A alakíthatóság a fémek fizikai tulajdonsága, amely meghatározza azok képességét, hogy megbontásukhoz sajtolják, sajtolják vagy vékony lemezekké hengerelik őket. Más szavakkal: egy fém tulajdonsága, hogy összenyomódás alatt deformálódjon és új formát nyerjen.
A fém alakíthatóságát meg lehet mérni azzal, hogy mekkora nyomást (nyomófeszültséget) képes ellenállni törés nélkül. A különböző fémek alakíthatóságának különbségei kristályszerkezetük eltéréseinek tudhatók be.
Temperönthető fémek
Molekuláris szinten a kompressziós stressz arra készteti a formázható fémek atomjait, hogy egymásba guruljanak új pozíciókba anélkül, hogy fémes kötésük megszakadna. Ha nagy mennyiségű stresszt tettek a formázható fémre, az atomok egymás fölé gördülnek és állandóan új helyzetükben maradnak.
Az alakítható fémekre példa:
- Arany
- Ezüst
- Vas
- Alumínium
- Réz
- Ón
- Indium
- Lítium
Az ezekből a fémekből készült termékek kimutathatóságot is mutatnak, beleértve az aranylevelet, lítiumfóliát és indiumlemezet.
Megmunkálhatóság és keménység
A nehezebb fémek, például az antimon és a fém kristályszerkezete bizmut, megnehezíti az atomok új pozíciókba történő összetörését anélkül, hogy megtört volna. Ennek oka az, hogy a fém atomjai nem sorakoznak fel.
Más szavakkal, több szemcsés határ létezik, olyan területeken, ahol az atomok nincsenek olyan erősen összekapcsolva. A fémek hajlamosak törni ezeken a szemcséken. Ezért minél több szemcsés határ van egy fémnél, annál keményebb, törékenyebb és kevésbé alakítható lesz.
Méretlenség vs. Hajlékonyság
Míg a megmunkálhatóság egy fém tulajdonsága, amely lehetővé teszi, hogy összenyomás alatt deformálódjon, hajlékonyság a fém tulajdonsága, amely lehetővé teszi, hogy sérülés nélkül nyújthasson.
A réz példa egy olyan fémekre, amelyeknek mind jó rugalmassága (huzalokba feszíthető), mind jó alakíthatósága (lemezekre is hengerelendő).
Noha a legtöbb alakítható fémek ugyanakkor rugalmassá válnak, a két tulajdonság kizárólagos lehet. Vezet és például az ón formázható és elasztikus, ha hideg, de egyre törékenyebbé válik, amikor a hőmérséklet az olvadáspontjuk felé kezd emelkedni.
A legtöbb fém azonban melegedhetõbbé válik. Ennek oka a hőmérsékletnek a fémekben lévő kristályszemcsékre gyakorolt hatása.
A kristályszemcsék hőmérsékleten történő szabályozása
A hőmérséklet közvetlen hatással van az atomok viselkedésére, és a legtöbb fémekben a hő az atomok szabályosabb elrendezésével jár. Ez csökkenti a szemcsék számát, ezáltal a fém lágyabbá vagy alakíthatóbbá válik.
A hőmérséklet fémekre gyakorolt hatásának példája a cink, amely egy törékeny fém, amely 300 Fahrenheit fok (149 Celsius fok) alatt van. Ha azonban a hőmérsékletet ezen a hőmérsékleten hevítik, akkor a cink oly módon formázhatóvá válhat, hogy lemezekre gördíthető.
Hidegen dolgozik áll szemben a hőkezelés. Ez a folyamat magában foglalja a hideg fém hengerlését, húzását vagy sajtolását. Ez általában kisebb szemcséket eredményez, ezáltal a fém nehezebbé válik.
A hőmérsékleten túl az ötvözés egy másik általános módszer a szemcseméret szabályozására, hogy a fémek működőképesebbé váljanak. Sárgaréz, egy ötvözet a réz és a cink szintje nehezebb, mint mindkét fémen, mivel szemcsék szerkezete jobban ellenáll a nyomófeszültségeknek.