La maleabilidad es una propiedad física de los metales que define su capacidad para ser martillados, prensados o enrollados en láminas delgadas sin romperse. En otras palabras, es propiedad de un metal deformarse bajo compresión y tomar una nueva forma.
La maleabilidad de un metal se puede medir por la cantidad de presión (tensión de compresión) que puede soportar sin romperse. Las diferencias en maleabilidad entre los diferentes metales se deben a las variaciones en sus estructuras cristalinas.
Metales maleables
A nivel molecular, la tensión de compresión obliga a los átomos de metales maleables a rodar unos sobre otros en nuevas posiciones sin romper su enlace metálico. Cuando se aplica una gran cantidad de tensión sobre un metal maleable, los átomos se enrollan unos sobre otros y permanecen permanentemente en su nueva posición.
Ejemplos de metales maleables son:
- Oro
- Plata
- Hierro
- Aluminio
- Cobre
- Estaño
- Indio
- Litio
Los productos fabricados con estos metales también pueden demostrar maleabilidad, incluyendo pan de oro, papel de litio e inyección de indio.
Maleabilidad y dureza
La estructura cristalina de los metales más duros, como el antimonio y bismuto, hace que sea más difícil presionar átomos en nuevas posiciones sin romperse. Esto se debe a que las filas de átomos en el metal no se alinean.
En otras palabras, existen más límites de grano, que son áreas donde los átomos no están tan fuertemente conectados. Los metales tienden a fracturarse en estos límites de grano. Por lo tanto, cuantos más límites de grano tenga un metal, más duro, más frágil y menos maleable será.
Maleabilidad vs. Ductilidad
Si bien la maleabilidad es propiedad de un metal que le permite deformarse bajo compresión, ductilidad es la propiedad de un metal que le permite estirarse sin sufrir daños.
El cobre es un ejemplo de un metal que tiene buena ductilidad (se puede estirar en alambres) y buena maleabilidad (también se puede enrollar en láminas).
Si bien la mayoría de los metales maleables también son dúctiles, las dos propiedades pueden ser exclusivas. Dirigir y el estaño, por ejemplo, son maleables y dúctiles cuando están fríos, pero se vuelven cada vez más frágiles cuando las temperaturas comienzan a aumentar hacia sus puntos de fusión.
Sin embargo, la mayoría de los metales se vuelven más maleables cuando se calientan. Esto se debe al efecto que la temperatura tiene en los granos de cristal dentro de los metales.
Control de granos de cristal a través de la temperatura
La temperatura tiene un efecto directo sobre el comportamiento de los átomos, y en la mayoría de los metales, el calor hace que los átomos tengan una disposición más regular. Esto reduce el número de límites de grano, lo que hace que el metal sea más blando o más maleable.
Un ejemplo del efecto de la temperatura sobre los metales se puede ver con zinc, que es un metal quebradizo por debajo de 300 grados Fahrenheit (149 grados Celsius). Sin embargo, cuando se calienta por encima de esta temperatura, el zinc puede volverse tan maleable que se puede enrollar en láminas.
Trabajo en frío contrasta con tratamiento térmico. Este proceso implica rodar, dibujar o presionar un metal frío. Tiende a producir granos más pequeños, lo que hace que el metal sea más duro.
Más allá de la temperatura, la aleación es otro método común para controlar los tamaños de grano para hacer que los metales sean más viables. Latón, un aleación de cobre y zinc, es más duro que ambos metales individuales porque su estructura de grano es más resistente al estrés por compresión.