A maleabilidade dos metais

Maleabilidade é uma propriedade física dos metais que define sua capacidade de serem martelados, prensados ou enrolados em chapas finas sem quebrar. Em outras palavras, é propriedade de um metal ser deformado sob compressão para assumir uma nova forma.

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A maleabilidade de um metal pode ser medida pela quantidade de pressão (estresse compressivo) que ele pode suportar sem quebrar. As diferenças na maleabilidade entre os diferentes metais são devidas a variações em suas estruturas cristalinas.

Metais maleáveis

Em nível molecular, a tensão de compressão força os átomos de metais maleáveis a rolarem-se para novas posições sem quebrar sua ligação metálica. Quando uma grande quantidade de estresse é exercida sobre um metal maleável, os átomos rolam um sobre o outro e permanecem permanentemente em sua nova posição.

Exemplos de metais maleáveis são:

  • Ouro
  • Prata
  • Ferro
  • Alumínio
  • Cobre
  • Índio
  • Lítio

Os produtos fabricados com esses metais também podem demonstrar maleabilidade, incluindo folha de ouro, folha de lítio e injeção de índio.

Maleabilidade e dureza

A estrutura cristalina de metais mais duros, como antimônio e bismuto, torna mais difícil pressionar os átomos para novas posições sem quebrar. Isso ocorre porque as linhas de átomos no metal não se alinham.

Em outras palavras, existem mais limites de grãos, que são áreas onde os átomos não estão tão fortemente conectados. Os metais tendem a fraturar nesses limites de grão. Portanto, quanto mais limites de grão tiver um metal, mais duro, mais quebradiço e menos maleável será.

Maleabilidade versus Ductilidade

Enquanto a maleabilidade é propriedade de um metal que permite a sua deformação sob compressão, a ductilidade é a propriedade de um metal que permite que se estique sem danos.

O cobre é um exemplo de metal que apresenta boa ductilidade (pode ser esticada em fios) e boa maleabilidade (também pode ser enrolado em chapas).

Enquanto a maioria dos metais maleáveis também são dúcteis, as duas propriedades podem ser exclusivas. O chumbo e o estanho, por exemplo, são maleáveis e dúcteis quando estão frios, mas se tornam cada vez mais frágeis quando as temperaturas começam a subir em direção aos seus pontos de fusão.

A maioria dos metais, no entanto, se torna mais maleável quando aquecida. Isto é devido ao efeito que a temperatura tem sobre os grãos de cristal nos metais.

Controle de grãos de cristal através da temperatura

A temperatura tem um efeito direto no comportamento dos átomos e, na maioria dos metais, o calor resulta em átomos com um arranjo mais regular. Isso reduz o número de limites de grão, tornando o metal mais macio ou mais maleável.

Um exemplo do efeito da temperatura nos metais pode ser visto com o zinco, que é um metal quebradiço abaixo de 149 oC. No entanto, quando é aquecido acima dessa temperatura, o zinco pode se tornar tão maleável que pode ser enrolado em folhas.

O trabalho a frio contrasta com o tratamento térmico. Esse processo envolve rolar, desenhar ou pressionar um metal frio. Tende a resultar em grãos menores, dificultando o metal.

Além da temperatura, a liga é outro método comum de controlar o tamanho dos grãos para tornar os metais mais viáveis. O latão, uma liga de cobre e zinco, é mais duro que os dois metais individuais, porque sua estrutura de grãos é mais resistente ao estresse por compressão.

Mérito

Bell, Terence. “What Is Malleability in Metal?”