Ciagliwosc
Także: Rozciagliwosc, kowalnosc, podatnosc na odksztalcenia
Ciagliwosc oznacza zdolnosc materialu do plastycznego odksztalcania sie pod obciazeniem rozciagajacym bez pekania.
Ciagliwosc jest jedna z najbardziej wyroznajacych sie wlasciwosci mechanicznych metali szlachetnych i decydujacym powodem ich znaczenia przemyslowego oraz rzemieslniczego. Opisuje ona zdolnosc ciala stalego do trwalego, plastycznego odksztalcania sie pod dzialajacym naprezeniem rozciagajacym - czyli do rozciagania, wydluzania lub gięcia - bez rozrywania sie lub pekania. Przeciwienstwem ciagliwosci jest krucheosc: materialy kruche, takie jak szklo czy zeliwo, ulegaja gwaltownemu zniszczeniu bez znaczacego odksztalcenia plastycznego.
Jak powstaje ciagliwosc
Na poziomie atomowym ciagliwosc opiera sie na zdolnosci plaszczyzn sieci krystalicznej do wzajemnego przesuwania sie pod naprezeniem scinajacym. Proces ten nazywa sie ruchem dyslokacji. Metale o strukturze sieci sciennie centrowanej kubicznie (fcc) - do ktorych naleza zloto, srebro, platyna, pallad i miedz - posiadaja szczegolnie wiele plaszczyzn poslizgu (12 niezaleznych systemow poslizgu) i sa dlatego wyjatkowo ciagliwe.
Ciagliwosc mierzy sie zwykle za pomoca dwoch wielkosci z znormalizowanej proby rozciagania (PN-EN ISO 6892-1):
Wydluzenie przy zerwaniu A = (Lf - L0) / L0 x 100 %
Przewezenie Z = (S0 - Su) / S0 x 100 %
- L0 = poczatkowa dlugosc pomiarowa, Lf = dlugosc pomiarowa po zerwaniu
- S0 = poczatkowy przekroj, Su = przekroj w miejscu zerwania
Wysoka wartosc obu wielkosci oznacza wysoka ciagliwosc.
Ciagliwosc najwazniejszych metali szlachetnych dla porownania
| Metal | Wydluzenie przy zerwaniu (typowe) | Cecha szczegolna |
|---|---|---|
| Zloto | > 40 % | najbardziej ciagliwy metal w ogole; 1 g -> ~3 km drutu |
| Srebro | ~50 % | najwyzsza ciagliwosc wsrod metali menniczych |
| Platyna | 35-40 % | ciagliwa, ale bardziej wytrzymala niz zloto |
| Pallad | ~30 % | podobny do platyny, obrabialny na zimno |
| Miedz | 40-50 % | podstawa wielu stopow; wysoka przewodnosc |
Zloto jest najbardziej ciagliwym znanym metalem w ogole. Z jednego grama zlota mozna wyciagnac drut o dlugosci ok. 3000 metrow; wykute na zloto platkowe, osiaga grubosci folii ponizej 0,1 mikrometra - co odpowiada mniej niz jednej tysiacznej grubosci ludzkiego wlosa.
Praktyczne znaczenie dla inwestorow i obrobki
Wysoka ciagliwosc zlota i srebra czyni oba metale od tysiacleci preferowanym materialem na bizuterie, monety i sztabki. Dla inwestorow jest ona posrednio istotna:
- Bicie monet: metale ciagliwe daja sie bic bez pekniec. Delikatne reliefy na monetach bulionowych, takich jak Krugerrand, powstaja tylko dzieki plastycznemu odksztalceniu w stemplu menniczym.
- Stopy: czyste zloto (999) jest bardzo miekkie i ciagliwe; dzieki metalom stopowym, takim jak miedz czy srebro, twardosc rosnie kosztem ciagliwosci. Zloto 585 lub 750 jest dlatego bardziej praktyczne na co dzien, ale mniej odksztalcalne niz czyste zloto.
- Wykrywanie falszerstw: wolfram ma niemal ta sama gestosc co zloto, ale jest znacznie bardziej kruchy i twardy. Testy mechaniczne (proba giecia, proba dzwiekowa) wykorzystuja te roznice ciagliwosci do sprawdzania autentycznosci - uzupelniajaco do pomiaru gestosci i analizy fluorescencji rentgenowskiej.
- Recykling: odksztalcalnosc ulatwia recykling - stare zloto i stare srebro daja sie przetapiac i formowac na nowo bez straty materialu przez pekanie.
Aktualna wartosc przetopienia swoich metali szlachetnych mozesz wygodnie ustalic online.
Wplyw temperatury i obrobki na zimno
Ciagliwosc nie jest niezmienna stala: w niskich temperaturach maleje u niektorych metali (kruchosc na zimno), w wysokich rosnie. Obrobka na zimno (np. walcowanie lub kucie) zwieksza gestosc dyslokacji w sieci krystalicznej i prowadzi do umocnienia zgniotowego - metal staje sie twardszy, ale mniej ciagliwy. Poprzez nastepne wyzarzanie (wyzarzanie rekrystalizujace) pierwotna ciagliwosc zostaje w duzej mierze przywrocona.
W skrocie
Ciagliwosc jest powodem, dla ktorego metale szlachetne daja sie od tysiacleci formowac, bic i poddawac recyklingowi. Zloto wiedzie prym w tej wlasciwosci wsrod wszystkich znanych metali i pozostaje tym samym niezastapione zarowno w obrobce przemyslowej, jak i przy wytwarzaniu wysokiej jakosci monet inwestycyjnych i sztabek.