Pritaikius kietą daiktą mechaninį įtempimą, nuo kietojo elemento struktūros priklausys, ar jis deformuosis į įvairias formas nesulauždamas, ar ne. Medžiagos, kurios lengvai deformuojasi nesulauždamos, kai yra veikiamos mechaninio slėgio, laikomos kaliosiomis. Medžiagos, kurios yra lengvai deformuojamos patyrus tempiamąjį įtempį, laikomos tampriosiomis.
Kalio apibrėžimas
Žodis kali kilęs iš viduramžių lotynų kalbos kaliojo, kuris pats kilo iš lotynų kalbos originalo meška, reiškiantis „kalti“.
Kalios medžiagos gali būti lengvai deformuojamos nesulaužant mechaninio slėgio ar „gniuždymo įtempio“. Kadangi deformuodamiesi šios medžiagos nelūžta, jas galima priversti į skirtingas formas arba plonas paklodės. Tai galima padaryti kalant, presuojant ar valcuojant.
Dažnas kaliosios medžiagos pavyzdys yra auksas, kuris dažnai suspaustas į aukso lapus, skirtas naudoti menui, architektūrai, papuošalams ir net maistui. Kiti kalieji metalai yra geležis, varis, aliuminis, sidabras ir švinas, taip pat pereinamojo metalo cinkas esant tam tikrai temperatūrai. Daugelis medžiagų, kurios yra labai kalios, taip pat yra labai plastiškos; švinas yra išimtis, jo plastiškumas ir didelis plastiškumas.
Plastiškumo apibrėžimas
Su plastiškumo samprata glaudžiai susijęs plastiškumas. Nors formuojamumas yra susijęs su gniuždymo įtempiu arba mechaniniu slėgiu, plastiškumas susijęs su tempimo įtempiu arba mechaniniu tempimu.
„Kalusis“ kilęs iš lotyniško žodžio ductilis, o tai reiškia „kuris gali būti vedamas ar piešiamas“.
Tai, kas yra plastiška (kartais dar vadinama tempiamuoju), galima lengvai ištempti arba ištraukti į ploną vielą. Kalusis varis yra geras kaliojo ir plastiško pavyzdys, jį galima spausti ir valcuoti į lakštus, taip pat ištempti į laidus.
Norint pagerinti jų fizines savybes, metalai dažnai yra maišomi kaip lydiniai. Aukštos tempimo plienas yra lydinio, kurio plastiškumas yra didesnis nei bet kurio jo sudėtinio metalo, pavyzdys, jis dažnai naudojamas lėktuvuose, automobiliuose ir kitose inžinerijos srityse.
Kaip deformuojasi metalai
Jonų sluoksniai metale gali judėti ir slinkti vienas virš kito, nenutraukdami metalinių jungčių; tai leidžia metalui sulenkti ar išsitiesti nesulaužant. Tačiau kai kurie kietesni metalai neturi aiškių sluoksnių, o turi kristalų struktūrą su mažesniais komponentais atomų.
Šie vienetų atomų sankaupos, vadinamos grūdai, turi ribas tarp jų, vadinamas grūdų ribomis. Kuo daugiau grūdų ribų tūrio vienetui turi metalas, tuo mažiau jis turės plastiškumą ar plastiškumą. Vietoj to metalas bus trapesnis ir linkęs lūžti palei šias grūdų ribas.
Medžiagos yra labiau formuojamos ir plastiškesnės, kai jos turi dislokacijas arba trūksta jonų sluoksnio struktūroje. Šie defektai deformuodamiesi gali judėti per kristalo metalinę struktūrą, padidindami jo gebėjimą deformuotis nesulaužydami.
Kaitinant daugumą metalų, jų grūdai tampa didesni. Tada atomai yra taisyklingesnės struktūros ir gali lengviau praslysti vienas ant kito, nenutraukdami jų ryšių. Tai leidžia metalus lengviau deformuoti. „Šaltas apdirbimas“ daro priešingai: deformuojant metalą, kai jis yra šaltas, atsiranda daugiau grūdelių ribų, metalas tampa standus ir trapus.
Įdomu tai, kad kai kurie metalai taip pat rodo elastingumas. Kai metalas, atomai, patiria labai mažą įtampą pradžia apsiversti vienas kitu. Bet tada, kai stresas paleidžiamas, atomai grįžta į pradinę padėtį. Didesnis streso kiekis visam laikui keičia atomų padėtį.