Cuando se aplica tensión mecánica a un objeto sólido, dependerá de la estructura del sólido si se deforma en varias formas sin romperse o no. Los materiales que se deforman fácilmente sin romperse cuando se someten a presión mecánica se consideran maleables. Los materiales que se deforman fácilmente cuando se someten a tensión de tracción se consideran dúctiles.
Definición de maleable.
La palabra maleable proviene del latín medieval. malleabilis, que a su vez vino del latín original malleare, que significa "martillar".
Los materiales maleables se pueden deformar fácilmente sin romperse bajo presión mecánica o "tensión de compresión". Dado que estos materiales no se rompen mientras se deforman, se pueden forzar a adoptar diferentes formas o adelgazar. hojas. Esto se puede hacer martillando, presionando o rodando.
Un ejemplo común de material maleable es oro, que a menudo se comprime en pan de oro para su uso en arte, arquitectura, joyería e incluso comida. Otros metales maleables incluyen hierro, cobre, aluminio, plata y plomo, así como el metal de transición zinc a ciertas temperaturas. Muchos materiales que son muy maleables también son muy dúctiles; el plomo es una excepción, con baja ductilidad y alta maleabilidad.
Definición de dúctil
Estrechamente relacionado con el concepto de maleabilidad está la ductilidad. Mientras que la maleabilidad tiene que ver con la tensión de compresión o la presión mecánica, la ductilidad se relaciona con la tensión de tracción o el estiramiento mecánico.
"Dúctil" se origina en la palabra latina ductilis, que significa "que puede ser dirigido o dibujado".
Algo que es dúctil (a veces también llamado transitable) se puede estirar o estirar fácilmente en un alambre delgado. El cobre dúctil es un buen ejemplo de maleabilidad y ductilidad, pudiendo ser prensado y enrollado en láminas, así como estirado en alambres.
Los metales a menudo se mezclan como aleaciones para mejorar sus propiedades físicas. El acero de alta resistencia es un ejemplo de una aleación que tiene una mayor ductilidad que cualquiera de los metales que lo componen y, a menudo, se utiliza en aviones, automóviles y otras aplicaciones de ingeniería.
Cómo se deforman los metales
Las capas de iones en un metal pueden moverse y deslizarse unas sobre otras sin romper sus enlaces metálicos; esto es lo que permite que un metal se doble o estire sin romperse. Sin embargo, algunos metales más duros no tienen capas transparentes y, en cambio, tienen una estructura cristalina con unidades de átomos componentes más pequeñas.
Estos grupos unitarios de átomos, llamados granos, tienen límites entre ellos llamados límites de grano. Cuantos más límites de grano por unidad de volumen tenga un metal, menos maleabilidad o ductilidad tendrá. En cambio, el metal será más frágil y tenderá a romperse a lo largo de estos límites de grano.
Los materiales son más maleables y más dúctiles cuando tienen dislocaciones o faltan iones en la estructura de la capa. Estos defectos pueden moverse a través de la estructura cristalina del metal a medida que se deforma, aumentando su capacidad para deformarse sin romperse.
Cuando la mayoría de los metales se calientan, sus granos se vuelven más grandes. Los átomos están entonces en una estructura más regular y pueden deslizarse más fácilmente entre sí sin romper sus enlaces. Esto permite que los metales se deformen más fácilmente. El "trabajo en frío" hace lo contrario: deformar el metal cuando hace frío crea más bordes de grano, lo que hace que el metal sea rígido y quebradizo.
Curiosamente, algunos metales también muestran elasticidad. Cuando se aplica una cantidad muy pequeña de estrés a un metal, los átomos comienzo para rodar uno sobre el otro. Pero luego, cuando se libera la tensión, los átomos vuelven a sus posiciones originales. Cantidades mayores de estrés cambian las posiciones de los átomos de forma permanente.