Ковкость - это физическое свойство металлов, которое определяет их способность к забиванию, прессованию или сворачиванию в тонкие листы без разрушения. Другими словами, это свойство металла деформироваться при сжатии и принимать новую форму.
Податливость металла можно измерить по тому, какое давление (напряжение сжатия) он может выдержать без разрушения. Различия в податливости между различными металлами обусловлены различиями в их кристаллических структурах.
Ковкие металлы
На молекулярном уровне напряжение сжатия заставляет атомы ковких металлов переворачиваться друг на друга в новые положения, не разрушая их металлическую связь. Когда на ковкий металл оказывается большое напряжение, атомы переворачиваются и навсегда остаются в своем новом положении.
Примеры ковких металлов:
- Золото
- Серебряный
- Утюг
- алюминий
- медь
- Банка
- Индий
- литий
Изделия из этих металлов также могут демонстрировать пластичность, включая сусальное золото, литиевую фольгу и индийскую дробь.
Ковкость и твердость
Кристаллическая структура более твердых металлов, таких как сурьма и
висмут, затрудняет вдавливание атомов в новые позиции без разрушения. Это потому, что ряды атомов в металле не выстраиваются.Другими словами, существует больше границ зерен, которые являются областями, где атомы не так сильно связаны. Металлы имеют тенденцию разрушаться на этих границах зерна. Следовательно, чем больше зернистых границ у металла, тем он тяжелее, хрупче и менее пластичным.
Податливость против тягучесть
В то время как пластичность является свойством металла, который позволяет ему деформироваться при сжатии, тягучесть это свойство металла, которое позволяет ему растягиваться без повреждений.
Медь является примером металла, который обладает как хорошей пластичностью (его можно растягивать в проволоку), так и хорошей пластичностью (его также можно свернуть в листы).
Хотя большинство ковких металлов также пластичны, эти два свойства могут быть исключительными. привести и олово, например, податливое и пластичное, когда оно холодное, но становится все более хрупким, когда температура начинает повышаться к своим температурам плавления.
Однако большинство металлов становятся более пластичными при нагревании. Это связано с влиянием температуры на кристаллические зерна в металлах.
Контроль кристаллических зерен через температуру
Температура оказывает непосредственное влияние на поведение атомов, и в большинстве металлов нагрев приводит к тому, что атомы имеют более правильное расположение. Это уменьшает количество границ зерен, тем самым делая металл более мягким или более пластичным.
Пример влияния температуры на металлы можно увидеть с цинк, который является хрупким металлом ниже 300 градусов по Фаренгейту (149 градусов по Цельсию). Однако, когда он нагревается выше этой температуры, цинк может стать настолько пластичным, что его можно свернуть в листы.
Холодная работа в отличие от термическая обработка. Этот процесс включает в себя прокатку, волочение или прессование холодного металла. Это имеет тенденцию приводить к меньшим зернам, делая металл более твердым.
Помимо температуры, легирование является еще одним распространенным методом контроля размеров зерна, чтобы сделать металлы более работоспособными. латунь, сплав из меди и цинка, тверже, чем оба отдельных металла, потому что его зернистая структура более устойчива к давлению сжатия.