Понимание гибкости

Способность материала образовывать тонкие листы путем выдувания или прокатки является классическим показателем пластичности. Неметаллы не обладают этой особенностью. При ударе молотком ковкие металлы изгибаются и скручиваются, принимая различные формы, а непластичные металлы могут расколоться на осколки. Золото, железо, алюминий, медь, серебро и свинец — примеры ковких металлов.

В этой статье вы поймете ковкость металлов, так как будут обсуждаться ответы на следующие вопросы:

• Что такое пластичность?
• Каковы примеры ковких металлов?
• Как работает гибкость?
• Податливы ли неметаллы?
• В чем разница между податливостью и пластичностью?
• Говкость и твердость
• Как влияет температура на пластичность?
• Как легирование влияет на пластичность?
• Как измерить пластичность?

Что такое пластичность?

Склонность металлов ковать, дробить или раскатывать в тонкие листы без разрушения называется ковкостью. Другими словами, способность металла деформироваться и принимать новую форму при сжатии. Величина давления (напряжения сжатия), которое металл может выдержать без разрушения, является мерой его пластичности. Различные металлы имеют разную кристаллическую структуру, что приводит к разной пластичности.

Металлический лист можно изготовить из податливых материалов. Сусальное золото - это хорошо известная форма металлического листа. Многие металлы с высокой ковкостью также обладают высокой пластичностью. У некоторых нет, например у свинца, который имеет низкую пластичность, но высокую пластичность. Физическая особенность материи, в основном металлов, — пластичность. В современной периодической таблице элементов эта функция обычно относится к семейным группам с 1 по 12.

Ковкость металла имеет решающее значение в бытовой и автомобильной промышленности. Эта функция полезна при изготовлении холодильников, микроволновых печей и печей, а также плоских и изогнутых металлических изделий.

Подробнее : Твердость материала

Каковы примеры ковких металлов?

Напряжение сжатия заставляет атомы ковких металлов перемещаться друг относительно друга в новые места, не разрывая их металлических связей на молекулярном уровне. Когда ковкий металл подвергается огромному напряжению, атомы перекатываются друг относительно друга и остаются на своем новом месте на неопределенное время. Примеры ковких металлов включают золото, серебро, железо, алюминий, медь, олово, индий и литий. Материалы, изготовленные из этих металлов, могут быть ковкими, включая сусальное золото, литиевую фольгу и индиевую дробь.

Золото и серебро — чрезвычайно пластичные металлы. При ковке кусок раскаленного железа приобретает форму листа. Неметаллы не обладают этой особенностью. При ударе молотком нековкие металлы могут расколоться. Податливые металлы изгибаются и скручиваются, принимая различные формы. Цинк эластичен при температуре от 100 до 200 градусов Цельсия, но становится хрупким при более высоких температурах.

Как работает гибкость?

Из-за своей кристаллической структуры металлы поддаются деформации. Кристаллические структуры с плотной упаковкой [гексагональные плотноупакованные (ГПУ) или гранецентрированные кубические (ГЦК)] более гибкие, чем кристаллические структуры с открытой структурой, такие как объемно-центрированные кубические (ОЦК).

Например, золото, серебро и магний более пластичны, чем ванадий или хром. Плотно упакованные образования имеют атомы, расположенные как сложенные друг в друга плоские листы, что позволяет плоскостям скользить друг мимо друга под напряжением. С другой стороны, конструкции, ориентированные на тело, больше похожи на гофрированные листы, которые не скользят.

Однако температура, примеси и другие условия заставляют металлы принимать различные формы. В результате пластичность конкретного элемента или сплава определяется окружающей средой.

Податливы ли неметаллы?

Неметаллические элементы вообще не пластичны. Однако есть несколько исключений. Некоторыми аллотропами можно манипулировать. Пластический аллотроп серы является примером. Некоторые неметаллические полимеры пластичны, тогда как неметаллические элементы не пластичны. Например, некоторые пластмассы податливы.

В чем разница между податливостью и пластичностью?

В то время как ковкость относится к способности металла деформироваться при сжатии, пластичность относится к способности металла растягиваться, не причиняя вреда. Медь является примером металла, который является пластичным (его можно растянуть в проволоку) и ковким (его можно согнуть в форму) (его также можно раскатать в листы).

Хотя большинство ковких металлов также пластичны, эти два качества не всегда исключают друг друга. Когда свинец и олово холодные, они податливы и пластичны, но по мере того, как температура приближается к температуре их плавления, они становятся все более хрупкими. Однако при нагревании металлы становятся более пластичными. Это связано с тем, что температура влияет на кристаллические зерна в металлах.

Пластичность и пластичность не всегда являются синонимами; например, золото пластично и ковко, тогда как свинец только ковок. Величина давления (напряжения сжатия), которое металл может выдержать без разрушения, обычно используется для определения его физических свойств. На физические свойства металлов влияют различия в их кристаллической структуре.

Податливость и твердость

Более твердые металлы, такие как сурьма и висмут, имеют более сложную кристаллическую структуру, что затрудняет перемещение атомов в новые места без их разрушения. Это связано с тем, что ряды атомов металла не выстраиваются в линию. Другими словами, существует больше границ зерен или областей, где атомы не так тесно связаны. Металлы склонны к разрушению вблизи границ зерен. В результате, чем тверже, хрупче и менее податлив металл, тем больше в нем границ зерен.

Металлы склонны к разрушению на границах зерен, где атомы не так тесно связаны. В результате, когда металлы имеют много границ зерен, они будут тверже. Однако, когда границ зерен меньше, он становится хрупким и менее гибким. Из-за воздействия более высокой температуры на кристаллические зерна большинство металлов при нагревании становятся более гибкими.

Как влияет температура на пластичность?

Количество границ зерен в большинстве металлов уменьшается с повышением температуры, увеличивая ковкость. В результате термическая обработка может сделать ковкими некоторые металлы, не поддающиеся ковке в нормальных условиях. Цинк, например, является хрупким, пока не нагреется выше 300 градусов по Фаренгейту (150 градусов по Цельсию). При температуре выше этой металл можно раскатывать в листы.

Как легирование влияет на пластичность?

Еще одним методом контроля пластичности являются легированные металлы. Латунь, например, менее податлива, чем медь или цинк, входящие в ее состав металлы. 14-каратное золото и стерлинговое серебро — это сплавы, которые упрочняют золото и серебро и минимизируют их ковкость.

Как измерить пластичность?

Гибкость можно измерить двумя способами. Первый тест включает в себя определение величины давления или напряжения сжатия, которое материал может выдержать до разрушения. Другой тест заключается в том, чтобы определить, насколько тонким может стать лист металла, прежде чем он сломается.

Вкратце

Ковкие металлы - это металлы, которые можно утопить и прокатать, и это обычно происходит с тонкими листовыми металлами. Неметаллы могут разбиться, когда пытаются быть пластичными. Однако сусальное золото также считается податливым материалом. Большинство ковких металлов также пластичны, эти два качества не всегда исключают друг друга.

Это все, что касается этой статьи, в которой обсуждаются ответы на следующие вопросы:

• Что такое пластичность?
• Каковы примеры ковких металлов?
• Как работает гибкость?
• Податливы ли неметаллы?
• В чем разница между податливостью и пластичностью?
• Говкость и твердость
• Как влияет температура на пластичность?
• Как легирование влияет на пластичность?
• Как измерить пластичность?

Надеюсь, вы многому научились из прочитанного, если да, поделитесь с другими. Спасибо за прочтение, увидимся!