Když se na pevný předmět aplikuje mechanické namáhání, bude záležet na struktuře tělesa, zda se deformuje do různých tvarů, aniž by se rozbilo nebo ne. Materiály, které se snadno deformují bez přetržení při působení mechanického tlaku, se považují za tvárné. Materiály, které se při deformaci v tahu snadno deformují, se považují za tvárné.
Definice Malleable
Slovo tvárny pochází ze středověké latiny malleabilis, který sám pocházel z původní latiny Malleare, což znamená „kladivo“.
Temperovatelné materiály lze snadno deformovat, aniž by se rozbily pod mechanickým tlakem nebo „tlakovým namáháním“. Vzhledem k tomu, že se tyto materiály při deformaci nerozbijí, mohou být tlačeny do různých tvarů nebo tenké povlečení na postel. Toho lze dosáhnout kladivem, lisováním nebo válcováním.
Běžným příkladem tvárného materiálu je zlato, který je často komprimován do zlatého listu pro použití v umění, architektuře, špercích a dokonce i v jídle. Mezi další tvárné kovy patří železo, měď, hliník, stříbro a olovo, jakož i přechodný kov zinek při určitých teplotách. Mnoho materiálů, které jsou velmi tvárné, je také velmi tvárné; olovo je výjimkou, s nízkou tažností a vysokou tvárností.
Definice Ductile
S konceptem tvárnosti úzce souvisí tažnost. Zatímco tvárnost souvisí s tlakovým napětím nebo mechanickým tlakem, tažnost souvisí s tahovým napětím nebo mechanickým roztažením.
„Tvárná“ pochází z latinského slova ductilis, což znamená „to může být vedeno nebo kresleno.“
Něco, co je tvárné (někdy také nazývané traktilní), lze snadno natáhnout nebo vytáhnout do tenkého drátu. Tvárná měď je dobrým příkladem tvárnosti i tažnosti, protože je možné ji lisovat a válcovat do plechů i natahovat do drátů.
Kovy se často míchají jako slitiny, aby se zlepšily jejich fyzikální vlastnosti. Vysokopevnostní ocel je příkladem slitiny, která má vyšší tažnost než kterýkoli z jejích kovových komponent, a často se používá v letadlech, automobilech a jiných strojírenských aplikacích.
Jak se deformují kovy
Vrstvy iontů v kovu se mohou pohybovat a klouzat po sobě, aniž by porušily jejich kovové vazby; to je to, co umožňuje, aby se kov ohnul nebo natáhl bez zlomení. Některé tvrdší kovy však nemají jasné vrstvy a místo toho mají krystalovou strukturu s menšími jednotkovými jednotkami atomů.
Tyto jednotkové shluky atomů, tzv zrna, mají mezi nimi hranice zvané hranice zrn. Čím více hranic zrn na jednotku objemu má kov, tím menší bude tvárnost nebo tažnost. Kov bude místo toho křehčí a bude mít sklon se podél těchto hranic zrn lámat.
Materiály jsou tvárnější a tvárnější, když mají dislokace nebo chybí ionty ve struktuře vrstvy. Tyto defekty se mohou pohybovat skrz krystalovou strukturu kovu, když se deformuje, což zvyšuje jeho schopnost deformovat se bez poškození.
Když se většina kovů zahřeje, jejich zrna se zvětší. Atomy jsou pak v pravidelnější struktuře a mohou snáze přes sebe klouzat, aniž by porušily své vazby. To umožňuje snadnější deformaci kovů. „Zpracování za studena“ dělá pravý opak: Deformace kovu za studena vytváří více hranic zrn, čímž je kov tuhý a křehký.
Je zajímavé, že se projevují i některé kovy pružnost. Když je na kov, atomy kladeno velmi malé napětí Start převalit se navzájem. Ale pak, když se stres uvolní, atomy se vrátí zpět do své původní polohy. Větší množství stresu trvale mění polohy atomů.
