Duktilitet
Även: Sträckbarhet, töjbarhet, formbarhet
Duktilitet betecknar ett materials egenskap att deformeras plastiskt under dragbelastning utan att brista.
Duktilitet är en av ädelmetallernas mest framträdande mekaniska egenskaper och ett avgörande skäl till deras industriella och hantverksmässiga betydelse. Den beskriver en fast kropps förmåga att under verkande dragspänning varaktigt deformeras plastiskt – alltså töjas, sträckas eller böjas – utan att därvid brista eller gå sönder. Motsatsen till duktilitet är sprödhet: spröda material som glas eller gjutjärn brister plötsligt utan nämnvärd plastisk deformation.
Hur duktilitet uppstår
På atomnivån bygger duktilitet på kristallgitterplanens förmåga att glida mot varandra under skjuvspänning. Denna process kallas dislokationsrörelse. Metaller med ytcentrerad kubisk (fcc) gitterstruktur – dit hör guld, silver, platina, palladium och koppar – har särskilt många glidplan (12 oberoende glidsystem) och är därför utpräglat duktila.
Duktilitet mäts vanligen med två storheter från det standardiserade dragprovet (ISO 6892-1):
Brottöjning A = (Lf - L0) / L0 × 100 %
Kontraktion Z = (S0 - Su) / S0 × 100 %
- L0 = ursprunglig mätlängd, Lf = mätlängd efter brott
- S0 = ursprungligt tvärsnitt, Su = tvärsnitt vid brottstället
Ett högt värde för båda storheterna innebär hög duktilitet.
De viktigaste ädelmetallernas duktilitet i jämförelse
| Metall | Brottöjning (typisk) | Särdrag |
|---|---|---|
| Guld | > 40 % | duktilaste metallen överhuvudtaget; 1 g → ~3 km tråd |
| Silver | ~50 % | högst duktilitet bland myntmetaller |
| Platina | 35–40 % | duktil, men segare än guld |
| Palladium | ~30 % | liknar platina, kallformbar |
| Koppar | 40–50 % | bas för många legeringar; hög ledningsförmåga |
Guld är den duktilaste kända metallen överhuvudtaget. Ur ett enda gram guld kan man dra en tråd på runt 3 000 meters längd; hamrat till bladguld når det foliestyrkor på mindre än 0,1 mikrometer – vilket motsvarar mindre än en tusendel av tjockleken på ett mänskligt hårstrå.
Praktisk betydelse för ädelmetallplacerare och bearbetning
Den höga duktiliteten hos guld och silver gör båda metallerna sedan årtusenden till det föredragna materialet för smycken, mynt och tackor. För placerare är den indirekt relevant:
- Myntprägling: duktila metaller kan präglas utan sprickor. Fina relief på bullionmynt som Krugerranden uppstår bara genom plastisk deformation i prägstämpeln.
- Legeringar: rent finguld (999) är mycket mjukt och duktilt; genom tillsatsmetaller som koppar eller silver ökar hårdheten på bekostnad av duktiliteten. 585- eller 750-guld är därför mer vardagslämpligt men mindre formbart än finguld.
- Förfalskningsdetektion: volfram har nästan samma densitet som guld men är väsentligt sprödare och hårdare. Mekaniska tester (böjprov, klangtest) utnyttjar denna duktilitetsskillnad för äkthetskontroll – kompletterande till densitetsbestämning och röntgenfluorescensanalys.
- Återvinning: formbarheten underlättar återvinning – skrotguld och skrotsilver kan smältas ned och formas om utan materialförlust genom brott.
Det aktuella smältvärdet på dina ädelmetaller kan du enkelt beräkna online.
Inverkan av temperatur och kallbearbetning
Duktilitet är ingen oföränderlig konstant: vid låga temperaturer minskar den hos vissa metaller (kallsprödhet), vid höga temperaturer ökar den. Kallbearbetning (t.ex. valsning eller hamring) ökar dislokationstätheten i kristallgittret och leder till kallhårdning – metallen blir hårdare men mindre duktil. Genom efterföljande glödning (rekristallisationsglödning) återställs den ursprungliga duktiliteten till stor del.
Kort sammanfattat
Duktilitet är orsaken till att ädelmetaller sedan årtusenden går att forma, prägla och återvinna. Guld leder denna egenskap bland alla kända metaller och förblir därmed oumbärlig både för industriell bearbetning och för tillverkning av högklassiga placeringsmynt och tackor.