Ťažnosť
Tiež: Ťahateľnosť, Kujnosť, Tvárnosť
Ťažnosť označuje schopnosť materiálu plasticky sa deformovať pri ťahovom zaťažení bez toho, aby sa zlomil.
Ťažnosť je jednou z najvýraznejších mechanických vlastností drahých kovov a rozhodujúcim dôvodom ich priemyselného aj remeselného významu. Opisuje schopnosť pevného telesa trvalo sa plasticky deformovať pri pôsobiacom ťahovom napätí – teda sa naťahovať, rozťahovať alebo ohýbať – bez toho, aby sa pritom trhalo alebo lámalo. Protikladom ťažnosti je krehkosť: krehké materiály ako sklo alebo liatina zlyhávajú náhle bez výraznej plastickej deformácie.
Ako vzniká ťažnosť
Na atómovej úrovni sa ťažnosť zakladá na schopnosti rovín kryštálovej mriežky kĺzať navzájom pod šmykovým napätím. Tento proces sa nazýva pohyb dislokácií. Kovy s kubickou plošne centrovanou (FCC) mriežkovou štruktúrou – k nim patrí zlato, striebro, platina, paládium a meď – majú mimoriadne veľa klzných rovín (12 nezávislých klzných systémov), a sú preto výrazne ťažné.
Ťažnosť sa spravidla meria dvomi veličinami z normovanej ťahovej skúšky (ISO 6892-1):
Ťažnosť pri pretrhnutí A = (Lf - L0) / L0 × 100 %
Zúženie Z = (S0 - Su) / S0 × 100 %
- L0 = počiatočná meraná dĺžka, Lf = meraná dĺžka po pretrhnutí
- S0 = počiatočný prierez, Su = prierez v mieste pretrhnutia
Vysoká hodnota pri oboch veličinách znamená vysokú ťažnosť.
Ťažnosť najdôležitejších drahých kovov v porovnaní
| Kov | Ťažnosť pri pretrhnutí (typicky) | Osobitosť |
|---|---|---|
| Zlato | > 40 % | najťažnejší kov vôbec; 1 g → ~3 km drôtu |
| Striebro | ~50 % | najvyššia ťažnosť medzi mincovými kovmi |
| Platina | 35–40 % | ťažná, ale húževnatejšia než zlato |
| Paládium | ~30 % | podobné platine, tvárne za studena |
| Meď | 40–50 % | základ mnohých zliatin; vysoká vodivosť |
Zlato je najťažnejším známym kovom vôbec. Z jediného gramu zlata možno vytiahnuť drôt s dĺžkou približne 3 000 metrov; vytepané do plátkového zlata dosahuje hrúbky fólie menej než 0,1 mikrometra – to zodpovedá menej než tisícine hrúbky ľudského vlasu.
Praktický význam pre investorov a spracovanie drahých kovov
Vysoká ťažnosť zlata a striebra robí z oboch kovov už tisícročia obľúbený materiál pre šperky, mince a tehličky. Pre investorov je nepriamo relevantná:
- Razba mincí: ťažné kovy sa dajú raziť bez trhlín. Jemné reliéfy na investičných minciach ako Krugerrand vznikajú len plastickou deformáciou v raziacom nástroji.
- Zliatiny: čisté rýdze zlato (999) je veľmi mäkké a ťažné; legujúcimi kovmi ako meď či striebro stúpa tvrdosť na úkor ťažnosti. Zlato 585 alebo 750 je preto vhodnejšie do bežného života, no menej tvárne než rýdze zlato.
- Rozpoznanie falzifikátov: volfrám má takmer rovnakú hustotu ako zlato, no je podstatne krehkejší a tvrdší. Mechanické skúšky (skúška ohybom, zvuková skúška) využívajú tento rozdiel v ťažnosti na overenie pravosti – ako doplnok k stanoveniu hustoty a röntgenovej fluorescenčnej analýze.
- Recyklácia: tvárnosť uľahčuje recykláciu – staré zlato a staré striebro sa dajú roztaviť a nanovo tvarovať bez straty materiálu pri lome.
Aktuálnu hodnotu pretavenia svojich drahých kovov môžete pohodlne zistiť online.
Vplyv teploty a tvárnenia za studena
Ťažnosť nie je nemennou konštantou: pri nízkych teplotách u niektorých kovov klesá (skrehnutie za studena), pri vysokých teplotách stúpa. Tvárnenie za studena (napr. valcovanie alebo tepanie) zvyšuje hustotu dislokácií v kryštálovej mriežke a vedie k spevneniu za studena – kov sa stáva tvrdším, no menej ťažným. Následným žíhaním (rekryštalizačné žíhanie) sa pôvodná ťažnosť z veľkej časti obnoví.
Stručne zapamätané
Ťažnosť je dôvodom, prečo sa drahé kovy dajú už tisícročia tvarovať, raziť a recyklovať. Zlato túto vlastnosť vedie spomedzi všetkých známych kovov a zostáva tak nenahraditeľné pre priemyselné spracovanie aj pre výrobu kvalitných investičných mincí a tehličiek.