Venivus
Ka: venitatavus, sirutatavus, vormitavus
Venivus tähistab materjali omadust tõmbekoormuse all plastselt deformeeruda, ilma et see puruneks.
Venivus on üks väärismetallide silmapaistvamaid mehaanilisi omadusi ja otsustav põhjus nende tööstusliku kui ka käsitööndusliku tähtsuse jaoks. See kirjeldab tahke keha võimet mõjuva tõmbepinge all püsivalt plastselt deformeeruda – ehk venida, sirutuda või painduda – ilma seejuures rebenemata või purunemata. Venivuse vastand on rabedus: rabedad materjalid nagu klaas või malm purunevad ilma märkimisväärse plastse deformatsioonita äkiliselt.
Kuidas venivus tekib
Aatomtasandil põhineb venivus kristallvõre tasandite võimel nihkepinge all üksteise suhtes libiseda. Seda protsessi nimetatakse dislokatsiooni liikumiseks. Kuubilis-tahkkeskse (fcc) võrestruktuuriga metallidel – nende hulka kuuluvad kuld, hõbe, plaatina, pallaadium ja vask – on eriti palju libisemistasandeid (12 sõltumatut libisemissüsteemi) ja seetõttu on nad väljendunult venivad.
Venivust mõõdetakse reeglina kahe näitaja abil standarditud tõmbekatsest (DIN EN ISO 6892-1):
Purunemispikenemine A = (Lf - L0) / L0 × 100 %
Kokkutõmbumine Z = (S0 - Su) / S0 × 100 %
- L0 = algne mõõtepikkus, Lf = mõõtepikkus pärast purunemist
- S0 = algne ristlõige, Su = ristlõige purunemiskohas
Kõrge väärtus mõlema suuruse puhul tähendab kõrget venivust.
Tähtsaimate väärismetallide venivuse võrdlus
| Metall | Purunemispikenemine (tüüpiline) | Eripära |
|---|---|---|
| Kuld | > 40 % | kõige venivam metall üldse; 1 g → ~3 km traati |
| Hõbe | ~50 % | kõrgeim venivus mündimetallide seas |
| Plaatina | 35–40 % | veniv, kuid sitkem kui kuld |
| Pallaadium | ~30 % | sarnane plaatinaga, külmvormitav |
| Vask | 40–50 % | paljude sulamite alus; kõrge juhtivus |
Kuld on kõige venivam teadaolev metall üldse. Ühest ainsast grammist kullast saab tõmmata umbes 3000 meetri pikkuse traadi; lehtkullaks taotuna saavutab see fooliumipaksuse alla 0,1 mikromeetri – see vastab vähem kui tuhandikule inimjuukse paksusest.
Praktiline tähtsus väärismetalliinvestoritele ja töötlemisele
Kulla ja hõbeda kõrge venivus teeb mõlemad metallid aastatuhandeid eelistatud materjaliks ehete, müntide ja kangide jaoks. Investorile on see kaudselt oluline:
- Mündivermimine: venivaid metalle saab ilma pragudeta vermida. Peened reljeefid investeerimismüntidel nagu Krugerrand tekivad ainult plastse deformatsiooni kaudu vermistantsis.
- Sulamid: puhas kuld (999) on väga pehme ja veniv; lisametallide nagu vask või hõbe abil suureneb kõvadus venivuse arvelt. 585 või 750 kuld on seetõttu igapäevakasutuseks sobivam, kuid vähem vormitav kui puhas kuld.
- Võltsingu tuvastamine: volframil on peaaegu sama tihedus kui kullal, kuid see on tunduvalt rabedam ja kõvem. Mehaanilised testid (painutuskatse, helitest) kasutavad seda venivuse erinevust ehtsuse kontrolliks – täienduseks tiheduse määramisele ja röntgenfluorestsentsanalüüsile.
- Ringlussevõtt: vormitavus lihtsustab ringlussevõttu – vanakulla ja vanahõbeda saab kokku sulatada ja uuesti vormida ilma materjalikaota purunemise tõttu.
Oma väärismetallide praegust sulatusväärtust saate mugavalt veebis välja arvutada.
Temperatuuri ja külmvormimise mõju
Venivus ei ole muutumatu konstant: madalatel temperatuuridel see mõne metalli puhul väheneb (külmarabedus), kõrgetel temperatuuridel suureneb. Külmvormimine (nt valtsimine või taomine) suurendab dislokatsioonide tihedust kristallvõres ja viib külmkõvenemiseni – metall muutub kõvemaks, kuid vähem venivaks. Järgneva hõõgutamisega (rekristallisatsioonihõõgutus) taastatakse esialgne venivus suures osas.
Lühidalt
Venivus on põhjus, miks väärismetalle saab aastatuhandeid vormida, vermida ja ringlusse võtta. Kuld juhib seda omadust kõigi teadaolevate metallide seas ja jääb seega asendamatuks nii tööstusliku töötlemise kui ka kvaliteetsete investeerimismüntide ja kangide valmistamise jaoks.