādi padarot metālu mīkstāku vai kaļamāku.
Temperatūras ietekmes uz metāliem piemēru var redzēt ar cinks , kas ir trausls metāls, kura temperatūra ir zemāka par 300 grādiem pēc Fārenheita (149 grādiem pēc Celsija). Tomēr, kad tas tiek uzkarsēts virs šīs temperatūras, cinks var kļūt tik kaļams, ka to var velmēt loksnēs.
Aukstā apstrāde ir pretstatā termiskā apstrāde . Šis process ietver auksta metāla velmēšanu, vilkšanu vai presēšanu. Tas mēdz radīt mazākus graudus, padarot metālu cietāku.
Papildus temperatūrai leģēšana ir vēl viena izplatīta graudu izmēra kontroles metode, lai padarītu metālus apstrādājamākus. Misiņš , an sakausējums no vara un cinka, ir cietāks par abiem atsevišķiem metāliem, jo tā graudu struktūra ir izturīgāka pret saspiešanas spriegumu.