Температура кипения стали
Температура плавления стали: физическая таблица, виды и свойства чугуна
Сталь — это сплав железа, к которому примешивают углерод. Её главная польза в строительстве — прочность, ведь это вещество длительное время сохраняет объем и форму. Все дело в том, что частицы тела находятся в положении равновесия. В этом случае сила притяжения и сила отталкивания между частицами являются равными. Частицы находятся в чётко обозначенном порядке.
- Температуры плавления стали
- Нержавеющая сталь
- Чугун и сталь
Есть четыре вида этого материала: обычная, легированная, низколегированная, высоколегированная сталь. Они отличаются количеством добавок в своём составе. В обычной содержится малое количество, а дальше возрастает. Используют следующие добавки:
- Марганец.
- Никель.
- Хром.
- Ванадий.
- Молибден.
Температуры плавления стали
При определённых условиях твёрдые тела плавятся, то есть переходят в жидкое состояние. Каждое вещество делает это при определённой температуре.
- Плавление — это процесс перехода вещества из твёрдого состояния в жидкое.
- Температура плавления — это температура, при которой твёрдое кристаллическое вещество плавится, переходит в жидкое состояние. Обозначается t.
Физики используют определённую таблицу плавления и кристаллизации, которая приведена ниже:
| Вещество | t,°C | Вещество | t,°C | Вещество | t,°C |
| Алюминий | 660 | Медь | 1087 | Спирт | — 115 |
| Водень | — 256 | Нафталин | 80 | Чугун | 1200 |
| Вольфрам | 3387 | Олово | 232 | Сталь | 1400 |
| Железо | 1535 | Парафин | 55 | Титан | 1660 |
| Золото | 1065 | Ртуть | — 39 | Цинк | 420 |
На основании таблицы можно смело сказать, что температура плавления стали равна 1400 °C.
Нержавеющая сталь
Нержавеющая сталь — это один из многих железных сплавов, которые содержатся в стали. Она содержит в себе Хром от 15 до 30%, который делает её ржаво-устойчивой, создавая защитный слой оксида на поверхности, и углерод. Самые популярные марки такой стали зарубежные. Это 300-я и 400-я серии.
Они отличаются своей прочностью, устойчивостью к неблагоприятным условиям и пластичностью. 200-я серия менее качественная, но более дешёвая. Это и является выгодным для производителя фактором.
Впервые её состав заметил в 1913 году Гарри Бреарли, который проводил над сталью много разных экспериментов.
На данный момент нержавейку разделяют на три группы:
- Жаропрочная — при высоких температурах имеет высокую механическую прочность и устойчивость. Детали, которые из неё изготавливаются применяют в сферах фармацевтики, ракетной отрасли, текстильной промышленности.
- Ржаво-стойкая — имеет большую стойкость к процессам ржавления. Её используют в бытовых и медицинских приборах, а также в машиностроении для изготовления деталей.
- Жаростойкая — является устойчивой при коррозии в высоких температурах, подходит для использования на химических заводах.
Температура плавления нержавеющей стали колеблется в зависимости от её марки и количества сплавов приблизительно от 1300 °C до 1400 °C.
Чугун — это сплав углерода и железа, он содержит примеси марганца, кремния, серы и фосфора. Выдерживает невысокие напряжения и нагрузки. Один из его многочисленных плюсов — это невысокая стоимость для потребителей. Чугун бывает четырех видов:
- Белый — имеет высокую прочность и плохую способность к обработке ножом. Виды сплава по увеличению количества углерода в составе: доэвтектический, эвтектический, заэвтектический. Его назвали белым из-за того, что в разломе он имеет белый цвет. А также белый чугун обладает особым строением металлической массы и большой изностойкостью. Полезен в изготовлении механических деталей, которые будут работать в среде с отсутствием смазки. Его используют для изготовления приведённых ниже видов чугуна.
- Серый чугун — содержит углерод, кремний, марганец, фосфор и немного серы. Его можно легко получить, и он имеет плохие механические свойства. Используется для изготовления деталей, которые не подвергаются воздействию ударных нагрузок. В изломе есть серый цвет, чем он темнее, тем материал мягче. Свойства серого чугуна зависят от температуры среды, в которой он находится, и количества разных примесей.
- Ковкий чугун — получают из белого в результате томления (длительного нагрева и выдержки). В состав вещества входят: углерод, кремний, марганец, фосфор, небольшое количество серы. Является более прочным и пластичным, легче поддаётся обработке.
- Высокопрочный чугун — это самый прочный из всех видов чугунов. Содержит в себе углерод, марганец, серу, фосфор, кремний. Имеет большую ударную вязкость. Из такого важного металла делают поршни, коленчатые валы и трубы.
Температуры плавления стали и чугуна отличаются, как утверждает таблица, приведённая выше. Сталь имеет более высокую прочность и устойчивость к высоким температурам, чем чугун, температуры отличаются на целых 200 градусов. У чугуна это число колеблется приблизительно от 1100 до 1200 градусов в зависимости от содержащихся в нем примесей.
Температура кипения металлов определение
В таблице представлена температура плавления металлов tпл, их температура кипения tк при атмосферном давлении, плотность металлов ρ при 25°С и теплопроводность λ при 27°С.
Температура плавления металлов, а также их плотность и теплопроводность приведены в таблице для следующих металлов: актиний Ac, серебро Ag, алюминий Al, золото Au, барий Ba, берилий Be, висмут Bi, кальций Ca, кадмий Cd, кобальт Co, хром Cr, цезий Cs, медь Cu, железо Fe, галлий Ga, гафний Hf, ртуть Hg, индий In, иридий Ir, калий K, литий Li, магний Mg, марганец Mn, молибден Mo, натрий Na, ниобий Nb, никель Ni, нептуний Np, осмий Os, протактиний Pa, свинец Pb, палладий Pd, полоний Po, платина Pt, плутоний Pu, радий Ra, рубидий Pb, рений Re, родий Rh, рутений Ru, сурьма Sb, олово Sn, стронций Sr, тантал Ta, технеций Tc, торий Th, титан Ti, таллий Tl, уран U, ванадий V, вольфрам W, цинк Zn, цирконий Zr.
По данным таблицы видно, что температура плавления металлов изменяется в широком диапазоне (от -38,83°С у ртути до 3422°С у вольфрама). Низкой положительной температурой плавления обладают такие металлы, как литий (18,05°С), цезий (28,44°С), рубидий (39,3°С) и другие щелочные металлы.
Наиболее тугоплавкими являются следующие металлы: гафний, иридий, молибден, ниобий, осмий, рений, рутений, тантал, технеций, вольфрам. Температура плавления этих металлов выше 2000°С.
Приведем примеры температуры плавления металлов, широко применяемых в промышленности и в быту:
- температура плавления алюминия 660,32 °С;
- температура плавления меди 1084,62 °С;
- температура плавления свинца 327,46 °С;
- температура плавления золота 1064,18 °С;
- температура плавления олова 231,93 °С;
- температура плавления серебра 961,78 °С;
- температура плавления ртути -38,83°С.
Максимальной температурой кипения из металлов, представленных в таблице, обладает рений Re — она составляет 5596°С. Также высокими температурами кипения обладают металлы, относящиеся к группе с высокой температурой плавления.
Плотность металлов в таблице находится в диапазоне от 0,534 до 22,59 г/см 3 , то есть самым легким металлом является литий, а самым тяжелым металлом осмий. Следует отметить, что осмий имеет плотность большую, чем плотность урана и даже плутония при комнатной температуре.
Теплопроводность металлов в таблице изменяется от 6,3 до 427 Вт/(м·град), таким образом хуже всего проводит тепло такой металл, как нептуний, а лучшим теплопроводящим металлом является серебро.
Температура плавления стали
Представлена таблица значений температуры плавления стали распространенных марок. Рассмотрены стали для отливок, конструкционные, жаропрочные, углеродистые и другие классы сталей.
Температура плавления стали находится в диапазоне от 1350 до 1535°С. Стали в таблице расположены в порядке возрастания их температуры плавления.
- Волков А. И., Жарский И. М. Большой химический справочник. — М: Советская школа, 2005. — 608 с.
- Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования.
- Физические величины. Справочник. А. П. Бабичев, Н. А. Бабушкина, А. М. Братковский и др.; Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.
Температура
| Высота, км | Температура | |
| К | oC | |
| 0 | 288,15 | 15,00 |
| 0,050 | 287,82 | 14,67 |
| 0,1 | 287,50 | 14,35 |
| 0,2 | 286,85 | 13,70 |
| 0,3 | 286,20 | 13,05 |
| 0,5 | 284,90 | 11,75 |
| 1 | 281,65 | 8,50 |
| 2 | 275,15 | 2,00 |
| 3 | 268,66 | -4,49 |
| 5 | 255,68 | -17,47 |
| 8 | 236,22 | -36,93 |
| 10 | 223,25 | -49,90 |
| 12 | 216,65 | -56,50 |
| 15 | 216,65 | -56,50 |
| 20 | 216,65 | -56,50 |
| 30 | 226,51 | -46,64 |
| 50 | 270,65 | -2,50 |
| 100 | 196,60 | -76,55 |
| 120 | 337,42 | 61,27 |
В зависимости от вертикального распределения температуры атмосферу делят на пять слоев: тропосферу (высота нижней и верхней границы тропосферы от 0 до 11-16 км), стратосферу (от 11-16 до 50-55 км), мезосферу (от 50-55 до 80 км), термосферу (от 80 до 600-800 км) и экзосферу (выше 600-800 км). Температура воздуха от поверхности Земли, где она принимается равной 15 °С, до верхней границы тропосферы понижается в среднем на 6 «С на 1 км подъема. В нижней части стратосферы (до высоты 20 км) температура атмосферы остается приблизительно постоянной, а затем повышается в среднем на 1-2 °С на 1 км подъема и на верхней границе ( примерно 50 км) становится равной -2,5 °С. В мезосфере температура с высотой понижается, и у верхней границы мезосферы (примерно 80 км) температура атмосферы достигает -75 °С. По мере дальнейшего увеличения высоты вновь происходит повышение температуры. Это же характерно и для термосферы, где температура, возрастая с увеличением высоты, достигает очень больших значений (свыше 1000 °С). В малоизученной области атмосферы — экзосфере — температура с увеличением высоты возрастает предположительно до 2000 °С.
Как известно, зависимость температуры кипения воды от давления характеризируется уравнением Клаузиуса-Клапейрона – P2/P1 = EXP(qμв/R(1/T1-1/T2)), а зависимость давления от высоты барометричкеской формулой – P=PoEXP(-μгgh/RT).
Сопоставляя, два уравнения получаем формулу зависимости температуры кипения воды от высоты – Th=ToTг qμв/qμвTг+ μгghTo, где
- To — температура кипения воды при нормальных условиях;
- Tг – Температура воздуха;
- q = 2300000 Дж/кг – удельная теплота испарения воды;
- μв= 0,018 кг/моль – молярная масса воды;
- μг= 0,029 кг/моль – молярная масса воздуха;
- g — ускорение свободного падения;
- h — высота.
| Температуры, встречающиеся в природе | t, oC |
| Наиболее низкая температура, достигнутая в лаборатории | -273,148 |
| Жидкий воздух при кипении | -192 |
| Минимальная температура, зарегистрированная на земле (Антарктида, 1983 г.) | -89,2 |
| Ртуть при плавлении | -38,87 |
| Вода в черном море (зимой) | 6 — 8 |
| Вода в черном море (летом) | 20 — 30 |
| Цезий при плавлении* | 28,4 |
| Тело здорового человека | 36,7 |
| Тело голубя | ≈42 |
| Максимальная температура воздуха, зарегистрированная на Земле (Ливия, 1922 г.) | 57,7 |
| Атмосфера на поверхности планеты Венера по измерениям советских межпланетных станций «Венера-9» и «Венера-10» | 465 — 485 |
| Пар в современных мощных турбинах | 565 — 580 |
| Пламя горелки примуса | ≈800 |
| Пламя при горении напалма | 900 — 1100 |
| Деталь при нагреве в закалочной печи | 900 — 1000 |
| Лава, вытекающий из жерла вулкана Везувий | 1100 — 1200 |
| Загатовка при нагреве в кузнечеой печи | 1400 — 1500 |
| Пламя газовой горелки | 1600 — 1850 |
| Плазма в МГД-генераторе | 2200 — 2600 |
| Нит накала газополной электрической лампочки | ≈2500 |
| Пороховые газы в стволе орудия среднего калибра (70-75 мм) при выстреле | ≈3000 |
| Термит в зажигательной бомбе | ≈3000 |
| Вольфрам при плавлении** | 3420 |
| Электрическая дуга | 4000 — 6000 |
| Поверхность Солнца | ≈6000 |
| Наиболее высокая температура достигнутая, в лаборатории | 7 х 107 |
- *Цезий — наиболее легкоплавкий металл.
- **Вольфрам — наиболее тугоплавкий металл.
| Вещество | tкип оС | Вещество | tкип оС |
| Азот | -195,80 | Вольфрам | ок. 5700 |
| Алюминий | 2467 | Гелий | -268,92 |
| Бензин автомобильный | 70 — 205 | Глицерин | 290 |
| Вода | 100,00 | Графит | 4200 |
| Вода тяжелая | 101,43 | Железо | 3200 |
| Водный раствор соли (насыщенный) | 108,8 | Золото | 2947 |
| Водород | -252,87 | Калий | 774 |
| Воздух | ≈-193 | Керосин | 150 — 300 |
| Молибден | 4600 | Кислород | -182,962 |
| Натрий | 882,9 | Магний | 1095 |
| Нафталин | 217,9 | Медь | 2540 |
| Никель | 2900 | Сера | 444,67 |
| Олово | 2620 | Серебро | 2170 |
| Осмий | ок. 5000 | Скипидар | 161 |
| Парафин | 350 — 450 | Спирт | 78,3 |
| Платина | ок. 3900 | Тантал | ок. 5500 |
| Ртуть | 356,66 | Уран | ок. 4200 |
| Свинец | 1745 | Хлор | -34,1 |
| Хлорид натрия | 1467 | ||
| Цинк | 906 | ||
| Эфир | 34,6 |
| Давление | tкип oC | Давление | tкип oC | ||
| кПа | мм рт. ст. | кПа | мм рт. ст. | ||
| 0,6 | 4,6 | 0 | 70,1 | 526,0 | 90 |
| 1,2 | 9,2 | 10 | 84,5 | 634,0 | 95 |
| 2,3 | 17,5 | 20 | 90,7 | 680,0 | 96,9 |
| 4,2 | 31,8 | 30 | 93,3 | 700 | 97,7 |
| 7,4 | 55,3 | 40 | 94,7 | 710 | 98,1 |
| 12,3 | 92,5 | 50 | 96,0 | 720 | 98,5 |
| 31,1 | 233,7* | 70 | 97,3 | 730 | 98,9 |
| 38,5 | 289,0** | 75 | 98,7 | 740 | 99,3 |
| 53,7 | 403,0*** | 83 | 100,0 | 750 | 99,6 |
| 101,325 | 760 | 100,0 |
* Такое примерно давление атмосфнры на вершине самой высокой горы в мире — Эвереста (Гималаи, 8848 м). ** Такое примерно давление атмосферы на горной вершине Памир (7495 м).
*** Такое примерно давление атмосферы на вершине горы Казбек (5043 м).
Температура кипения воды при повышенных давлениях
| Давление | tкип oC | Давление | tкип oC | ||
| МПа | ат | МПа | ат | ||
| 0,098 | 1,0 | 99 | 3,08 | 31,5 | 236 |
| 0,196 | 2,0 | 120 | 3,82 | 39,0 | 248 |
| 0,29 | 3,0 | 133 | 4,90 | 50,0 | 263 |
| 0,3 | 4,0 | 143 | 9,81 | 100,0 | 310 |
| 0,49 | 5,0 | 151 | 11,77 | 120,0 | 324 |
| 0,59 | 6,0 | 158 | 13,73 | 140,0 | 335 |
| 0,69 | 7,0 | 164 | 14,71 | 150,0 | 341 |
| 0,78 | 8,0 | 170 | 16,67 | 170,0 | 351 |
| 0,88 | 9,0 | 174 | 19,61 | 200,0 | 364 |
| 0,98 | 10,0 | 179 | 21,57 | 220,0 | 372 |
| 1,56 | 16,0 | 200 | 22,13 | 225,65 | 374,15 |
| 1,96 | 20,0 | 211 |
Температура плавления разлчных веществ Таблица
(при нормальном атмосферном давлении)
| Вещество | tпл oC | Вещество | tпл oC |
| Азот | -210,0 | Молоко цельное | — 0,6 |
| Алмаз | > 3500 | Масло сливочное | 28-33 |
| Бензин | ниже -60 | Нафталин | 80,3 |
| Вазелин | 37-52 | Нефть | — 60 |
| Вода | 0,00 | Парафин | 38-56 |
| Вода тяжелая | 3,82 | Соль поваренная | 770 |
| Водород | -259,1 | Скипидар | — 10 |
| Воздух | -213 | Спирт | — 114,2 |
| Воск пчелиный | 61-64 | Стеарин | 71,6 |
| Глицерин | 18 | Фреон-12 | — 155 |
| Йод | 113,5 | Хлор | — 101,0 |
| Керосин | ниже -50 | Эфир | — 116,0 |
| Кислород | -218,4 |
Температура плавления металлов и сплавов
(при нормальном атмосферном давлении)
| Металл и сплав | tпл oC | Металл и сплав | tпл oC |
| Алюминий | 660,4 | Магний | 650 |
| Вольфрам (наиболее тугоплавкий из металлов | 3420 | медь | 1084,5 |
| Германий | 937 | Натрий | 97,8 |
| Дуралюмин | 650 | Нейзильбер | 1100 |
| Железо | 1539 | Никель | 1455 |
| Золото | 1064,4 | Нихром | 1400 |
| Инвар | 1425 | Олово | 231,9 |
| Иридий | 2447 | Осмий | ок. 3030 |
| Калий | 63,6 | Платина | 1772 |
| Карбиды: | Ртуть | -38,9 | |
| гафния | 3890 | Свинец | 327,4 |
| ниобия | 3760 | Серебро | 961,9 |
| титана | 3150 | Сталь | 1300-1500 |
| циркония | 3530 | Фехраль | 1460 |
| Константан | 1260 | Цезий (наиболее легкоплавкий из металлов) | 28,4 |
| Кремний | 1415 | Цинк | 419,5 |
| Латунь | 1000 | Чугун | 1100-1300 |
Плавка цветных металлов. Методы плавки. Технические характеристики. Физические свойства
Температуру плавления металлов, которая изменяется от малейшего (-39 °С для ртути) до наибольшего (3400 °С для вольфрама), а также плотность металлов в твердом состоянии при 20 °С и плотности жидких металлов при температуре плавления приведены в таблице плавки цветных металлов.
Таблица 1. Плавки цветных металлов
| Металл | Атомная масса | Температура плавления tпл, °С | Густота ρ, г/см3 | |
| твердого при 20 °С | редкого приtпл | |||
| Алюминий | 27 | 660 | 2,70 | 2,37 |
| Берилий | 9 | 1285 | 1,80 | 1,69 |
| Бор | 10,8 | 2075 | 2,34 | – |
| Ванадий | 51 | 1720 | 5,90 | 5,73 |
| Висмут | 209 | 271 | 9,80 | 10,00 |
| Вольфрам | 184 | 3400 | 19,20 | 17,60 |
| Железо | 56 | 1539 | 7,87 | 7,00 |
| Золото | 197 | 1063 | 19,30 | 17,35 |
| Кобальт | 59 | 1492 | 8,90 | 8,30 |
| Кремний | 28 | 1430 | 2,35 | 2,53 |
| Литий | 7 | 180 | 0,53 | 0,50 |
| Магний | 24 | 650 | 1,70 | 1,59 |
| Марганец | 55 | 1240 | 7,40 | 6,75 |
| Медь | 64 | 1083 | 8,92 | 8,0 |
| Молибден | 96 | 2620 | 10,20 | 9,30 |
| Никель | 59 | 1455 | 8,90 | 7,90 |
| Олово | 119 | 232 | 7,30 | 7,00 |
| Платина | 195 | 1769 | 21,40 | 19,77 |
| Ртуть | 201 | –39 | 13,55 | 13,70 |
| Свинец | 207 | 327 | 11,35 | 10,60 |
| Сурма | 122 | 630 | 6,70 | 6,79 |
| Серебро | 108 | 960 | 10,50 | 9,35 |
| Титан | 48 | 1670 | 4,50 | 4,10 |
| Хром | 52 | 1875 | 7,20 | 6,30 |
| Цинк | 65 | 419 | 7,10 | 6,60 |
| Цирконий | 91 | 1850 | 6,50 | 5,80 |
Сварка и плавка цветных металлов
Сварка меди. Температура плавки металла Cu, почти в шесть раз превышает температуру плавки стали, медь интенсивно поглощает и растворяет различные газы, образуя с кислородом оксиды.
Оксид меди II с медью образует эвтектику, температура плавления которой (1064°С) ниже температуры плавления меди (1083°С). При затвердевании жидкой меди эвтектика располагается по границам зерен, делает медь хрупкой и склонной к образованию трещин.
Поэтому основной задачей при сварке меди является защита его от окисления и активное раскисление сварочной ванны.
Наиболее распространенное газовое сварки меди ацетиленокисневим пламенем с помощью горелок, которые в 1,5…2 раза мощнее горелки для сварки сталей. Присадочным металлом есть медные прутки, содержащие фосфор и кремний. Если толщина изделий более 5…6 мм, их сначала подогревают до температуры 250…300°С.
Флюсами при сварке является прожаренная бура или смесь, состоящую из 70% буры и 30% борной кислоты. Чтобы повысить механические свойства и улучшить структуру наплавленного металла, медь после сварки проковывают при температуре около 200…300°С. Потом ее снова нагревают до 500-550°С и охлаждают в воде.
Медь сваривают также электродуговым способом электродами, в струе защитных газов, под слоем флюса, на конденсаторных машинах, способом трения.
Сварка латуни. Латунь – это сплав меди с цинком (до 50%). Основное загрязнение при этом – испарение цинка, в итоге чего шов теряет свои качества, в нем возникают поры.
Латунь, как и медь, в основном сваривают ацетиленовым окислительным пламенем, при котором на поверхности ванны создается пленка тугоплавкого оксида цинка, уменьшающая дальнейшее выгорание и испарение цинка. Флюсы используют такие же, как и при сварке меди.Они создают на поверхности ванны шлаки, которые связывают оксиды цинка и затрудняют выход паров из сварочной ванны. Латунь сваривают также в защитных газах и на контактных машинах.
Сварка бронзы. В большинстве случаев бронза – это литейный материал, поэтому
сварку применяют при исправлении дефектов или во время ремонта. Чаще всего применяют сварку металлическим электродом. Присадочным металлом является прутки того самого состава, что и основной металл, а флюсами или электродным покрытием – хлористые и фтористые соединения калия и натрия.
Сварка алюминия.
Основными факторами, затрудняющими сварку алюминия, является низкая температура его плавления (658°С), большая теплопроводность (примерно в 3 раза выше теплопроводности стали), образование тугоплавких оксидов алюминия, которые имеют температуру плавления 2050°С, поэтому технология плавки цветных металлов, таких как медь или бронза, не подходит для плавки алюминия. Кроме того, эти оксиды слабо реагируют как с кислыми, так и основными флюсами, поэтому плохо удаляются из шва.
Чаще всего используют газовую сварку алюминия ацетиленовым пламенем. В последние годы значительно распространилось также автоматическая дуговая сварка металлическими электродами под флюсом и в среде аргона.
При всех способах сварки, кроме аргонодуговой, применяют флюсы или электродные покрытия, в состав которых входят фтористые и хлористые соединения лития, калия, натрия и других элементов.
Как присадочный металл при всех способах сварки используют проволоку или стержни того же состава, что и основной металл.
Алюминий хорошо сваривается электронным лучом в вакууме, на контактных машинах, электрошлаковым и другими способами.
Сварка сплавов алюминия. Сплавы алюминия с магнием и цинком сваривают без
особых осложнений, так же как и алюминий. Исключением является дюралюминий – сплавы алюминия с медью. Эти сплавы термически упрочняются после закалки и следующего старения.Когда температура плавки цветных металлов свыше 350°С в них происходит снижение прочности, которое не восстанавливается термической обработкой. Поэтому при сварке дюралюминия в зоне термического влияния прочность уменьшается на 40…50%.
Если дюралюминий сваривать в защитных газах, то такое снижение может быть восстановлено термической обработкой до 80…90% по отношению к прочности основного металла.
Сварка магниевых сплавов. При газовой сварке обязательно применяют фторидные флюсы, которые в отличие от хлоридных не вызывают коррозии сварных соединений.
Дуговая сварка магниевых сплавов металлическими электродами через низкое качество сварных швов до настоящего времени не применяется. При сварке магниевых сплавов наблюдается значительный рост зерна в около шовных участках и сильное развитие столбчатых кристаллов в сварном шве.
Поэтому предел прочности сварных соединений составляет 55…60% предела прочности основного металла.
Таблица 2. Физические свойства промышленных цветных металлов
| Свойства | Металл | |||||
| Ве | Mg | А1 | Тi | Ni | Сu | |
| Атомный номер | 4 | 12 | 13 | 22 | 28 | 3,29 |
| Атомная масса | 9,013 | 24,32 | 26,981 | 47,88 | 58,7 | 63,54 |
| Густотапри температурте20 °С, кг/м3 | 1847 | 1737 | 2698 | 4507 | 8897 | 8940 |
| Температура плавления, °С | 1287 | 650 | 660,24 | 1668 | 1455 | 1083 |
| Температура кипения, °С | 2450 | 1107 | 2520 | 3169 | 2822 | 2360 |
| Атомный диаметр, нм | 0,226 | 0,32 | 0,286 | 0,29 | 0,248 | 0,256 |
| Скрытая теплота плавления, кДж/кг | 1625 | 357 | 389,37 | 358,3 | 302 | 205 |
| Скрытая теплота испарения,кДж/кг | 34395 | 5498 | 10885 | 9790 | 6376 | 6340 |
| Удельная теплоемкость при температуре 20 °С, Дж/(кг.°С) | 1826 | 1047,6 | 961,7 | 521 | 450 | 385 |
| Удельная теплопроводность, 20 °С, Вт/(м—°С) | 2930 | 167 | 221,5 | 21,9 | 88,5 | 387 |
| Коэффициент линейного расширения при температуре 25 °С, 106—°С—1 | 12 | 26 | 23,3 | 9,2 | 13,5 | 16,8 |
| Удельное электросопротивление при температуре 20°С, мкОм—м | 0,04 | 0,045 | 0,02767 | 0,58 | 0,0684 | 0,0172 |
| Модуль нормальной упругости, ГПа | 311,1 | 44,1 | 70,6 | 103 | 203 | 125 |
| Модуль сдвига, ГПа | 140 | 17,854 | 27 | 39,2 | 73 | 46,4 |
Тигельная плавка
Неотъемлемой составляющей производства металла и металлических изделий, является использование во время производственного процесса тиглей для производства, выплавки и переплавки как черного, так и цветного металла. Тигли — это неотъемлемая часть металлургического оборудования при отливании разнообразных металлов, сплавов, и тому подобное.
Керамический тигель для плавки цветных металлов используется для плавки металлов (меди, бронзы) с древнейших времен.
При какой температуре плавится сталь — Справочник металлиста
Сталь — это сплав железа, к которому примешивают углерод. Её главная польза в строительстве — прочность, ведь это вещество длительное время сохраняет объем и форму. Все дело в том, что частицы тела находятся в положении равновесия. В этом случае сила притяжения и сила отталкивания между частицами являются равными. Частицы находятся в чётко обозначенном порядке.
- Температуры плавления стали
- Нержавеющая сталь
- Чугун и сталь
Есть четыре вида этого материала: обычная, легированная, низколегированная, высоколегированная сталь. Они отличаются количеством добавок в своём составе. В обычной содержится малое количество, а дальше возрастает. Используют следующие добавки:
- Марганец.
- Никель.
- Хром.
- Ванадий.
- Молибден.
Чугун и сталь
Чугун — это сплав углерода и железа, он содержит примеси марганца, кремния, серы и фосфора. Выдерживает невысокие напряжения и нагрузки. Один из его многочисленных плюсов — это невысокая стоимость для потребителей. Чугун бывает четырех видов:
- Белый — имеет высокую прочность и плохую способность к обработке ножом. Виды сплава по увеличению количества углерода в составе: доэвтектический, эвтектический, заэвтектический. Его назвали белым из-за того, что в разломе он имеет белый цвет. А также белый чугун обладает особым строением металлической массы и большой изностойкостью. Полезен в изготовлении механических деталей, которые будут работать в среде с отсутствием смазки. Его используют для изготовления приведённых ниже видов чугуна.
- Серый чугун — содержит углерод, кремний, марганец, фосфор и немного серы. Его можно легко получить, и он имеет плохие механические свойства. Используется для изготовления деталей, которые не подвергаются воздействию ударных нагрузок. В изломе есть серый цвет, чем он темнее, тем материал мягче. Свойства серого чугуна зависят от температуры среды, в которой он находится, и количества разных примесей.
- Ковкий чугун — получают из белого в результате томления (длительного нагрева и выдержки). В состав вещества входят: углерод, кремний, марганец, фосфор, небольшое количество серы. Является более прочным и пластичным, легче поддаётся обработке.
- Высокопрочный чугун — это самый прочный из всех видов чугунов. Содержит в себе углерод, марганец, серу, фосфор, кремний. Имеет большую ударную вязкость. Из такого важного металла делают поршни, коленчатые валы и трубы.
Температуры плавления стали и чугуна отличаются, как утверждает таблица, приведённая выше. Сталь имеет более высокую прочность и устойчивость к высоким температурам, чем чугун, температуры отличаются на целых 200 градусов. У чугуна это число колеблется приблизительно от 1100 до 1200 градусов в зависимости от содержащихся в нем примесей.
Температура плавления стали 40х13 и расшифровка марки
Среди большого количества физических свойств металлов отметим температуру плавления. Этот показатель учитывается при изготовлении самых различных изделий, к примеру, ножа или подшипников. Самой востребованной сталью для изготовления медицинских скальпелей, ножей, пружин и других предметов считается сталь 40х13. Она обладает всеми необходимыми свойствами и характеристиками.
Температура плавления металла
Сталь 40×13 относится к хромистым нержавеющим металлам. Ее основные эксплуатационные свойства определены особым химическим составом.
Температура плавления – физическая характеристика, которая определяет температуру перехода металла из твердого состояния в жидкое.
При изменении аморфного состояния материал практически не меняет свой объем, то есть на процесс перестроения кристаллической решетки атмосферное давление не оказывает влияние.
Рассматриваемый физический показатель во много зависит от химического состава. Некоторые элементы могут понижать или повышать температуру плавления.
Сталь 40х13 (ГОСТ также определяет незначительную концентрацию примесей, не отраженных в маркировке) имеет довольно высокую концентрацию легирующих элементов, которые обеспечивают высокую коррозионную стойкость. Расшифровка марки проводится следующим образом:
- Довольно высокая концентрация углерода (от 0,36 до 0,45%) определяет высокую твердость поверхности.
- Антикоррозионные качества обеспечиваются концентрацией хрома в пределе 12—14%.
- В составе есть не более одного процента марганца и кремния, а также некоторые вредные примеси.
Сталь 40х13, характеристики которой определили применение в самых различных областях промышленности, может эксплуатироваться при температуре до 500 градусов Цельсия. Кроме этого, 40х13, термообработка этой марки позволяет повысить основные качества, относится к классу среднеплавких материалов.
Классификация сталей
Температура плавления металлов может варьировать в довольно большом диапазоне. Для плавки некоторых требуется специальное оборудование, другие можно преобразовать в жидкообразную субстанцию при применении обычной печи. Классификация стали по температуре плавления следующая:
- Легкоплавкие – температура плавления доходит до 600 градусов Цельсия. В эту группу можно отнести олово, цинк или висмут. Подобные материалы можно без особого труда расплавить без применения специального оборудования.
- Среднеплавкие – изменение состояния материала происходит при температуре от 600 до 1600 градусов Цельсия. В данную группу относится медь, олово, алюминий или железо. Эта группа получила наибольшее распространение. В нее можно включить также некоторые нержавейки, к примеру, 40х или другие сплавы с небольшой концентрацией хрома, а также конструкционная сталь 55 или аналоги.
- Тугоплавкие – смена состояния происходит при более 1600 градусов Цельсия. Как правило, в эту группу входят металлы, которые имеют в составе примеси хрома, вольфрама или титана в большой концентрации. Примером можно назвать маркировку х40 или х30сrх13, 4х13. В состав металлов добавляется большое количество хрома для его защиты от воздействия повышенной влажности или некоторых химических веществ. Именно поэтому нержавейки, обладающие высокими антикоррозионными свойствами, имеют высокой тугоплавкостью. В эту группу можно отнести металлы, называемые медицинскими.
Интересным моментом назовем то, что единственным металлом, который находится в жидком состоянии при обычной температуре окружающей среды, является ртуть. Это связано с тем, что она превращается в жидкость уже при температуре -39 градусов Цельсия.
Область применения
Температура плавления во много определяет то, при каком нагреве металл начинает терять свои основные свойства: твердость (hrc), пластичность и другие.
Сталь 40 х, характеристики которой можно встретить во многих методических описаниях, уже при нагреве до 350 градусов Цельсия начинает становиться более пластичной.
Это не позволяет использовать этот металл, 13х или другие аналоги при создании изделий, которые эксплуатируются в сложных условиях.
Довольно большое распространение в последнее время получили металлы, которые получили маркировку aisi. Эти материалы являются улучшенными версиями обычных нержавеек: большая устойчивость к коррозии, твердость и другие качества. За счет проведения термической обработки изменяется структура материала.Сегодня производится просто огромное количество различных металлов и сплавов, которые обладают уникальными эксплуатационными качествами. Примером можно назвать металлы s290 и хв6.
Как правило, область применения ограничивается стоимостью производства материала, так как для изготовления неответственных деталей никто не использует дорогой металл.
К примеру, s290 можно использовать для изготовления ножа, но сплав существенно повысит конечную стоимость изделия.
Отзывы о стали
Марка 40х13 обладает хорошими качествами, использовал в виде листового металла для обшивки рабочей части станка по дереву