Kad cietajam priekšmetam tiek piemērots mehāniskais spriegums, no cietās vielas struktūras būs atkarīgs, vai tas deformējas dažādās formās, nesalaužot vai nē. Materiāli, kas viegli deformējas, nesalūstot, pakļaujot tiem mehānisku spiedienu, tiek uzskatīti par kaļamajiem. Materiāli, kas viegli deformējas, pakļauti stiepes spriegumam, tiek uzskatīti par elastīgiem.
Kaļamā definīcija
Vārds kaļams nāk no viduslaiku latīņu valodas kaļams, kas pats cēlies no oriģinālā latīņu valodas malleare, kas nozīmē "āmuru".
Kaļamus materiālus var viegli deformēt, nesalaužot mehāniskā spiedienā vai "spiedes spriegumā". Tā kā deformējoties šie materiāli neplīst, tos var piespiest dažādās formās vai plānas palagiem. To var izdarīt ar āmuru, presēšanu vai velmēšanu.
Parasts kaļamā materiāla piemērs ir zelts, kas bieži tiek saspiesta zelta lapās izmantošanai mākslā, arhitektūrā, rotaslietās un pat pārtikā. Citi kaļamie metāli ietver dzelzi, varu, alumīniju, sudrabu un svinu, kā arī pārejas metāla cinku noteiktās temperatūrās. Daudzi materiāli, kas ir ļoti kaļami, ir arī ļoti elastīgi; svins ir izņēmums, ar zemu plastiskumu un augstu kaļamību.
Formas definīcija
Cieši saistīts ar kaļamības jēdzienu ir plastiskums. Kaut arī kaļamība ir saistīta ar spiedes spriegumu vai mehānisko spiedienu, plastiskums ir saistīts ar stiepes spriegumu vai mehānisku izstiepšanos.
"Plastisks" cēlies no latīņu vārda ductilis, kas nozīmē "ko var vadīt vai uzzīmēt".
Kaut ko, kas ir elastīgs (dažreiz to dēvē arī par taktilo), var viegli izstiept vai izvilkt plānā stieplē. Kalpojošais varš ir labs piemērs gan kaļamībai, gan elastībai, jo to var presēt un velmēt loksnēs, kā arī stiept vados.
Metālus bieži sajauc kā sakausējumus, lai uzlabotu to fizikālās īpašības. Augstas stiepes tērauds ir sakausējuma piemērs, kuram ir lielāka elastība nekā jebkuram tā komponentam, un to bieži izmanto lidmašīnās, automašīnās un citās inženierzinātnēs.
Kā metāli deformējas
Jonu slāņi metālā var pārvietoties un slīdēt viens otram, nesabojājot to metāla saites; tas ļauj metālam saliekties vai izstiepties, nesalūžot. Tomēr dažiem cietākiem metāliem nav skaidru slāņu, un to vietā ir kristāla struktūra ar mazākām atomu sastāvdaļu vienībām.
Šīs atomu vienības, ko sauc graudi, starp tām ir robežas, ko sauc par graudu robežām. Jo vairāk metālam ir graudu robežas uz tilpuma vienību, jo mazāk tam būs plastiskuma vai lokanības. Tā vietā metāls būs trauslāks un mēdz lūzt gar šīm graudu robežām.
Materiāli ir kaļamāki un elastīgāki, ja tiem ir dislokācijas vai trūkst jonu slāņa struktūrā. Šie defekti deformējoties var pārvietoties pa metāla kristāla struktūru, palielinot tā spēju deformēties, nesalūžot.
Karsējot lielāko daļu metālu, to graudi kļūst lielāki. Tad atomi ir regulārākā struktūrā un var vieglāk slīdēt viens otram, nesalaužot viņu saites. Tas ļauj metālus vieglāk deformēt. "Aukstā apstrāde" rīkojas pretēji: metāla deformēšana aukstā laikā rada vairāk graudu robežu, padarot metālu stingru un trauslu.
Interesanti, ka daži metāli arī parāda elastība. Ja metālam, atomiem, tiek uzlikts ļoti maz stresa sākt apgāzties viens otram pāri. Bet tad, kad stress atbrīvojas, atomi atgriežas sākotnējā stāvoklī. Lielāks stresa daudzums neatgriezeniski maina atomu stāvokli.