Maleabilidad explicada: Cómo los metales se doblan y moldean

La capacidad de un material para generar una lámina delgada soplando o laminando es un indicador clásico de maleabilidad. Los no metales no tienen esta característica. Cuando son golpeados por un martillo, los metales maleables se doblan y retuercen en una variedad de formas, pero los metales no maleables pueden romperse en fragmentos. Oro, hierro, aluminio, cobre, plata y plomo son ejemplos de metales maleables.

En este artículo, entenderás la maleabilidad de los metales ya que se discutirán las respuestas a las siguientes preguntas:

• ¿Qué es la maleabilidad?
• ¿Cuáles son ejemplos de metales maleables?
• ¿Cómo funciona la maleabilidad?
• ¿Son maleables los no metales?
• ¿Cuál es la diferencia entre maleabilidad y ductilidad?
• Maleabilidad vs dureza
• ¿Cuál es el efecto de la temperatura en la maleabilidad?
• ¿Cuál es el efecto de la aleación en la maleabilidad?
• Cómo medir la maleabilidad?

¿Qué es la maleabilidad?

La tendencia de los metales a ser martillados, aplastados o laminados en láminas delgadas sin romperse se refiere como maleabilidad. En otras palabras, la capacidad de un metal para deformarse y tomar una nueva forma cuando se comprime. La cantidad de presión (esfuerzo compresivo) que un metal puede soportar sin romperse es una medida de su maleabilidad. Varios metales tienen diferentes estructuras cristalinas, lo que causa diferencias en maleabilidad.

Hoja de metal puede hacerse de materiales maleables. Hoja de oro es una forma conocida de hoja de metal. Muchos metales con alta maleabilidad también tienen alta ductilidad. Algunos no, como el plomo, que tiene baja ductilidad pero alta maleabilidad. Una característica física de la materia, principalmente metales, es maleable. En la tabla periódica contemporánea de elementos, la característica usualmente aplica a grupos de familia 1 a 12.

La maleabilidad del metal es crítica en los sectores de electrodomésticos y automotriz. Esta característica es útil en la construcción de refrigeradores, microondas y hornos, así como productos metálicos planos y curvos.

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¿Cuáles son ejemplos de metales maleables?

La tensión de compresión causa que átomos de metales maleables rueden unos sobre otros en nuevas ubicaciones sin romper sus enlaces metálicos a nivel molecular. Cuando un metal maleable se somete a una tremenda cantidad de esfuerzo, los átomos ruedan unos sobre otros y permanecen en su nueva ubicación indefinidamente. Ejemplos de metales maleables incluyen oro, plata, hierro, aluminio, cobre, estaño, indio y litio. Los materiales hechos de estos metales pueden ser maleables incluyendo hoja de oro, lámina de litio e indio.

Oro y plata son ambos metales extremadamente maleables. Cuando se martilla, una pieza de hierro caliente adquiere la forma de una lámina. Los no metales no tienen esta característica. Cuando son golpeados por un martillo, los metales no maleables pueden romperse. Los metales maleables se doblan y retuercen en una variedad de formas. El zinc es flexible entre 100 y 200 grados Celsius, pero frágil a temperaturas más altas.

¿Cómo funciona la maleabilidad?

Debido a su estructura cristalina, los metales son doblables. Estructuras cristalinas compactas [hexagonal compacta (hcp) o cúbica centrada en caras (fcc)] son más flexibles que estructuras cristalinas abiertas, como cúbica centrada en cuerpo (bcc).

Oro, plata y magnesio, por ejemplo, son más maleables que vanadio o cromo. Formaciones compactas tienen átomos arreglados como hojas planas apiladas, permitiendo que planos se deslicen unos sobre otros bajo tensión. Estructuras centradas en cuerpo, por otro lado, son más como hojas corrugadas que no se deslizan.

Temperatura, impureza y otras condiciones, sin embargo, causan que los metales tomen formas distintas. Como resultado, la maleabilidad de un elemento o aleación específico está determinada por su entorno.

¿Son maleables los no metales?

Los elementos no metálicos no son maleables en general. Sin embargo, hay algunas excepciones. Ciertos alótropos pueden manipularse. El alótropo plástico de azufre es un ejemplo. Algunos polímeros no metálicos son maleables, mientras que los elementos no metálicos no son maleables. Algunos plásticos, por ejemplo, son maleables.

¿Cuál es la diferencia entre maleabilidad y ductilidad?

Mientras la maleabilidad se refiere a la capacidad de un metal para deformarse bajo compresión, la ductilidad se refiere a la capacidad de un metal para estirarse sin causar daño. El cobre es un ejemplo de metal que es tanto dúctil (puede estirarse en alambres) como maleable (puede doblarse en formas) (también puede laminarse en láminas).

Aunque la mayoría de metales maleables también son dúctiles, las dos cualidades no siempre son mutuamente exclusivas. Cuando el plomo y el estaño están fríos, son maleables y dúctiles, pero a medida que las temperaturas suben cerca de sus puntos de fusión, se vuelven progresivamente frágiles. Cuando los metales se calientan, sin embargo, se vuelven más maleables. Esto es porque la temperatura tiene un efecto en los granos cristalinos en los metales.

La ductilidad y maleabilidad no siempre son sinónimas; por ejemplo, el oro es tanto dúctil como maleable, mientras que el plomo es solo maleable. La cantidad de presión (esfuerzo compresivo) que un metal puede soportar sin romperse se usa típicamente para determinar su atributo físico. Las propiedades físicas de los metales se ven afectadas por diferencias en sus estructuras cristalinas.

Maleabilidad y dureza

Metales más duros, como antimonio y bismuto, tienen una estructura cristalina más compleja, haciendo más difícil forzar átomos en nuevas ubicaciones sin romperlos. Esto es debido a que las filas de átomos del metal no se alinean. Para decirlo de otra manera, hay más fronteras de grano o áreas donde los átomos no están tan fuertemente unidos. Los metales son propensos a fracturarse cerca de fronteras de grano. Como resultado, cuanto más duro, más frágil y menos maleable es un metal, más fronteras de grano tiene.

Los metales son propensos a fracturarse en ubicaciones de frontera de grano donde los átomos no están tan fuertemente acoplados. Como resultado, cuando los metales tienen muchas fronteras de grano, será más duro. Cuando hay menos fronteras de grano, sin embargo, se vuelve frágil y menos flexible. Debido a los efectos de temperatura más alta en los granos cristalinos, la mayoría de metales se vuelven más doblables cuando se calientan.

¿Cuál es el efecto de la temperatura en la maleabilidad?

El número de fronteras de grano en la mayoría de metales disminuye a medida que la temperatura sube, aumentando la maleabilidad. Como resultado, el tratamiento térmico puede hacer que algunos metales que no son maleables bajo condiciones normales se vuelvan maleables. El zinc, por ejemplo, es frágil hasta calentarse por encima de 300°F (150°C). Por encima de esta temperatura, el metal puede laminarse en láminas.

¿Cuál es el efecto de la aleación en la maleabilidad?

Otra técnica para controlar la maleabilidad es alear metales. El latón, por ejemplo, es menos doblable que el cobre o el zinc, sus metales constituyentes. Oro de 14 quilates y plata de ley son aleaciones que endurecen el oro y la plata y minimizan su maleabilidad.

Cómo medir la maleabilidad

La maleabilidad puede medirse de dos formas. La primera prueba implica determinar la cantidad de presión o esfuerzo compresivo que un material puede soportar antes de romperse. La otra prueba es determinar qué tan delgada puede volverse una lámina de metal antes de fracturarse.

En resumen

Los metales maleables son metales que pueden ser ahogados y laminados y es común en láminas delgadas. Los no metales pueden romperse al intentar ser maleables. Sin embargo, la hoja de oro también se considera un material maleable. La mayoría de metales maleables también son dúctiles, las dos cualidades no siempre son mutuamente exclusivas.

Eso es todo para este artículo, donde se discuten las respuestas a las siguientes preguntas:

• ¿Qué es la maleabilidad?
• ¿Cuáles son ejemplos de metales maleables?
• ¿Cómo funciona la maleabilidad?
• ¿Son maleables los no metales?
• ¿Cuál es la diferencia entre maleabilidad y ductilidad?
• Maleabilidad vs dureza
• ¿Cuál es el efecto de la temperatura en la maleabilidad?
• ¿Cuál es el efecto de la aleación en la maleabilidad?
• Cómo medir la maleabilidad?

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