Пластичность – это мера способности металла выдерживать растягивающее напряжение – любую силу, которая отталкивает два конца объекта друг от друга. Игра в перетягивание каната является хорошим примером приложения растягивающего напряжения к канату. Пластичность – это пластическая деформация, которая возникает в металле в результате таких видов деформации. Термин «пластичный» буквально означает, что металлическое вещество может растягиваться в тонкую проволоку, не становясь при этом более слабым или более хрупким.
Пластичные металлы
Металлы с высокой пластичностью, такие как медь, можно без разрыва вытягивать в длинные тонкие проволоки. Медь исторически служила отличным проводником электричества, но она может проводить практически все. Металлы с низкой пластичностью, такие как висмут, разрываются, когда они подвергаются растягивающему напряжению.
Пластичные металлы можно использовать не только в проводящей проводке. Золото, платина и серебро часто превращают в длинные нити, например, для ювелирных изделий. Золото и платина обычно считаются одними из самых пластичных металлов. По данным Американского музея естественной истории, золото можно растянуть до ширины всего 5 микрон или пятимиллионных долей метра. Одну унцию золота можно протянуть на длину 50 миль.
Стальные тросы возможны из-за пластичности используемых в них сплавов. Их можно использовать для множества различных применений, но это особенно часто встречается в строительных проектах, таких как мосты, и в заводских настройках таких вещей, как шкивные механизмы.
Пластичность против пластичности
Напротив, пластичность – это мера способности металла выдерживать сжатие, такое как удар, прокатка или прессование. Хотя пластичность и пластичность могут казаться одинаковыми на поверхности, пластичные металлы не обязательно являются пластичными, и наоборот. Типичным примером разницы между этими двумя свойствами является свинец, который очень пластичен, но не очень пластичен из-за своей кристаллической структуры. Кристаллическая структура металлов определяет, как они будут деформироваться под напряжением.
Атомарные частицы, из которых состоят металлы, могут деформироваться под действием напряжения, скользя друг по другу или растягиваясь. друг от друга. Кристаллическая структура более пластичных металлов позволяет атомам металла растягиваться дальше друг от друга, этот процесс называется «двойникованием». Более пластичные металлы – это те металлы, которые с большей готовностью образуют двойную деформацию. В ковких металлах атомы перекатываются друг с другом в новые, постоянные положения, не разрывая своих металлических связей.
Ковкость металлов полезна во многих приложениях, требующих определенной формы спроектированы из металлов, которые были сплющены или свернуты в листы. Например, кузовам легковых и грузовых автомобилей необходимо придать определенную форму, так же как и кухонная утварь, банки для упакованных продуктов питания и напитков, строительные материалы и многое другое.
Алюминий, который используется в консервных банках для пищевых продуктов, является примером металла, который является ковким, но не пластичным.
Температура
Температура также влияет на пластичность металлов. По мере нагрева металлы обычно становятся менее хрупкими, что способствует пластической деформации. Другими словами, большинство металлов становятся более пластичными при нагревании, и их легче втянуть в проволоку, не ломаясь. Свинец оказывается исключением из этого правила, поскольку он становится более хрупким при нагревании.
Температура перехода металла из пластичного в хрупкое состояние – это точка, при которой он может выдерживать растягивающее напряжение или другое давление без разрушения. Металлы, подвергающиеся воздействию температур ниже этой точки, подвержены растрескиванию, что делает это важным фактором при выборе металлов для использования при очень низких температурах. Популярный пример этого – гибель Титаника. Было выдвинуто множество гипотез, объясняющих, почему корабль затонул, и среди них – воздействие холодной воды на сталь корпуса корабля. Погода была слишком холодной для температуры перехода металла в корпус корабля из пластичного в хрупкое, что увеличивало его хрупкость и делало его более восприимчивым к повреждениям.
