Температура плавления разных металлов
Таблица температур плавления различных металлов, и при скольки градусах они плавятся — СибНовСтрой
29.04.2018
В таблице приводятся температуры кипения и плавления простых веществ (химических элементов). Цифры в скобках обозначают, что вещество при данной температуре и разлагается.
Температура кипения и плавления простых веществ
Сокращения: г.— газ; ж. — жидкость; тв. — твердое вещество: возг. — возгорается; ромб. — ромбическая.
| Название элемента | Символ | Состояние | Температура плавления | Температура кипения, °С |
| Азот | N | Г. | —209,86 | —195,8 |
| Актиний | Ас | ТВ. | ~1040 | ~3300 |
| Алюминий | Аl | ТВ. | 660,1 | ~2500 |
| Америций | Ат | ТВ. | ~1200 | ~2600 |
| Аргон | Аr | Г. | —189,2 | —185,7 |
| Астат | At | 334 | ||
| Барий | Ва | ТВ. | 710 | 1640 |
| Бериллий | Be | ТВ. | 1285 | 2970 |
| Бор | В | ТВ. | ~2075 | ~3800 |
| Бром | Вr | Ж. | —7,3 | 58,8 |
| Ванадий | V | ТВ. | 1900 | 3400 |
| Висмут | Bi | ТВ. | 271,3 | ~1560 |
| Водород | Н | Г. | —259,18 | —252,8 |
| Вольфрам | W | ТВ. | 3380 | 5900 |
| Гадолиний | Gd | ТВ. | 1312 | ~1500 |
| Галлий | Ga | Ж. | 29,8 | ~2230 |
| Гафний | Hf | ТВ. | ~2230 | ~5400 |
| Гелий | Не | Г. | —272,2 | —268,9 |
| Германий | Ge | ТВ. | 936 | 2700 |
| Гольмий | Но | ТВ. | 1500 | ~2380 |
| Диспрозий | Dy | ТВ. | 1380 | ~2330 |
| Европий | Eu | ТВ. | ~900 | ~1430 |
| Железо | Fe | ТВ. | ~1535 | ~3000 |
| Золото | Au | ТВ. | 1063 | ~2847 |
| Индий | In | ТВ. | ~155 | ~2000 |
| Йод | J | ТВ. | 114 | 183 |
| Иридий | Ir | ТВ. | 2450 | ~500 |
| Иттербий | Yb | ТВ. | 824 | ~132 |
| Иттрий | Y | ТВ. | ~1500 | 3020 |
| Кадмий | Cd | ТВ. | 321,03 | 7670 |
| Калий | К | ТВ. | 62,3 | ~7605 |
| Кальций | Ca | ТВ. | 850 | 1482 |
| Кислород | О | Г. | —218,4 | —182,97 |
| Озон | Г. | —251 | —112 | |
| Кобальт | Со | ТВ. | ~1490 | ~2900 |
| Кремний | Si | ТВ. | 1420 | ~2600 |
| Криптон | Кr | Г. | —157 | —152,9 |
| Ксенон | Хе | Г. | —112 | —108,1 |
| Кюрий | Сm | ТВ. | … | … |
| Лантан | La | ТВ. | 920 | ~3470 |
| Литий | Li | ТВ. | 186 | ~(1370) |
| Лютенций | Lu | ТВ. | 1675 | ~2680 |
| Магний | Mg | ТВ. | 651 | ~1110 |
| Марганец | Mn | ТВ. | 1260 | ~1900 |
| Медь | Cu | ТВ. | 1083 | ~2300 |
| Молибден | Mo | ТВ. | 2625 | ~3700 |
| Мышьяк | As | ТВ. | 814 (36 бар) | 615, возг. |
| Натрий | Na | ТВ. | 97,5 | ~880 |
| Неодим | Nd | ТВ. | 1024 | 3210 |
| Неон | Ne | Г. | —248,67 | —245.9 |
| Нептуний | Np | ТВ. | 640 | … |
| Никель | Ni | ТВ. | 1453 | 2900 |
| Ниобий | Nb | ТВ. | (2500) | 3700 |
| Олово | Sn | ТВ. | 231,91 | 2270 |
| Осмий | Os | ТВ. | 2700 | >5300 |
| Палладий | Pd | ТВ. | 1552 | >2500 |
| Платина | Pt | ТВ. | 1773,5 | 4300 |
| Плутоний | Pu | ТВ. | 673 | 3230 |
| Полоний | Po | ТВ. | 254 | 952 |
| Празеодим | Pr | ТВ. | 940 | 3017 |
| Прометий | Pm | ТВ. | ~1000 | … |
| Протактиний | Pa | ТВ. | ~1400 | ~4000 |
| Радий | Ra | ТВ. | 960 | 1140 |
| Радон | Rn | Г. | —71 | —61,8 |
| Рений | Re | ТВ. | 3170 | >5440 |
| Родий | Rh | ТВ. | 1966 | >3000 |
| Ртуть | Hg | Ж. | —38,87 | 356,58 |
| Рубидий | Rb | ТВ. | 38,5 | 700 |
| Рутений | Ru | ТВ. | 1950 | (2700) |
| Самарий | Sm | ТВ. | 1072 | 1670 |
| Свинец | Pb | ТВ. | 327,3 | 1740 |
| Селен | Se | ТВ. | 220 | 688 |
| Сера (ромб.) | S | ТВ. | 112,8 | 444,60 |
| Серебро | Ag | ТВ. | 960,8 | ~2160 |
| Скандий | Sc | ТВ. | 1200 | 2400 |
| Стронций | Sr | ТВ. | 725 | 1150 |
| Сурьма | Sb | ТВ. | 630 | 1380 |
| Таллий | TI | ТВ. | 302,5 | 1457 |
| Тантал | Та | ТВ. | 3000 | (4100) |
| Теллур | Те | ТВ. | 452 | 1390 |
| Тербий | Tb | ТВ. | 1368 | 2480 |
| Технеций | Тс | ТВ. | ~2300 | ~4700 |
| Титан | Ti | ТВ. | ~1800 | >3000 |
| Торий | Th | ТВ. | 1845 | >3000 |
| Тулий | Tu | ТВ. | 1600 | 1720 |
| Углерод алмаз | С | ТВ. | >3500 | 4200 |
| Углерод графит | C | ТВ. | 3600 | ~4200 |
| Уран | U | ТВ. | (1150) | ~3900 |
| Фосфор белый | P | ТВ. | 44,1 | 280 |
| фосфор красный | P | ТВ. | 590 (43 бар) | 423, возг. |
| Франций | Fr | ТВ. | 17,5 | … |
| Фтор | F | Г. | —223 | —187 |
| Хлор | Cl | Г. | —102 | —34,1 |
| Хром | Сг | ТВ. | 1615 | 2200 |
| Цезий | Cs | ТВ. | 28,5 | 670 |
| Церий | Се | ТВ. | 804 | ~3000 |
| Цинк | Zn | ТВ. | 419,5 | 907 |
| Цирконий | Zr | ТВ. | ~1900 | ~4000 |
| Эрбий | Ег | ТВ. | 1525 | ~2500 |
ПОИСК
Металлы, температура плавления которых превышает температуру плавления хрома (1890°С), условно относят к тугоплавким.
Радиусы атомов ниобия и тантала, а также радиусы их ионов (Э «) очень близки из-за лантаноидного сжатия. Это объясняет большое сходство их физико-химических свойств.
В свободном состоянии ванадий, ниобий и тантал весьма стойки к химическим воздействиям и обладают высокими температурами плавления.
Эти металлы вместе с хромом, молибденом, вольфрамом, рением, а также рутением, родием, осмием и иридием относятся к тугоплавким металлам.
Тугоплавкими условно считают те металлы, температура плавления которых выше, чем хрома (1890°С). Тугоплавкие металлы и их сплавы играют большую роль в современной технике.В производстве тугоплавких металлов (вольфрам, титан и другие) применяется метод порошковой металлургии, заключающийся в восстановлении металла из окислов в форме порошка. Тугоплавкие сплавы производятся прессованием металлических порошков с последующим спеканием в электрических печах. Температура спекания порошка обычно составляет 2/3 от температуры плавления металла.
Температура плавления смесей порошков также бывает ниже плавления чистых металлов. Таким образом, применяя порошковую металлургию, удается понизить температуру, требуемую для получения тугоплавких сплавов, что и является крупным преимуществом порошкового метода.
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 железо, температура плавления черных, цветных металлов и некоторых сплавов
В металлургической промышленности одним из основных направлений считается литье металлов и их сплавов по причине дешевизны и относительной простоты процесса. Отливаться могут формы с любыми очертаниями различных габаритов, от мелких до крупных; это подходит как для массового, так и для индивидуального производства.
Литье является одним из древнейших направлений работы с металлами, и начинается примерно с бронзового века: 7−3 тысячелетия до н. э. С тех пор было открыто множество материалов, что приводило к развитию технологии и повышению требований к литейной промышленности.
В наши дни существует много направлений и видов литья, различающихся по технологическому процессу. Одно остается неизменным — физическое свойство металлов переходить из твердого состояния в жидкое, и важно знать то, при какой температуре начинается плавление разных видов металлов и их сплавов.
Процесс плавления металла
Данный процесс обозначает собой переход вещества из твердого состояния в жидкое. При достижении точки плавления металл может находиться как в твердом, так и в жидком состоянии, дальнейшее возрастание приведет к полному переходу материала в жидкость.
То же самое происходит и при застывании — при достижении границы плавления вещество начнет переходить из жидкого состояния в твердое, и температура не изменится до полной кристаллизации.
При этом следует помнить, что данное правило применимо только для чистого металла. Сплавы не имеют четкой границы температур и совершают переход состояний в некотором диапазоне:
- Солидус — линия температуры, при которой начинает плавиться самый легкоплавкий компонент сплава.
- Ликвидус — окончательная точка плавления всех компонентов, ниже которой начинают появляться первые кристаллы сплава.
Точно измерить температуру плавления таких веществ невозможно, точкой перехода состояний указывается числовой промежуток.
В зависимости от температуры, при которой начинается плавление металлов, их принято разделять на:
- Легкоплавкие, до 600 °C. К ним относятся олово, цинк, свинец и другие.
- Среднеплавкие, до 1600 °C. Большинство распространенных сплавов, и такие металлы как золото, серебро, медь, железо, алюминий.
- Тугоплавкие, свыше 1600 °C. Титан, молибден, вольфрам, хром.
Также существует и температура кипения — точка, при достижении которой расплавленный металл начнет переход в газообразное состояние. Это очень высокая температура, как правило, в 2 раза превышающая точку расплава.
Влияние давления
Температура плавления и равная ей температура затвердевания зависят от давления, возрастая с его повышением. Это обусловлено тем, что при повышении давления атомы сближаются между собой, а для разрушения кристаллической решетки их нужно отдалить. При повышенном давлении требуется большая энергия теплового движения и соответствующая ей температура плавления увеличивается.
Существуют исключения, когда температура, необходимая для перехода в жидкое состояние, при повышенном давлении уменьшается. К таким веществам относят лёд, висмут, германий и сурьма.
Таблица температур плавления
Любому человеку, связанному с металлургической промышленностью, будь то сварщик, литейщик, плавильщик или ювелир, важно знать температуры, при которых происходит расплав материалов, с которыми он работает. В нижеприведенной таблице указаны точки плавления наиболее распространенных веществ.
Таблица температур плавления металлов и сплавов
Помимо таблицы плавления, существует много других вспомогательных материалов. Например, ответ на вопрос, какова температура кипения железа лежит в таблице кипения веществ. Помимо кипения, у металлов есть ряд других физических свойств, как прочность.
Прочность металлов
Помимо способности перехода из твердого в жидкое состояние, одним из важных свойств материала является его прочность — возможность твердого тела сопротивлению разрушению и необратимым изменениям формы.
Основным показателем прочности считается сопротивление возникающее при разрыве заготовки, предварительно отожженной. Понятие прочности не применимо к ртути, поскольку она находится в жидком состоянии.
Обозначение прочности принято в МПа — Мега Паскалях.
Существуют следующие группы прочности металлов:
- Непрочные. Их сопротивление не превышает 50МПа. К ним относят олово, свинец, мягкощелочные металлы
- Прочные, 50−500МПа. Медь, алюминий, железо, титан. Материалы этой группы являются основой многих конструкционных сплавов.
- Высокопрочные, свыше 500МПа. Например, молибден и вольфрам.
Таблица прочности металлов
Наиболее распространенные в быту сплавы
Как видно из таблицы, точки плавления элементов сильно разнятся даже у часто встречающихся в быту материалов.
Так, минимальная температура плавления у ртути -38,9 °C, поэтому в условиях комнатной температуры она уже в жидком состоянии. Именно этим объясняется то, что бытовые термометры имеют нижнюю отметку в -39 градусов Цельсия: ниже этого показателя ртуть переходит в твердое состояние.
Припои, наиболее распространенные в бытовом применении, имеют в своем составе значительный процент содержания олова, имеющего точку плавления 231.9 °C, поэтому большая часть припоев плавится при рабочей температуре паяльника 250−400°C.
Помимо этого, существуют легкоплавкие припои с более низкой границей расплава, до 30 °C и применяются тогда, когда опасен перегрев спаиваемых материалов. Для этих целей существуют припои с висмутом, и плавка данных материалов лежит в интервале от 29,7 — 120 °C.
Расплавление высокоуглеродистых материалов в зависимости от легирующих компонентов лежит в границах от 1100 до 1500 °C.
Точки плавления металлов и их сплавов находятся в очень широком температурном диапазоне, от очень низких температур (ртуть) до границы в несколько тысяч градусов.
Знание этих показателей, а так же других физических свойств очень важно для людей, которые работают в металлургической сфере.
Например, знание того, при какой температуре плавится золото и другие металлы пригодятся ювелирам, литейщикам и плавильщикам.Температура плавления золота. Температура плавления и кипения металлов
Именно физические свойства металлов по большей части определяют области их применения людьми в технике и промышленности. Среди основных характеристик немаловажное значение имеет температура их плавления. Знание данного параметра позволяет успешно сочетать различные ингредиенты и создавать удобные, прочные и качественные сплавы, наиболее хорошо подходящие для использования в быту.
Температура плавления и кипения металлов
Для каждого представителя данный показатель свой. Однако предел нагревания есть у всех металлов. При определенной температуре они начинают плавиться, переходя из твердого в жидкое состояние. Если же довести показатель до критического значения, то металл перейдет в газообразное состояние, то есть начнется процесс кипения и испарения.
Поэтому существует целая классификация, отражающая способность металлов к плавлению. Все они делятся на следующие группы.
Легкоплавкие. В данную группу входят те, что плавятся при показателях ниже 600 оС. Пример: цинк, натрий, галлий, висмут, олово, цезий и прочие.
- Среднеплавкие. Показатель в пределах 600-1600 оС. Например, температура плавления золота в чистом виде — 1063 оС, значит, оно относится к этой группе металлов.
- Тугоплавкие. Свыше 1600 оС. Примеры: титан, вольфрам, хром и другие.
Следует заметить, что данная классификация справедлива только для чистых металлов. Когда речь заходит о сплавах, то цифры резко меняются, и значения могут сильно отличаться от исходных показателей.
Температура кипения металлов значительно выше, чем рассмотренный параметр. Так, если температура плавления золота — 1063 оС, то кипения — уже 2947 оС. Различие практически вдвое!
Золото: общая характеристика
Aurum, или золото, — это химический элемент под номером 79 в периодической системе. Атомная масса составляет 196,967 единиц. Располагается в I группе, побочной подгруппе. Относится к благородным металлам, наряду с:
- платиной;
- серебром;
- палладием.
С точки зрения химической активности является практически инертным, без особых условий в реакции не вступает. Имеет особые физические свойства, позволяющие применять его в ювелирном деле, технике, промышленности.
Физические свойства золота
Чем же так уникален этот металл, за которым много веков подряд гонятся люди и который стал символом финансового благополучия во всем мире?
- Цвет. Для чистого золота характерен красивый насыщенный желтый цвет с ярко выраженным металлическим блеском. Жидкий металл имеет бледно-зеленую окраску. Пары его желто-зеленого цвета.
- Твердость. По данному параметру золото уступает многим другим представителям, так как является мягким металлом. По шкале твердости веществ (шкала Мооса) данный показатель составляет 2,5-3.
- Температура плавления золота — 1063 оС.
- Электропроводность хорошая, составляет 75 % по отношению к меди как сверхпроводнику.
- Теплопроводность и теплоемкость также отличная. Изделия из золота мгновенно нагреваются и также быстро раскаляются.
Особые свойства, придающие золоту высокую ценность, рассмотрим отдельно. Это:
- ковкость;
- пластичность;
- плотность.
Плотность металла
Сама характеристика плотности означает вес вещества в единице объема. Так вот золото обладает практически максимальным показателем по данному параметру. Так, например, полстакана чистого золотого песка будет иметь вес около 1000 грамм.
Плотность золота, очищенного от примесей, составляет 19,3 г/см3. Если же говорить о природных золотосодержащих породах, то в нем показатель несколько ниже — 18-18,2 г/см3. Этот показатель позволяет удобно извлекать рассматриваемый металл из пород. Он же делает золото таким дорогим за совсем небольшое количество по граммам.
Ковкость и пластичность
Температура плавления золота, а также его чрезвычайная ковкость и пластичность делают его удобным и послушным в руках опытных людей. Так, на слуху понятие «сусальное золото».
Что это такое? Это прокатанные в тончайшие полупрозрачные листы золотые кусочки, которые при этом не теряют своего яркого и красивого блеска.
Сусальным золотом можно покрывать поверхности изделий, стены, купола церквей и так далее.
Всего из 1 г этого удивительного металла можно изготовить очень тонкую проволоку, длина которой составит почти 3 тысячи метров! Золото легко подвергается следующим деформациям без потери свойств и целостности структуры:
- сдавливание;
- смятие;
- искривление;
- измельчение;
- прокатывание;
- растяжение;
- придание любой желаемой формы.
Естественно, что такой набор физических свойств не может оставаться незамеченным людьми, и поэтому золото находит применение в самых разных отраслях науки, техники и промышленности.
Нахождение в природе и использование человеком
В первозданном виде золото встречается в природе в форме слитков, песка или вкраплений в горные породы. Россыпи золота — это места их добычи человеком. В смеси с песком, глиной и другими частями оно извлекается, а затем отделяется в чистом виде.
Также золото содержится в:
- растениях;
- животных;
- человеческом организме;
- подземных водах;
- морях и океанах;
- литосфере.
Из всех этих мест люди научились извлекать металл для использования в своих нуждах. Для чего же он нужен?
- Самая главная отрасль — это, конечно, ювелирное дело. Красивые украшения, выполненные из разных сплавов золота, являются главным признаком финансового достояния практически каждой женщины. Их дарят любимым, в них вкладывают деньги, ими восхищаются и их ценят.
- Техника. Температура плавления золота и платины, а также палладия, никеля и некоторых других металлов делает их очень ценными для использования в технических целях. А свойство золота обладать высокой степенью ковкости и пластичности в сочетании с химической инертностью позволяет применять проволоку из этого металла в самых мелких деталях, чипах. Например, телефонах, телевизорах, калькуляторах и других электронных устройствах.
- Золото — твердая валюта по всему миру, которая не обесценивается никогда. Ему не страшны инфляция и дефолт, поэтому многие хранят свои сбережения именно в слитках этого металла.
- Награды за достижения в разных видах спорта, турнирах и играх исполняются из золота, серебра и бронзы, что еще раз подчеркивает их высокую ценность.
Сплавы золота
Перечисленные характеристики металла в чистом виде делают его не только уникальным и востребованным, но также сказываются на качестве изделий. Так, вследствие высокой мягкости, украшения из чистого золота легко деформировать, помять и испортить. Поэтому чаще всего используют сплавы металла с другими представителями периодической системы.
- Золото 585 пробы. Этот сплав самый продаваемый и распространенный в нашей стране и за рубежом. Из чего же он состоит? 58,5 % — чистое золото, 34 % приходится на медь, 7,5 % — серебро. Температура плавления золота 585 пробы — приблизительно 840 оС, что значительно ниже показателя у чистой навески. Однако в целом свойства сплава гораздо лучше, так как примеси компенсируют недостатки простого металла. Медь служит для увеличения прочности и твердости изделия. Однако если ее будет слишком много, то изделие быстро подвергнется коррозии. Серебро влияет на цвет. Благодаря ему сплав более желтый, блестящий, без примеси зеленого оттенка. То, что температура плавления золота 585 пробы так низка по сравнению с чистым вариантом, говорит о том, что обращаться с изделиями следует крайне осторожно и бережно и не оставлять вблизи открытого огня.
- Золото 999. Это сплав — на основе практически чистого металла с небольшой долей меди. Из-за этого температура плавления золота 999 возрастает по сравнению с предыдущим показателем. Она составляет 1063 оС, то есть то же значение, что и для простого вещества. Изделия из такого сплава более мягкие, способны к деформации, поэтому требуют тщательного обращения и особого ухода.
Золото 375
Температура плавления золота 585 является средним показателем. Ведь существует еще сплав, в котором на долю благородного металла приходится всего 37,5 % (375 проба). У такого варианта показатель плавления вообще близится к 770 оС, что является минимальным значением.
Если говорить о сплаве на основе золота и серебра, то такие варианты вообще не используются. Изделие получится слишком мягким. Поэтому медь присутствует обязательно. Температура плавления серебра и золота приблизительно одинакова, разброс небольшой. У белого металла она составляет 961,8 оС. Поэтому их совместный сплав не слишком понижает общий показатель в продукте.
От чего зависит цвет украшений из золота?
Каким цветом будет отливать украшение на свету, зависит от того, какие добавки в смеси и каково их процентное соотношение. Красный оттенок будет иметь изделие, в котором 50/50 золота и меди-серебра.
Белый — если в смесь ввести палладий, никель и больше серебра. Зеленый — серебро и медь, розовый — серебро, палладий и медь.
Температура плавления разных металлов
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.
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/см3, 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.
| Стали для отливок Х28Л и Х34Л | 1350 | Коррозионно-стойкая жаропрочная 12Х18Н9Т | 1425 |
| Сталь конструкционная 12Х18Н10Т | 1400 | Жаропрочная высоколегированная 20Х23Н13 | 1440 |
| Жаропрочная высоколегированная 20Х20Н14С2 | 1400 | Жаропрочная высоколегированная 40Х10С2М | 1480 |
| Жаропрочная высоколегированная 20Х25Н20С2 | 1400 | Сталь коррозионно-стойкая Х25С3Н (ЭИ261) | 1480 |
| Сталь конструкционная 12Х18Н10 | 1410 | Жаропрочная высоколегированная 40Х9С2 (ЭСХ8) | 1480 |
| Коррозионно-стойкая жаропрочная 12Х18Н9 | 1410 | Коррозионно-стойкие обыкновенные 95Х18…15Х28 | 1500 |
| Сталь жаропрочная Х20Н35 | 1410 | Коррозионно-стойкая жаропрочная 15Х25Т (ЭИ439) | 1500 |
| Жаропрочная высоколегированная 20Х23Н18 (ЭИ417) | 1415 | Углеродистые стали | 1535 |
Источники:
- Волков А.И., Жарский И.М. Большой химический справочник. — М: Советская школа, 2005. — 608 с.
- Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования. 2–е издание, дополненное и переработанное, Казанцев Е.И. М., «Металлургия», 1975.- 368 с.
- 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.
Продукция — Техмашхолдинг — группа компаний, официальный сайт
- Прежде чем говорить о сталях, давайте определимся с физическим смыслом самой категории температура плавления. В научно-производственной сфере это понятие используется еще и как температура отвердевания.
- Легкоплавкие: им необходимо не более 600Со. Это цинк, свинец, виснут, олово.
- Среднеплавкие: температура плавления колеблется от 600Со до 1600Со. Это золото, медь, алюминий, магний, железо, никель и большая половина всех элементов.
- Тугоплавкие: требуется температура свыше 1600Со, чтобы сделать металл жидким. Сюда относятся хром, вольфрам, молибден, титан.
- Увеличивается давление — увеличится величина плавления.
- Уменьшается давление — уменьшается величина плавления.
Физический смысл данной категории состоит в том, что эта температура показывает, при каком ее значении происходит смена агрегатного состояния вещества, то есть его переход из жидкого в твердое состояние. В самой же точке температурного перехода вещество может быть как в одном, так и в другом состоянии.
При подаче дополнительного тепла предмет или вещество приобретает жидкое состояние, а при отведении тепла – отвердевает.
Этот показатель считается одним из самых важных в системе физических свойств любого вещества, при этом необходимо учитывать (это особенно важно понимать применительно к сталям), что температура отвердевания численно равна температуре плавления лишь в том случае, когда мы говорим об идеально чистом веществе.
Как известно из школьной программы, температура плавления стали для различных видов сплавов различна. Это определяется структурой сплава, входящими в него компонентами, характером технологического производства стали и другими факторами.Так, например, температура плавления стали, состоящей из медноникелевого сплава равна примерно 1150 °С.
Если мы будем в таком сплаве увеличивать содержание никеля, то температура будет повышаться, так как температура плавления самого никеля гораздо выше, чем у меди.
Как правило, в зависимости от химического состава сплава и соотношения присутствующих в нем компонентов температура плавления стали может находиться в границах 1420-1525 °С, если такая сталь подлежит разливке в формы в процессе металлургического производства, то температуру необходимо поддерживать еще на 100-150 градусов выше.
Важным фактором, который влияет на температуру плавления, является уровень содержания в сплаве углерода. Если его содержание высоко, то температура будет ниже, и, соответственно, наоборот – при понижении количества углерода температура повышается.Более сложным с точки зрения определения величины является процесс измерения температуры плавления в нержавеющих сталях.Причиной этого является их сложный химический состав. Например, стали марки 1X18H9, широко используемые в стоматологии и электротехнике, имеют в своем составе, кроме собственно железа, еще углерод, никель, хром, марганец, титан и кремний. Естественно, температура плавления нержавеющей стали такого состава будет определяться свойствами каждого компонента, входящего в нее.
Из такой стали изготавливаются литые зубы, коронки, различного типа зубные протезы, электродетали и другое. Можно привести перечень некоторых свойств, которыми обладает эта нержавеющая сталь, температура плавления ее составляет 1460-1500 °С, поэтому, исходя из данного параметра и химического состава сплава, для его пайки применяются специальные серебряные припои.
Одними из самых высокотехнологичных в современном производстве видов сплавов являются различные стали с включением в их состав элементов титана. Это обусловлено тем, что эти стали имеют практически стопроцентную биологическую инертность, а температура плавления стали на основе титана – одна их самых высоких.Большинство сталей содержит в своем составе железо в качестве основного компонента. Это объясняется не только тем, что этот металл – один из распространенных в природной среде, а еще и тем, что железо представляет собой практически универсальный элемент для производства сталей различных марок и сплавов, в состав которых он входит. Эта широта применения объясняется тем, что показатель температуры плавления этого металла, равный 1539 градусам, в сочетании с иными уникальными химическими свойствами делает железо подходящим компонентом для широкого перечня марок сталей различного назначения.fjord12.ru
Температура плавления разных металлов в таблице
Каждый металл и сплав имеет собственный уникальный набор физических и химических свойств, среди которых не последнее место занимает температура плавления. Сам процесс означает переход тела из одного агрегатного состояния в другое, в данном случае, из твердого кристаллического состояния в жидкое.
Чтобы расплавить металл, необходимо подводить к нему тепло до достижения температуры плавления. При ней он все еще может оставаться в твердом состоянии, но при дальнейшем воздействии и повышении тепла металл начинает плавиться. Если температуру понизить, то есть отвести часть тепла, элемент затвердеет.
Самая высокая температура плавления среди металлов принадлежит вольфраму: она составляет 3422Со, самая низкая — у ртути: элемент плавится уже при — 39Со. Определить точное значение для сплавов, как правило, не представляет возможности: оно может значительно колебаться в зависимости от процентного соотношения компонентов.
Их обычно записывают в виде числового промежутка.
Как происходит
Плавление всех металлов происходит примерно одинаково — при помощи внешнего или внутреннего нагревания. Первый осуществляется в термической печи, для второго используют резистивный нагрев при пропускании электрического тока или индукционный нагрев в высокочастотном электромагнитном поле. Оба варианта воздействуют на металл примерно одинаково.
При увеличении температуры увеличивается и амплитуда тепловых колебаний молекул, возникают структурные дефекты решетки, выражающиеся в росте дислокаций, перескоке атомов и других нарушениях. Это сопровождается разрывом межатомных связей и требует определенного количества энергии. В это же время происходит образование квази-жидкого слоя на поверхности тела.
Период разрушения решетки и накопления дефектов называется плавлением.
Разделение металлов
В зависимости от температуры плавления металлы делятся на:
В зависимости от температуры плавления выбирают и плавильный аппарат. Чем выше показатель, тем прочнее он должен быть. Узнать температуру нужного вам элемента можно из таблицы.Еще одной немаловажной величиной является температура кипения.
Это величина, при которой начинается процесс кипения жидкостей, она соответствует температуре насыщенного пара, который образуется над плоской поверхностью кипящей жидкости. Обычно она почти в два раза больше, чем температура плавления.
Обе величины принято приводить при нормальном давлении. Между собой они прямопропорциональны.
Таблица тугоплавких металлов и сплавов (свыше 1600С о )
От чего зависит температура плавления металла в градусах?
Металлы и многие другие материалы могут находиться в твердом или жидком состоянии. При воздействии определенной температуры кристаллическая решетка металла преобразуется, что приводит к повышению пластичности и снижению твердости.