Duttilità
Anche: Estensibilità, allungabilità, malleabilità
La duttilità indica la proprietà di un materiale di deformarsi plasticamente sotto sollecitazione di trazione senza rompersi.
La duttilità è una delle proprietà meccaniche più notevoli dei metalli preziosi e una ragione determinante della loro importanza industriale e artigianale. Descrive la capacità di un solido di deformarsi plasticamente in modo permanente sotto una sollecitazione di trazione – cioè di allungarsi, tendersi o piegarsi – senza lacerarsi o rompersi. Il contrario della duttilità è la fragilità: i materiali fragili come il vetro o la ghisa cedono improvvisamente senza deformazione plastica apprezzabile.
Come nasce la duttilità
A livello atomico la duttilità si basa sulla capacità dei piani reticolari cristallini di scorrere l'uno sull'altro sotto sforzo di taglio. Questo fenomeno si chiama movimento delle dislocazioni. I metalli con struttura reticolare cubica a facce centrate (fcc) – tra cui oro, argento, platino, palladio e rame – possiedono un numero particolarmente elevato di piani di scorrimento (12 sistemi di scorrimento indipendenti) e sono quindi estremamente duttili.
La duttilità si misura di norma con due grandezze ricavate dalla prova di trazione normalizzata (ISO 6892-1):
Allungamento a rottura A = (Lf - L0) / L0 × 100 %
Strizione Z = (S0 - Su) / S0 × 100 %
- L0 = lunghezza di misura iniziale, Lf = lunghezza di misura dopo la rottura
- S0 = sezione iniziale, Su = sezione nel punto di rottura
Un valore elevato in entrambe le grandezze indica un'alta duttilità.
Duttilità dei principali metalli preziosi a confronto
| Metallo | Allungamento a rottura (tipico) | Particolarità |
|---|---|---|
| Oro | > 40 % | il metallo più duttile in assoluto; 1 g → ~3 km di filo |
| Argento | ~50 % | massima duttilità tra i metalli da conio |
| Platino | 35–40 % | duttile, ma più tenace dell'oro |
| Palladio | ~30 % | simile al platino, deformabile a freddo |
| Rame | 40–50 % | base di molte leghe; elevata conducibilità |
L'oro è il metallo più duttile conosciuto in assoluto. Da un solo grammo di oro si può tirare un filo lungo circa 3.000 metri; battuto a foglia d'oro, raggiunge spessori inferiori a 0,1 micrometri – meno di un millesimo dello spessore di un capello umano.
Rilevanza pratica per investitori e lavorazione
L'elevata duttilità di oro e argento rende entrambi i metalli da millenni il materiale prediletto per gioielli, monete e lingotti. Per gli investitori è indirettamente rilevante:
- Coniazione: i metalli duttili si coniano senza crepe. I rilievi fini sulle monete bullion come il Krugerrand nascono solo dalla deformazione plastica nello stampo di conio.
- Leghe: l'oro fino puro (999) è molto tenero e duttile; con i metalli di lega come rame o argento la durezza aumenta a scapito della duttilità. L'oro 585 o 750 è quindi più adatto all'uso quotidiano, ma meno deformabile dell'oro fino.
- Riconoscimento delle contraffazioni: il tungsteno ha una densità quasi identica a quella dell'oro, ma è molto più fragile e duro. Le prove meccaniche (prova di piega, prova del suono) sfruttano questa differenza di duttilità per la verifica dell'autenticità – a complemento della determinazione della densità e dell'analisi in fluorescenza a raggi X.
- Riciclo: la deformabilità facilita il riciclo – oro usato e argento usato si possono fondere e riformare senza perdita di materiale per rottura.
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Influenza di temperatura e deformazione a freddo
La duttilità non è una costante immutabile: a basse temperature diminuisce in alcuni metalli (infragilimento a freddo), ad alte temperature aumenta. La deformazione a freddo (ad es. laminazione o martellatura) aumenta la densità delle dislocazioni nel reticolo cristallino e provoca un incrudimento – il metallo diventa più duro, ma meno duttile. Con la successiva ricottura (ricottura di ricristallizzazione) la duttilità originaria viene in gran parte ripristinata.
In breve
La duttilità è il motivo per cui i metalli preziosi da millenni si lasciano formare, coniare e riciclare. L'oro guida questa proprietà tra tutti i metalli conosciuti e resta così insostituibile sia per la lavorazione industriale sia per la produzione di monete e lingotti da investimento di alta qualità.