Metallurgietermen: de definitie van ductiel

Ductiliteit is een maat voor het vermogen van een metaal om trekspanning te weerstaan ​​- elke kracht die de twee uiteinden van een object van elkaar af trekt. Het touwtrekken is een goed voorbeeld van het uitoefenen van trekspanning op een touw. Buigzaamheid is de plastische vervorming die in metaal optreedt als gevolg van dergelijke soorten rek. De term "ductiel" betekent letterlijk dat een metalen stof in een dunne draad kan worden uitgerekt zonder daarbij zwakker of brozer te worden.

Metalen met een hoge ductiliteit, zoals koper—Kan in lange, dunne draden worden getrokken zonder te breken. Koper heeft van oudsher gediend als een uitstekende geleider van elektriciteit, maar het kan bijna alles geleiden. Metalen met lage ductiliteit, zoals bismut, zal scheuren wanneer ze onder trekspanning worden gezet.

Nodulaire metalen kunnen worden gebruikt in meer dan alleen geleidende bedrading. Goud, platinaen zilver wordt vaak in lange strengen getrokken voor gebruik in bijvoorbeeld sieraden. Goud en platina worden over het algemeen beschouwd als een van de meest ductiele metalen. Volgens de

Stalen kabels zijn mogelijk vanwege de taaiheid van de legeringen die erin worden gebruikt. Deze kunnen voor veel verschillende toepassingen worden gebruikt, maar het is vooral gebruikelijk in bouwprojecten, zoals bruggen, en in fabrieksinstellingen voor zaken als katrolmechanismen.

Daarentegen, kneedbaarheid is de maat voor het vermogen van een metaal om compressie te weerstaan, zoals hameren, rollen of persen. Hoewel ductiliteit en vervormbaarheid op het oppervlak vergelijkbaar lijken, zijn metalen die ductiel zijn niet noodzakelijkerwijs vervormbaar en vice versa. Een bekend voorbeeld van het verschil tussen deze twee eigenschappen is lood, die door zijn kristalstructuur zeer buigzaam maar niet sterk buigzaam is. De kristalstructuur van metalen bepaalt hoe ze onder spanning zullen vervormen.

De atoomdeeltjes die metalen vormen, kunnen onder spanning vervormen door over elkaar heen te glijden of door van elkaar weg te strekken. Door de kristalstructuren van meer ductiele metalen kunnen de atomen van het metaal verder uit elkaar worden gerekt, een proces dat 'twinning' wordt genoemd. Meer ductiele metalen zijn metalen die gemakkelijker tweeling zijn. Bij kneedbare metalen rollen atomen over elkaar heen naar nieuwe, permanente posities zonder hun metalen bindingen te verbreken.

Buigzaamheid in metalen is nuttig in meerdere toepassingen die specifieke vormen vereisen die zijn ontworpen uit metalen die zijn afgeplat of tot platen zijn gerold. De carrosserieën van auto's en vrachtwagens moeten bijvoorbeeld tot specifieke vormen worden gevormd, evenals kookgerei, blikjes voor verpakt voedsel en dranken, bouwmaterialen en meer.

Aluminium, dat in blikjes voor voedsel wordt gebruikt, is een voorbeeld van een metaal dat vervormbaar maar niet ductiel is.

Temperatuur heeft ook invloed op de ductiliteit van metalen. Door verhitting worden metalen over het algemeen minder bros, waardoor plastische vervorming mogelijk wordt. Met andere woorden, de meeste metalen worden ductieler wanneer ze worden verwarmd en kunnen gemakkelijker in draden worden getrokken zonder te breken. Lood blijkt een uitzondering op deze regel te zijn, omdat het bij verhitting brosser wordt.

De ductiele-brosse overgangstemperatuur van een metaal is het punt waarop het bestand is tegen trekspanning of andere druk zonder te breken. Metalen die worden blootgesteld aan temperaturen onder dit punt zijn vatbaar voor breuk, wat dit een belangrijke overweging maakt bij het kiezen van metalen die moeten worden gebruikt bij extreem lage temperaturen. Een populair voorbeeld hiervan is het zinken van de Titanic. Er zijn vele redenen gesuggereerd waarom het schip zinkt, waaronder de impact van het koude water op het staal van de scheepsromp. Het weer was te koud voor de taai-brosse overgangstemperatuur van het metaal in de scheepsromp, waardoor het bros werd en het gevoeliger werd voor beschadiging.