En mecánica trabajamos con metales a diario, entonces es importante conocer sus propiedades. En este artículo habalmos sobre la maleabilidad.
¿Qué Es La Maleabilidad?
La maleabilidad es una propiedad física de los metales que define su capacidad para ser martillados, prensados o enrollados en láminas delgadas sin romperse. En otras palabras, es propiedad de un metal deformarse bajo compresión y tomar una nueva forma.
La maleabilidad de un metal se puede medir por la cantidad de presión (esfuerzo de compresión) que puede soportar sin romperse. Las diferencias en maleabilidad entre diferentes metales se deben a variaciones en sus estructuras cristalinas.
Los materiales maleables se pueden aplanar en hojas de metal. Un tipo muy conocido de pan de metal es el pan de oro. Muchos metales con alta maleabilidad también tienen alta ductilidad . Algunos no; por ejemplo, el plomo tiene baja ductilidad pero alta maleabilidad.
La maleabilidad es una propiedad física de la materia, generalmente metales. La propiedad generalmente se aplica a los grupos familiares del 1 al 12 en la tabla periódica moderna de elementos .
La maleabilidad en los metales es muy importante en las industrias de electrodomésticos y automotriz. Esta propiedad ayuda a construir refrigeradores, microondas y estufas, y también ayuda a construir objetos metálicos planos y curvos.
Introducción a la Maleabilidad
La maleabilidad se caracteriza comúnmente por la capacidad de un material para crear una lámina delgada por soplado o laminación. Esta propiedad no se ve en los no metales . Los metales maleables se doblarán y torcerán en numerosas formas cuando los golpee un martillo, mientras que los metales no maleables pueden romperse en pedazos.
Ejemplos de metales maleables son el oro, el hierro, el aluminio , el cobre , la plata y el plomo .
La ductilidad y la maleabilidad no siempre se correlacionan entre sí; por ejemplo, el oro es dúctil y maleable, sin embargo, el plomo es simplemente maleable. La propiedad física de un metal a menudo se mide por la proporción de presión (esfuerzo de compresión) que enfrentará pero no se romperá. Las variaciones en las propiedades físicas de los metales se deben a variaciones en sus estructuras cristalinas.
Los metales tienden a fracturarse en las áreas de límite de grano donde los átomos no están tan poderosamente conectados. Por lo tanto, el metal será más duro cuando posea muchos límites de grano. Por otro lado, será quebradizo y menos maleable cuando tenga menos límites de grano. La mayoría de los metales se vuelven más maleables una vez que se calientan debido a los efectos del aumento de temperatura en los granos de cristal.
El oro y la plata son altamente maleables. Cuando se martilla una pieza de hierro candente, toma la forma de una lámina. La propiedad no se ve en los no metales . Los metales no maleables pueden romperse cuando se golpean con un martillo. Los metales maleables generalmente se doblan y tuercen en varias formas. El zinc es maleable a temperaturas entre 100 y 200 °C pero es quebradizo a otras temperaturas.
Metales Maleables
A nivel molecular, la tensión de compresión obliga a los átomos de los metales maleables a rodar unos sobre otros en nuevas posiciones sin romper su enlace metálico. Cuando se aplica una gran cantidad de tensión a un metal maleable, los átomos ruedan unos sobre otros y permanecen permanentemente en su nueva posición.
Ejemplos de metales maleables son: Oro, Plata, Hierro, Aluminio, Cobre, Estaño, indio, Litio
Los productos fabricados con estos metales también pueden demostrar maleabilidad, incluidos el pan de oro, el papel de litio y la granalla de indio.
¿Cómo Funciona La Maleabilidad?
Los metales son maleables debido a su estructura cristalina. Los elementos con estructuras cristalinas compactas [hexagonal compacta (hcp) o cúbica centrada en las caras (fcc)] son generalmente más maleables que aquellos con estructuras más abiertas, como la cúbica centrada en el cuerpo (bcc).
Por ejemplo, el oro, la plata y el magnesio son más maleables que el vanadio o el cromo . Los átomos en estructuras compactas están dispuestos como láminas planas apiladas, de modo que los planos pueden deslizarse entre sí bajo la fuerza aplicada. Mientras tanto, las estructuras centradas en el cuerpo son más como láminas corrugadas que resisten el deslizamiento.
Pero los metales asumen diferentes estructuras dependiendo de la temperatura, las impurezas y otros factores. Entonces, la maleabilidad de un elemento o aleación dado depende de sus condiciones.
¿Alguno De Los No Metales Es Maleable?
En términos generales, los elementos que son no metales no son maleables. Sin embargo, hay algunas excepciones. Ciertos alótropos son maleables. Un ejemplo es el alótropo plástico del azufre.
Mientras que los elementos no metálicos no son maleables, algunos polímeros no metálicos sí lo son. Por ejemplo, algunos plásticos muestran maleabilidad.
Diferencia Entre Maleable Y Dúctil
Mientras que la maleabilidad es la propiedad de un metal que le permite deformarse bajo compresión, la ductilidad es la propiedad de un metal que le permite estirarse sin dañarse
El cobre es un ejemplo de un metal que tiene buena ductilidad (se puede estirar en alambres) y buena maleabilidad (también se puede enrollar en láminas).
Si bien la mayoría de los metales maleables también son dúctiles, las dos propiedades pueden ser exclusivas. El plomo y el estaño , por ejemplo, son maleables y dúctiles cuando están fríos, pero se vuelven cada vez más frágiles cuando las temperaturas comienzan a subir hacia sus puntos de fusión.
Sin embargo, la mayoría de los metales se vuelven más maleables cuando se calientan. Esto se debe al efecto que tiene la temperatura sobre los granos de cristal dentro de los metales.
Maleabilidad Y Dureza
La estructura cristalina de los metales más duros, como el antimonio y el bismuto, hace que sea más difícil presionar átomos en nuevas posiciones sin romperse. Esto se debe a que las filas de átomos del metal no se alinean.
En otras palabras, existen más límites de grano, que son áreas donde los átomos no están tan fuertemente conectados. Los metales tienden a fracturarse en estos límites de grano. Por lo tanto, cuantos más límites de grano tenga un metal, más duro, más frágil y menos maleable será.
Efecto De La Temperatura Sobre La Maleabilidad
En la mayoría de los metales, el aumento de la temperatura reduce el número de límites de grano y aumenta la maleabilidad. Entonces, algunos metales que no son maleables en condiciones ordinarias responden al tratamiento térmico. Por ejemplo, el zinc es frágil hasta que se calienta a más de 300 °F (~150 °C). Por encima de esta temperatura, es posible enrollar el metal en láminas.
Efecto De La Aleación Sobre La Maleabilidad
La aleación de metales es otra forma de controlar la maleabilidad. Por ejemplo, el latón es menos maleable que cualquiera de sus componentes metálicos, cobre o zinc. El oro de 14 quilates y la plata esterlina son aleaciones que endurecen y reducen la maleabilidad del oro y la plata.
Medición De La Maleabilidad
Hay dos formas de medir la maleabilidad. La primera prueba mide cuánta presión o tensión de compresión soporta un material antes de romperse. La otra prueba es medir qué tan delgada se forma una hoja de metal antes de fracturarse.
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