De kneedbaarheid van een metaal kan worden gemeten aan de hand van de druk (drukspanning) die het kan weerstaan zonder te breken. Verschillen in kneedbaarheid tussen verschillende metalen zijn het gevolg van verschillen in hun kristalstructuren.
Compressiespanning dwingt atomen over elkaar heen te rollen naar nieuwe posities zonder hun metalen binding te verbreken. Wanneer een grote hoeveelheid stress op een kneedbaar metaal wordt gelegd, rollen de atomen over elkaar en blijven ze permanent in hun nieuwe positie.
Voorbeelden van kneedbare metalen zijn:
Voorbeelden van producten die kneedbaarheid aantonen zijn bladgoud, lithiumfolie en indium-shot.
Wendbaarheid en hardheid
De kristalstructuur van hardere metalen, zoals antimoon en bismut , maakt het moeilijker om atomen in nieuwe posities te drukken zonder te breken. Dit komt omdat de rijen atomen in het metaal niet op één lijn liggen. Met andere woorden, er bestaan meer korrelgrenzen en metalen hebben de neiging om te breken bij korrelgrenzen. Korrelgrenzen zijn gebieden waar atomen niet zo sterk verbonden zijn. Daarom, hoe meer korrelgrenzen een metaal heeft, hoe harder, brosser en dus minder plooibaar het zal zijn.
Smeedbaarheid versus buigzaamheid
Hoewel kneedbaarheid het eigendom is van een metalen vervorming onder compressie, is taaiheid het eigendom van een metaal waardoor het kan worden uitgerekt zonder schade.
Koper is een voorbeeld van een metaal dat zowel goede taaiheid (het kan worden uitgerekt tot draden) en goede kneedbaarheid (het kan ook worden opgerold in vellen).
Hoewel de meeste kneedbare metalen ook ductiel zijn, kunnen de twee eigenschappen exclusief zijn. Lood en tin zijn bijvoorbeeld kneedbaar en buigzaam als ze koud zijn, maar worden steeds brosser wanneer de temperaturen beginnen te stijgen naar hun smeltpunten.
De meeste metalen worden echter meer kneedbaar bij verhitting. Dit komt door het effect dat de temperatuur heeft op de kristalkorrels in metalen.
Het beheersen van kristalkorrels door temperatuur
Temperatuur heeft een direct effect op het gedrag van atomen, en bij de meeste metalen resulteert hitte in atomen met een meer regelmatige opstelling. Dit vermindert het aantal korrelgrenzen, waardoor het metaal zachter of meer kneedbaar wordt gemaakt.
Een voorbeeld van het effect van de temperatuur op metalen is te zien met zink , dat een bros metaal is onder 300 ° F (149 ° C). Maar bij verhitting boven deze temperatuur kan zink zo vervormbaar worden dat het tot vellen kan worden gerold.
In tegenstelling tot het effect van warmtebehandeling , koud werken (een proces waarbij rollen, trekken of persen leidt tot plastische vervorming van een koud metaal) heeft de neiging om te resulteren in kleinere korrels, waardoor het metaal harder wordt.
Naast de temperatuur is legeren een andere veelgebruikte methode voor het regelen van korrelgroottes om metalen werkbaarder te maken.
Messing , een legering van koper en zink, is harder dan beide afzonderlijke metalen, omdat de korrelstructuur ervan beter bestand is tegen compressiespanning, waardoor de rijen atomen worden gedwongen om naar nieuwe posities te verplaatsen.
bronnen
Chestofbooks.com. Wendbaarheid en buigzaamheid van legeringen.
URL: http://chestofbooks.com/home-improvement/workshop/Turning-Mechanical/
Differencesbetween.net. Verschil tussen buigzaamheid en kneedbaarheid.
URL: http://www.differencebetween.net/miscellaneous/difference-between-ductility-and-malleability/
Chemguide.co.uk. Metalen structuren .
URL: http://www.chemguide.co.uk/atoms/structures/metals.html