Сталь температура плавления: Температура плавления нержавеющей стали | МЕТАЛЛОБАЗА №2
alexxlab | 15.05.1973 | 0 | Разное
Температура плавления нержавеющей стали | МЕТАЛЛОБАЗА №2
Температура плавления нержавеющей стали важный параметр для сфер, где изделия проходят термическую обработку, отжиг и стерилизацию. Перед тем как выбрать и купить
нержавейку для высокотемпературных сфер применения важно знать температуру плавления каждой марки стали.
Температура плавления марок нержавеющей стали
Нержавеющая сталь имеет множество вариантов марок. Каждая марка имеет разную температуру плавления. Перечислим температуру плавления нержавеющей стали основных марок:
- AISI 304: 1400-1450°C (2552-2642°F)
- AISI 316: 1375-1400°C (2507-2552°F)
- AISI 430: 1425-1510°C (2597-2750°F)
- AISI 434: 1426-1510°C (2600-2750°F)
- AISI 420: 1450-1510°C (2642-2750°F)
- AISI 410: 1480-1530°C (2696-2786°F)
Температура плавления указана не конкретным числом, а в диапазоне. Это связано с тем, что в каждой марке возможны небольшие изменения в составе сплава.
Стоит учитывать, что максимальные температуры использования стали, как правило, значительно ниже.
Даже до того, как температура плавления нержавеющей стали будет достигнута, сам металл становится менее жестким и более подверженным изгибу при нагревании. Высокие температуры могут повлиять на защитный оксидный слой, предохраняющий нержавеющую сталь от ржавчины, что
сделает ее более подверженной коррозии. Высокие температуры также могут привести к тепловому расширению металла, что приведет к ослаблению сварных соединений.
Специалисты компании Металлобаза №2 помогут подобрать сталь с учетом особенностей каждой марки и условий эксплуатации. Чтобы получить консультацию и купить нержавейку – обращайтесь в филиалы компании М2.
Температура плавления стали – Южный механо-литейный завод
Каждый сплав стали имеет собственный уникальный набор физических и химических свойств, среди которых не последнее место занимает температура плавления стали. Сам процесс означает переход тела из одного агрегатного состояния в другое, в данном случае, из твердого кристаллического состояния в жидкое. Чтобы расплавить сталь, 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 сталь начинает плавиться. Если температуру понизить, то есть отвести часть тепла, элемент затвердеет.
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.
| Сталь | tпл, °С |
Сталь | tпл, °С |
| 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 |
Плавление всех марок сталей 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 сталь 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.
Помимо температуры плавления стали, 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.
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.
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 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.
Металлы и сплавы. Плотность металлов. Температура плавления металлов.
Справочная информация
Плотность металлов и сплавов
|
Плотность металлов (при 20°C), |
|
|
т/м3 [тонн в 1 кубическом метре] |
|
|
Алюминий |
2.6889 |
|
Графит |
1.9 – 2.3 |
|
Железо |
7.874 |
|
Золото |
19.32 |
|
Кобальт |
8.90 |
|
Магний |
1.738 |
|
Медь |
8.96 |
|
Никель |
8.91 |
|
Олово (белое) |
7.29 |
|
Платина |
21.45 |
|
Свинец |
11.336 |
|
Серебро |
10.50 |
|
Титан |
4.505 |
|
Хром |
7.18 |
|
Бронза |
7.5 – 9.1 |
|
Сплав Вуда |
9.7 |
|
Дюралюминий |
2.6 – 2.9 |
|
Константан |
8.88 |
|
Латунь |
8.2 – 8.8 |
|
Нихром |
8.4 |
|
Сталь |
7.7 – 7.9 |
|
Сталь нержавеющая (в среднем) |
7.9 – 8.2 |
|
марки 08Х18Н10Т, 10Х18Н10Т |
7,9 |
|
марки 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т |
8 |
|
марки 06ХН28МТ, 06ХН28МДТ |
7,95 |
|
марки 08Х22Н6Т, 12Х21Н5Т |
7,6 |
|
Чугун белый |
7.6 – 7.8 |
|
Чугун серый |
7.0 – 7.2 |
Температура плавления различных металлов и сплавов
|
Металл / сплав |
Знак |
Температура С° |
|
Алюминий |
Al |
660 |
|
Свинец |
Pb |
327 |
|
Бронза |
– |
1000 |
|
Хром |
Cr |
1857 |
|
Железо |
Fe |
1536 |
|
Золото |
Au |
1064 |
|
Чугун |
– |
1200 |
|
Кобальт |
Co |
1495 |
|
Медь |
Cu |
1083 |
|
Магний |
Mg |
650 |
|
Марганец |
Mn |
1245 |
|
Латунь |
Ms |
900 |
|
Молибден |
Мо |
2620 |
|
Никель |
Ni |
1453 |
|
Платина |
Pt |
1772 |
|
Серебро |
Ag |
961 |
|
Кремний |
Si |
1410 |
|
Сталь |
– |
1500 |
|
Титан |
Ti |
1660 |
|
Ванадий |
V |
1890 |
|
Висмут |
Bi |
271 |
|
Вольфрам |
W |
3410 |
|
Цинк |
Zn |
419 |
|
Олово |
Sn |
232 |
|
Цирконий |
Zr |
1852 |
Кислородная резка металлов
Основные условия, которые необходимо соблюдать при кислородной резке металлов и сплавов.
- Температура, при которой метал воспламеняется в кислороде, должна быть ниже его температуры плавления. Низкоуглеродистая сталь лучше всего подходит для такого вида резки потому, что температура ее воспламенения примерно 1300 C, а плавления – 1500C. При увеличении содержания углерода в стали, кислородная резка ухудшается, потому что повышается температура воспламенения, и снижается температура плавления.
- При резке высокохромистой стали и алюминия, могут образовываться тугоплавкие оксиды, температура плавления которых больше температуры плавления метала. Что приводит к необходимости использовать специальные флюсы для резки данного метала.
- Для поддержания непрерывного процесса резки, необходимо большое количество тепла, выделяемого при сгорании металла в кислороде. Например, при резки стали 30% тепла выделяется пламенем резака, остальные 70% получаются при сгорании метала.
- Жидкотекучие шлаки, которые образовываются при резки, должны легко выдуваться.
- Что бы избежать неустойчивости и прерывания резки, необходимо, что бы теплопроводность сплавов и металлов была не высокой. Для этого нужно, что бы тепло от шлаков и пламени не отводилось от места резки.
Подогревающие пламя используется для начального подогрева металла. Непрерывный процесс резки обеспечивается подогревающим пламенем, которое на протяжении всей резки подогревает верхнюю часть кромки метала до температуры его воспламенения. Химический состав и толщина металла влияют на необходимую мощность подогревающего пламени.
Мощность подогревающего пламени на прямую зависит от толщины разрезаемого метала. Чем больше толщина металла, тем меньше роль подогревающего пламени. Максимальная эффективность резки получается на расстоянии 2-3 мм от конца ядра пламени.
Для непрерывного окисления металла перемещать резак нужно с такой скоростью, что бы металл успевал окисляться по все толщине. Необходимо также учитывать, что на выдувание окислов при резке, расход кислорода должен быть больше из узкого реза, нежели с широкого. Это объясняется тем, что при узком разрезе шлаки могут быстро сцепляться с кромкой металла, чего нет при увеличении реза, там облегчается удаление шлаков.
Температура – плавление – сталь
Температура – плавление – сталь
Cтраница 1
Температура плавления сталей – 1300 – 1400 С, температура плавления медноникелевого сплава ( Си – 90 %, Ni – 10 %) – 1150 С. Увеличение никеля в сплаве более 10 % делает затруднительным проведение спекания и пропитку твердого сплава в стальной заготовке. [1]
Температура плавления стали в зависимости от химического состава колеблется в пределах 1420 – 1525 С; температура разливки стали в литейные формы должна быть выше на 100 град для толстостенных отливок и на 150 град для тонкостенных отливок. [2]
Температура плавления стали и чугуна зависит от содержания углерода. [3]
Температура плавления стали в зависимости от химического состава колеблется в пределах 1420 – 1525 С; температура разливки стали в литейные формы должна быть выше на 100 град для толстостенных отливок и на 150 град для тонкостенных отливок. [4]
С повышением содержания углерода температура плавления стали понижается; при содержании углерода 0 7 % и выше кислородная резка стали затрудняется. Кроме того, при содержании углерода свыше 0 3 % обработанная поверхность заметно увеличивает свою твердость по сравнению с первоначальной. Это явление поверхностной закалки выражается тем резче, чем выше содержание углерода и скорость охлаждения изделия после резки. При содержании углерода свыше 0 7 % в случае резки без предварительного подогрева изделия необходимо более мощное подогревающее пламя для нагрева стали до температуры, при которой она может гореть в кислороде. [5]
С повышением содержания углерода температура плавления стали понижается; при содержании углерода 0 7 % и выше кислородная резка стали затрудняется. Кроме того, при содержании углерода свыше 0 3 % обработанная поверхность заметно увеличивает свою твердость по сравнению с первоначальной. Это явление поверхностной закалки выражается тем резче, чем выше содержание углерода и скорость охлаждения изделия после резки. При содержании углерода свыше 0 7 % в случае резки без предварительного подогрева изделия необходимо более мощцое подогревающее пламя для нагрева стали до температуры, при которой она может гореть в кислороде. [6]
С повышением содержания углерода понижается температура плавления стали, и ее легко можно пережечь, учитывая высокую температуру зоны нагрева при газовой сварке. [7]
С повышением содержания углерода понижается температура плавления стали, и ее легко можно пережечь, учитывая высокую температуру зоны нагрева при газовой сварке. [8]
Очистить стремительный поток сжатых и раскаленных до температуры плавления стали газов от частиц, имеющих размеры 15 – 30 микрон, нелегкое дело. [9]
Неметаллические включения делятся на тугоплавкие; плавящиеся при температуре плавления стали; обладающие низкой температурой плавления; выделяющиеся из расплава на последней стадии кристаллизации. [10]
Флюс обладает высокой жидкотекучестью и малой вязкостью при температуре плавления стали. Вследствие высокого содержания закиси марганца этот флюс можно применять при сварке низкоуглеродистых сталей стандартной низкоуглеродистой электродной проволокой; при этом швы получаются высокого качества. Флюс ОСЦ-45 менее чувствителен, чем другие плавленые флюсы, к отклонениям в химическом составе основного металла, электродной проволоки и самого флюса, а также к ржавчине, содержащейся на поверхности основного металла, что практически очень ценно. [11]
Оплавление происходит в результате общего или местного нагрева выше температуры плавления стали. [12]
Литые сплавы сравнительно легкоплавки, температура их плавления несколько ниже температуры плавления сталей и составляет около 1300 – 1350 С. Выпускаются они обычно в виде литых прутков или стержней длиной 300 – 400 мм, диаметром 5 – 8 мм. Сплавы обладают высокой износоустойчивостью, сохраняющейся до температур 600 – 700 С – начала красного каления. [13]
В период доводки металл перегревают примерно на 100 С выше температуры плавления стали, чтобы обеспечить нормальную разливку. Нагрев металла затрудняется из-за наличия шлака; он может быть ускорен перемешиванием металла. Для этого в период доводки в стали стараются иметь углерода больше ( на 0 6 – 0 7 %), чем предусматривается для готового металла. Углерод окисляется по реакции С О. СО f и выделяющиеся пузырьки газа СО активно перемешивают ванну. [14]
Страницы: 1 2 3 4
Как выплавлялась сталь | Политех (Политехнический музей)
17 октября 1855 г. английский изобретатель Генри Бессемер запатентовал новый процесс изготовления стали. Политех решил проследить историю развития металлургии от глиняных кузнечных горнов до мартеновских печей с магнезитовой футеровкой.
Цивилизация — это металл, начиная с первых неловких попыток обработки самородных металлов, и до ультрасовременных сложных сплавов. Недаром историки разделяют развитие человечества на этапы, начиная с каменного века: медный, бронзовый и, наконец, железный.
Самородные металлы встречаются довольно редко, поэтому начиная с медного века люди учились выплавлять их из руды. Хотя первое знакомство человека с железом сегодня относят еще к 3–4 тысячелетию до н.э., считается, что «настоящий» железный век наступил лишь около VIII в. до н.э. Во всяком случае, в 1200 г. до н.э. древние греки воевали с троянцами еще медным и бронзовым оружием.
Получать медь и бронзу (сплав меди с оловом) не особенно сложно. Во-первых, самородная медь распространена достаточно широко. Во-вторых, температура ее плавления — около 1350 °С, и в простейшем случае достаточно насыпать руду в каменный или глиняный тигель, и поставить его в кузнечный горн. Вскоре можно будет отделить шлак от вполне чистого металла.
Дорога к веку железа
Температура плавления железа — уже почти 1540 °С. Его получение потребовало печей более совершенной конструкции и более горячих. Чтобы повысить разогрев, воздух в них нагнетали мехами, а сами глиняные печи часто делали «глухими»: чтобы извлечь готовый металл и шлаки, печь приходилось разбирать, а для новой плавки складывать заново. Вдобавок, поддерживать высокую температуру удавалось только в небольших по размерам объемах. Производительность такой металлургии была невысока, а выплавленное железо исключительно дорогим.
Полудоменная печь XV века с водяным дутьем (Штирия)
Широко доступным железо стало только в XIV–XV вв., когда появились доменные печи, выплавка в которых может происходить непрерывно — разбирать ее нет нужды. Железная руда, чередуясь с топливом, засыпается в доменную печь сверху, а снизу подается разогретый воздух и извлекается шлак, а также чугун, сплав железа со сравнительно высоким количеством углерода.
Первым топливом доменных печей стал уголь — сперва древесный, потом каменный, — а с XVIII в. его вытесняет кокс, продукт нагревания угля без доступа кислорода.
Температура в доменной печи так высока, что складывать ее потребовалось из кирпичей, сделанных лишь из особых, огнеупорных сортов глины. В те годы самой стойкой показала себя белая глина (каолин), состоящая, в основном, из водных силикатов алюминия. Глину обжигали, чтобы удалить воду и спечь, получив шамот, затем его перемалывали и после добавления дополнительных ингредиентов формовали в кирпичи.
Стоит заметить, что кузнецы Средних веков относились к чугуну пренебрежительно: при всей своей высокой твердости, он исключительно хрупок и обычной ковке молотом не поддавался. Однако после того, как из него стали лить ядра, пушки, а затем рельсы и мосты, именно он стал основным для черной металлургии. «Доменно–каолинная» технология просуществовала несколько столетий, вплоть до начала XIX в.
Стальная революция
Следующий прорыв связан с созданием технологий получения из чугуна еще более удобных сплавов железа — сталей. Для этого требуется всего лишь снизить содержание углерода, однако долгое время добиться этого можно было лишь очень долгим и сложным способом, включавшим дополнительную проковку. Сталь не была массовой до тех пор, пока в 1780-х не появился новый революционный метод пудлингования.
В пудлинговой печи контакта чугуна с топливом не происходило. Уголь сгорал в очаге, тепло от которого направлялось к рабочему пространству, превращая загруженный чугун в тестообразную массу. При этом стены печи покрывали слоем глины, смешанной с оксидами железа, которые помогали углероду в расплавленном чугуне окисляться. При огромной температуре и за счет особого покрытия углерод и примеси выгорали, и в расплаве появлялись кристаллы достаточно чистого железа. Собрав их в комок, рабочие вытаскивали его из печи и отправляли на проковку.
Вскоре для пудлинговых и доменных печей было найдено и новое огнеупорное покрытие, способное выдерживать температуры, намного выше, чем шамот. Кремнезем — диоксид кремния — при нагревании спекается в огнеупорную стекловидную массу. Уже в 1820-х в Англии, где вовсю бушевала промышленная революция, была разработана технология получения огнеупорных кирпичей из богатой кремнеземом динасовой глины.
Вскоре доменные и пудлинговые печи начинают работу во всех развитых странах: с 1819 г. — во Франции, с 1835 г. — в Австрии, а в 1837 г. и в России открылся первый пудлинговый Камско-Воткинский завод. Металлургия стала обеспечивать возрастающие потребности человечества в «черном» металле. Континенты рассекли железные дороги, в моря вышли железные пароходы, артиллерия вооружилась внушительными пушками.
Между Бессемером и Мартеном
Потребности цивилизации в стали все росли, и технологии быстро совершенствовались. В середине XIX в. Генри Бессемер нашел, что «обезуглероживание» чугуна станет более эффективным, если сквозь ванну с расплавом продувать воздух. Однако бессемеровской переделке поддавался далеко не любой чугун: если он содержал фосфор, то при нагревании до красного каления резко терял всю свою прочность.
Изобретатель Генри Бессемер
Железные руды с низким содержанием фосфора достаточно редки, удалить же его из чугуна в печи не позволяла простая химия: шамотные и динасовые кирпичи создают в ней кислую среду, в которой нужные реакции не протекают. Решение нашлось лишь в 1877 г., когда Сидни Томас и Перси Джилькрист получили патент на новую технологию переделки чугуна — с добавлением связывающей фосфор извести и с облицовкой печи из материалов, содержащих щелочные оксиды магния и кальция.
В самой Англии к новому процессу отнеслись с недоверием. Вплоть до начала ХХ в. металл, изготовленный по этой технологии, ценился не слишком высоко, и даже фирма Lloyd’s брала повышенную плату за страхование судов, изготовленных из «томасовского» металла. Такой консерватизм обошелся англичанам дорого: к концу XIX в. Германия, вооружившись методом Томаса, стала металлургическим и промышленным лидером Европы.
Распространение томасовского процесса привело к тому, что с 1880-х внутренние поверхности сталеплавильных печей все чаще отделывали щелочными (основными) огнеупорами. Изготовленные, например, из минерала магнезита, они позволили поднять температуру до 1700 °С и открыли дорогу новой металлургической технологии — пришло время мартеновских печей.
Эра Мартена
Идею о превращении мягкого железа в сталь погружением его в расплав чугуна еще в 1722 г. высказал Рене Реомюр (тот самый, который изобрел спиртовой термометр и предложил свою температурную шкалу). Однако температура для этого требовалась настолько высокая, что реализовать процесс было невозможно вплоть до появления печей нового типа.
Первый шаг к ним сделал Фридрих Сименс, придумавший подавать в печь воздух, предварительно прошедший через систему труб и как следует прогретый. А завершил работу Пьер Мартен, который в 1860-х запатентовал процесс, позволявший расплавлять чугун, загружать его металлоломом или рудой — и получать сталь нужного качества и состава.
Первые мартеновские печи облицовывались по-старинке, денисовскими кирпичами, но вскоре их вытеснили более выносливые основные огнеупоры, получаемые из обожженного магнезита. Помимо прочего, они позволяли работать с большим спектром железных руд — и в 1880 г. на территории современной Польши была получена первая сталь, выплавленная в мартеновской печи с использованием магнезитовых огнеупоров.
В следующие десятилетия весь мир принялся осваивать внезапно ставший таким важным магнезит. Его добыча и производство из него огнеупорных изделий одно за другим начинаются в Австро-Венгрии, Германии, США, а около 1896 г. и на Урале было открыто огромное Саткинское месторождение. С началом нового века здесь открывается новый магнезитовый завод — впоследствии одно из передовых предприятий советской промышленности, а сегодня — ключевая часть компании «Магнезит», ведущего поставщика огнеупорных изделий для всей российской металлургии. Впрочем, это уже совсем другая история.
Выявлена температура плавления нержавеющей стали
Температура плавления нержавеющей стали
Независимо от марки нержавеющая сталь является металлом и, как таковая, имеет температуру плавления.
Эта температура плавления нержавеющей стали различна для каждой марки из-за различных сплавов, присутствующих в металле. Нержавеющая сталь имеет определенное количество каждого элемента, однако существует также допустимый производственный допуск допустимого количества. Из-за этого температура плавления нержавеющей стали – это диапазон, а не фиксированная температура.
Ниже приведен список распространенных марок нержавеющей стали с указанием их температур плавления:
| 1.4301 | 301 | 1400 – 1420 ° C |
| 1.4305 | 303 | 1400 – 1420 ° C |
| 1.4301 | 304 | 1400 – 1450 ° C |
| 1.4307 | 304L | 1400 – 1450 ° C |
| 1.4845 | 310 | 1400 – 1450 ° C |
| 1.4401 | 316 | 1375 – 1400 ° C |
| 1.4404 | 316L | 1375 – 1400 ° C |
| 1.4541 | 321 | 1400 – 1425 ° C |
| 1.4016 | 430 | 1425–1510 ° C |
Почему температура плавления имеет значение для стали и других металлов
Известно, что тепло и изделия из металла идут вместе во многих обстоятельствах, причем тепло является одним из многих экстремальных условий, которым могут противостоять некоторые металлы.Тем не менее, у всех металлов есть точка, в которой они больше не могут выдерживать экстремальную температуру и начнут плавиться – и это известно как точка плавления металла.
В Wasatch Steel мы с радостью расскажем о точках плавления и диапазонах температур для любых наших стальных труб, стальных труб, стальных листов или других стальных изделий. Почему температура плавления имеет значение в мире стали и металлов и каковы некоторые из общих точек плавления, которые обычно наблюдаются у популярных металлов? Давайте взглянем.
Основы температуры плавления
Как мы уже говорили выше, температура плавления металла, также называемая точкой плавления в научных кругах, – это температура, при которой металл начинает переходить из твердой фазы в жидкую.При точной температуре плавления эти два состояния существуют вместе в равновесии.
Тепло будет непрерывно добавляться с этого момента, однако это не приведет к повышению фактической температуры – это просто приведет к переходу все большего и большего количества металла в жидкое состояние. Когда металл станет полностью жидким, можно добавить дополнительное тепло, чтобы снова поднять его температуру.
Почему имеет значение температура плавления
Существует несколько эталонов температуры, по которым данный металл может столкнуться при нагревании или прохождении через данное приложение, но температура плавления обычно считается одной из самых важных.Одна из причин этого связана с отказом компонентов – многие металлы также выходят из строя до фактической точки плавления, и понимание того, когда это происходит с данным металлом, очень важно для обеспечения того, чтобы рассматриваемая деталь все еще служила своей цели.
Кроме того, почти все металлы наиболее пластичны, когда находятся в жидком состоянии. Такие процессы, как плавка, сварка плавлением и литье, требуют плавления металлов, а это означает знание их температуры плавления, чтобы вы могли выбрать подходящее оборудование для любого процесса, который вы собираетесь использовать.
Общие точки плавления
Обычно температура плавления нержавеющей стали начинается с 2500 градусов по Фаренгейту и достигает 2785 градусов. Это будет в значительной степени зависеть от используемого сплава, однако на этот фактор вам следует обратить пристальное внимание.
Углеродистая сталь, напротив, имеет температуру плавления немного выше. Он начинается с 2597 градусов по Фаренгейту и простирается до 2804 градусов – хотя, опять же, углеродистая сталь может иметь различные сплавы, и это число будет немного отличаться.Более подробный список точек плавления металлов см. В нижней части нашей предыдущей записи в блоге.
Чтобы узнать больше о температурах плавления стали и металла и их значении, а также узнать о наших стальных продуктах или услугах, обратитесь к сотрудникам Wasatch Steel сегодня.
Точка плавления нержавеющей стали и почему она не должна быть вашей единственной проблемой температуры
Возможно, вы уже много знаете о стойкости нержавеющей стали к различным факторам стресса, поскольку это хорошо задокументировано.Прочность на растяжение и ударопрочность стали намного превосходит многие другие металлы, но что не так хорошо известно, так это термостойкость нержавеющей стали. Другими словами … какую степень нагрева выдерживает нержавеющая сталь перед плавлением?
Хотя вопрос, безусловно, правильный, универсального ответа не существует. Причина в том, что существует множество типов или составов нержавеющей стали. Они варьируются от более распространенных нержавеющих сталей 304, 316 и 317, известных своей степенью углеродистости, до ферритных сталей (сталей с высоким содержанием хрома), таких как 430 и 434, а также отпущенных и закаленных сталей 410 и 420.Из-за своего сложного состава каждый тип группы будет иметь разную температуру плавления.
В качестве примера приведем список температур плавления для различных марок стали
.- Марка 304-1400-1450 ° C
- Марка 316-1375-1400 ° C
- Марка 410-1480-1530 ° C
- Марка 420-1450-1510 ° C
- Марка 430-1425-1510 ° C
- Марка 434-1426-1510 ° C
Вы, наверное, заметили, что каждая марка стали выражается в виде диапазона, а не конкретного числа.Это связано с тем, что даже для конкретного типа сплава остается возможность незначительных изменений в образовании, которые могут и будут влиять на точную температуру плавления.
Почему высокая температура плавления не должна быть единственной проблемой для температуры
Если вы планируете использовать нержавеющую сталь по конструктивным или вспомогательным причинам в нагретой среде, фактическая температура плавления не должна быть вашим единственным соображением. При высоких температурах все сплавы теряют определенную прочность на разрыв, и нержавеющая сталь, конечно, не исключение.Эксперименты показывают, что даже до достижения критической точки плавления нержавеющая сталь, которая когда-то была прочной, становится менее жесткой и более подверженной изгибу.
Например, сталь, которая сохраняет 100% своей структурной целостности, скажем, при 850 ° C, вероятно, потеряет около 50% своей прочности на разрыв, когда температура достигнет 1000 ° C. Это означает, что если конструкция была спроектирована так, чтобы выдерживать, скажем, 1000 кг веса, она могла бы безопасно удерживать только 500 кг веса при воздействии более высокой температуры.При увеличении веса конструкция может значительно прогнуться.
Но это еще не все.
В некоторых случаях высокие температуры могут повлиять на оксидный слой, используемый для защиты нержавеющей стали от коррозии, что сделает ее более подверженной коррозии в будущем. Высокие температуры также могут вызвать образование накипи на поверхности металла, что также может повлиять на способность металлов работать в полную силу.
Если вы хотите узнать больше о безопасных рабочих температурах для деталей и компонентов из нержавеющей стали, приходите и поговорите со специалистами Metro Steel.Мы производим стальные изделия в течение многих лет и можем превратить ваши идеи в полностью функционирующие прототипы. Свяжитесь с нами по телефону 07 3204 1000
Температур плавления металлов | Инженеры Edge
Связанные ресурсы: материалы
Температура плавления металла
Инженерные материалы
Точка плавления (или, реже, точка разжижения) твердого вещества – это температура, при которой твердое вещество меняет свое состояние с твердого на жидкое при атмосферном давлении.В точке плавления твердая и жидкая фазы находятся в равновесии. Температура плавления вещества зависит от давления и обычно указывается при стандартном давлении. Когда рассматривается как температура обратного перехода от жидкости к твердому телу, она упоминается как точка замерзания или точка кристаллизации.
|
Температура плавления металла |
Символ |
c ° Цельсия |
по Фаренгейту |
|
Алюминий |
Al |
659 |
1218 |
|
Алюминиевый сплав |
|
463–671 |
865–1240 |
|
Алюминиевая бронза |
|
600–655 |
1190–1215 |
|
Сурьма |
|
630 |
1170 |
|
Бериллий |
|
1280 |
2350 |
|
Бериллиевая медь |
|
865–955 |
1587–1750 |
|
висмут |
|
271.0 |
520,0 |
|
Латунь (85 Cu 15 Zn) |
Cu + Zn |
900-940 |
1652-1724 |
|
Латунь, красный |
|
1000 |
1832 |
|
Латунь, желтый |
|
930 |
1710 |
|
Бронза (90 Cu 10 Sn) |
Cu + Sn |
850-1000 |
1562-832 |
|
Кадмий |
|
321 |
610 |
|
Чугун |
C + Si + Mn + Fe |
1260 |
2300 |
|
Углерод |
С |
3600 |
6512 |
|
Хром |
Cr |
1615–1860 |
3034-3380 |
|
Кобальт |
|
1495 |
2723 |
|
Медь |
Cu |
1083 |
1981 |
|
Купроникель (медно-никелевый сплав) |
|
1170–1240 |
2140–2260 |
|
Золото |
Au |
1063 |
1946 |
|
Хастеллой C |
|
1320–1350 |
2410–2460 |
|
Водород |
H |
-259 |
-434.2 |
|
Инколой |
|
1390–1425 |
2540–2600 |
|
Инконель |
Ni + Cr + Fe |
1393–1430 |
2540–2620 |
|
Иридий |
|
2450 |
4440 |
|
Утюг |
Fe |
1530 |
2786 |
|
Чугун, высокопрочный |
|
1149 |
2100 |
|
Утюг, серое литье |
|
1127–1204 |
2060–2200 |
|
Кованое железо |
|
1482–1593 |
2700–2900 |
|
Иридий |
|
2450 |
4440 |
|
Свинец |
Пб |
327 |
621 |
|
Магниевый сплав |
|
349–649 |
660–1200 |
|
Магний |
мг |
650–670 |
1200–1240 |
|
Марганец |
|
1244–1260 |
2271–2300 |
|
Марганцевая бронза |
|
865–890 |
1590–1630 |
|
Меркурий |
|
-38.86 |
-37,95 |
|
Молибден |
|
2620 |
4750 |
|
Монель |
|
1300–1350 |
2370–2460 |
|
Никель |
Ni |
1452 |
2646 |
|
Ниобий (Колумбий) |
|
2470 |
4473 |
|
Осмий |
|
3025 |
5477 |
|
Палладий |
|
1555 |
2831 |
|
фосфор |
-П |
44 |
111 |
|
Платина |
|
1770 |
3220 |
|
Плутоний |
|
640 |
1180 |
|
Калий |
|
63.3 |
146 |
|
Рений |
|
3186 |
5767 |
|
Родий |
|
1965 |
3569 |
|
Рутений |
|
2482 |
4500 |
|
Селен |
|
217 |
423 |
|
Кремний |
Si |
1420 |
2588 |
|
Серебро |
Ag |
961 |
1762 |
|
Серебро, Стерлинговое |
|
893 |
1640 |
|
Натрий |
|
97.83 |
208 |
|
Нержавеющая сталь |
Cr + Ni + Mn + C |
1363 |
2550 |
|
Сталь высокоуглеродистая |
Cr + Ni + Mn + C |
1353 |
2500 |
|
Сталь среднеуглеродистая |
Cr + Ni + Mn + C |
1427 |
2600 |
|
Сталь низкоуглеродистая |
Cr + Ni + Mn + C |
1464 |
2700 |
|
Тантал |
|
2980 |
5400 |
|
Олово |
Sn |
232 |
448–450 |
|
Торий |
|
1750 |
3180 |
|
Титан |
Ti |
1795 |
3263 |
|
Вольфрам |
Вт |
3000 |
5432 |
|
Уран |
|
1132 |
2070 |
|
Ванадий |
|
1900 |
3450 |
|
цинк |
Zn |
419 |
786 |
|
Цирконий |
|
1854 |
3369 |
© Авторские права 2000-2021, Engineers Edge, LLC www.Engineersedge.com
Все права защищены
Заявление об ограничении ответственности
| Обратная связь | Реклама
| Контакты
Дата / Время:
Металл с низкой температурой плавления – обзор
1.4.19 Унос жидких оксидов (контроль формы включений)
В случае металлов с низкой температурой плавления, таких как сплавы на основе меди и ниже, поверхностный оксид неизменно является твердым, так что любой Поверхностная турбулентность приводит к захвату двойных пленок и пузырьков. Все такие сплавы с низкой температурой плавления на основе Mg, Al и Cu (особенно сплавы, такие как алюминиевая бронза) серьезно повреждены двойными пленками, захваченными плохими системами заполнения.
Если поверхностный оксид на жидком металле является жидкостью, то столкновение или складывание поверхности жидкости приведет к контакту жидкого оксида с жидким оксидом, так что сталкивающиеся поверхности раздела жидкостей будут сливаться, быстро преобразовываясь в жидкий оксид. капли для уменьшения поверхностной энергии. Более крупные капли будут быстро вылетать из металла. Металл получает значительные преимущества, потому что теперь он содержит только относительно безвредные сферические включения, которые были слишком малы, чтобы всплыть со временем.Разжижение поверхностного оксида путем легирования металла или, в случае сталей, использования специальных методов раскисления, поэтому является механизмом, имеющим большое значение для восстановления двойных пленок в металлах. Металлурги гордо называют это «контролем формы включения». Гордость оправдана, хотя главный эффект заключался в отказе от бифильмов, о чем, конечно же, никто не знал. Если бы это тоже было реализовано, оправдание гордости было бы удвоено!
Сферические включения могут быть полностью «безвредными» в стали в том смысле, что они не будут разрушаться или инициировать отрыв от матрицы.Однако, если они возникли в результате уноса, который также захватил некоторое количество воздуха, небольшие количества кислорода и азота будут быстро абсорбироваться включением или даже растворяться в матрице, но остаточный 1% аргона останется в виде часть включения. Этот газообразный объем поможет снизить энергию образования разрушения объема, такого как трещина или декогезия. Следовательно, сферическое включение не всегда может быть полностью «безвредным».
Стали сложные.Их высокие температуры плавления, обычно в районе 1500 ° C, означают, что некоторые оксиды будут оставаться твердыми, создавая проблемы с двойной пленкой, в то время как другие будут выше их точек плавления, что позволит в значительной степени избежать образования двойных пленок. Кроме того, сталь обычно требует раскисления перед литьем. Этот процесс необходим, чтобы избежать реакции избытка кислорода в растворе с углеродом в стали с образованием монооксида углерода, CO, и, таким образом, создания пористости, или, в крайнем случае, это могло бы привести к «кипению» стали во время замерзания.(Некоторые из нас, древние инженеры-металлурги, с любовью вспоминают впечатляющие пиротехнические проявления в дни в сталеплавильном цехе при отливке стали с оправой.)
Как мы уже отмечали ранее, в простом случае раскисления многих углеродистых сталей и низколегированных сталей алюминий используется как высокоэффективный раскислитель. Однако после обработки раскислением остается некоторый избыток Al, который теперь может реагировать с воздухом во время литья – процесс, известный как «повторное окисление». Очень высокая температура плавления оксида алюминия оксида алюминия (2050 ° C) гарантирует, что при разливке стали через воздух будут образовываться твердые оксидные двойные пленки, даже если сталь содержит только около 0 ° С.05% Al или меньше.
Однако, если для раскисления используется смесь примерно 50% алюминия и 50% кальция, смешанный оксид (оксид алюминия и кальций) имеет температуру плавления только около 1400 ° С. Унос этого жидкого оксида приводит не к образованию двух пленок, а к жидкости. пленки, которые быстро превращаются в капли, которые имеют тенденцию всплывать. По прибытии на верхнюю поверхность отливки капли просто ассимилируются в поверхностном слое жидкого оксида и исчезают. Это механизм, с помощью которого стали, окончательно раскисленные с помощью Ca + Al, достигают такого высокого уровня чистоты по сравнению со сталями, раскисленными обычными Si, Mn и Al.
Благоприятное действие раскисления Са с образованием СаО-содержащей эвтектики с низкой температурой плавления происходит с другими оксидами, вероятно, наиболее важно с Cr 2 O 3 , как почти во всех нержавеющих сталях и жаропрочных сплавах Ni.
Добавление бора (B) в сталь – еще один ценный метод разжижения поверхностной оксидной пленки на стали. В этом случае образуется борат с удивительно низкой температурой плавления, близкой к 1000 ° C, в зависимости от его состава, который, вероятно, зависит от стали.Только очень низкие уровни, обычно от 0,002 до 0,005, требуются для достижения такого огромного снижения температуры плавления оксида. Борсодержащие стали известны своей прочностью и ударной вязкостью, что, должно быть, связано с их удачным отсутствием двойных пленок.
Марганцевая сталь Гадфилда (Fe – 13Mn) – еще одна необычная сталь, известная своей вязкостью. Он используется в таких наказаниях, как железнодорожные узлы и переходы. Сбои в эксплуатации кажутся практически неизвестными. Оксид Mn MnO 2 является жидким при температурах литья, что предотвращает образование трещин двойной пленки.
Более современные стали TWIP (пластичность, индуцированная трансформацией), содержащие более 50% Mn, несмотря на содержание в них нескольких процентов Al, обычно обладают 100% -ным удлинением, вероятно, частично за счет отсутствия двойных пленок. Легкие стали Fe – 30Mn – 9Al продолжают демонстрировать высокое удлинение, хотя по мере того, как Mn понижается, а Al повышается, относительное удлинение падает; возможно, из-за введения бифленмов оксида алюминия в каком-то критическом соотношении?
Мы должны знать, что эти обработки незначительных добавок к стали (например, Ca и B) уязвимы.В случае особенно турбулентных условий литья добавка может быть израсходована, эффективно подавлена воздухововлечением, что приведет к перегрузке образования оксидов и потере эффекта разжижения на некоторой стадии во время разливки. Слиток, разлитый сверху (опасайтесь этой мысли!), Поэтому потребует более высоких добавок Ca или B, чем слиток контактной разливки или продукт непрерывного литья. Ожидается, что стали с высоким содержанием Mn не будут иметь такого недостатка во время разливки, поскольку фактически имеют практически неограниченный запас Mn.
Сплавы на основе никеля, особенно так называемые суперсплавы, содержащие Al и Cr (среди многих других добавок), сложны с точки зрения их оксида во время плавления и литья. Оксиды Al и Cr обычно являются твердыми при температурах плавления большинства сплавов на основе Ni, поскольку сплавы Ni имеют более низкую температуру плавления, чем большинство сталей. Их более низкая температура плавления означает, что смесь Al + Ca теперь настолько маргинальна по своему воздействию, что нельзя быть уверенным, что она будет эффективной.Таким образом, никелевые сплавы, отлитые воздухом, часто сильно страдают, что приводит к растрескиванию во время последующей ковки. Даже при плавлении и литье в вакууме растрескивание при ковке является хорошим доказательством присутствия биопленок; Литые в вакууме суперсплавы Ni значительно выигрывают от методов литья без турбулентности.
Читатель должен обратить особое внимание на металлургически невозможную логику явления трещин в сплавах, известных своей исключительной пластичностью.Сплавы на основе никеля пластичны и поэтому не должны разрушаться из-за трещин. Кроме того, конечно, во время затвердевания сплавы подвергаются лишь относительно небольшим напряжениям, на порядки меньшим, чем напряжения, которые могут вызвать трещины. Только наличие двойных пленок из-за практики турбулентного литья может объяснить поведение никелевых сплавов в отношении растрескивания. Рис. 1.57 и 1.58 иллюстрируют удивительные трещины, возникающие в результате плохой, турбулентной практики литья, в сплаве, который в противном случае никогда не должен трескаться и должен достигать почти 100% уменьшения площади при испытании на растяжение.
Рисунок 1.57. Два изображения плохо отлитого воздухом хастеллоя, показывающие глубокие трещины, несмотря на его высокую пластичность, наглядно иллюстрируемые загнутым краем обработанной матрицы. (Правильно отлитый хастеллой, конечно, не имеет трещин.)
Рис. 1.58. Неудачный образец для испытания на растяжение из высокопластичного сплава на основе никеля CY40, к сожалению, с трещинами из-за плохой техники литья.
Если перейти от сталей и никелевых сплавов, то серый чугун представляет собой исключительно интересный и сложный случай.
Жидкое серое железо очищается от оксидной пленки во время плавления при температурах в диапазоне от 1550 до 1450 ° C (точная температура, по-видимому, зависит от состава железа). Это связано с преимущественным восстановлением оксидов Si и Mn углеродом при этих температурах. Жидкая поверхность обладает волшебной и совершенной зеркальной чистотой, которую нелегко описать.
Ниже этой температуры образуется тусклая серая пленка твердого кремнезема (SiO 2 ). По мере того, как температура продолжает падать, достигая в конечном итоге около 1300 ° C, окисление Mn в железе приводит к некоторой примеси MnO 2 в поверхностном оксиде, вызывая его плавление.При температуре где-то ниже 1200 ° C дополнительный оксид FeO еще больше снижает температуру плавления оксида. Этот сложный жидкий силикат является одной из причин отличной литейной способности серого чугуна и, вероятно, отвечает за стеклообразный коррозионно-стойкий блеск на отливках из красивого чугуна.
Эти поверхностные реакции, происходящие из-за высокого содержания кислорода в окружающей среде, контрастируют с внутренним пространством жидкого железа. При температуре ниже примерно 1450 ° C двойные пленки SiO 2 , захваченные в расплав, стабильны и продолжают накапливаться во время турбулентной обработки жидкого металла.Таким образом, когда достигается температура эвтектики, они становятся доступными в качестве субстратов для осаждения углерода с образованием чешуек графита (Campbell 2009). Твердый SiO 2 , выполняющий ценное действие внутри основной жидкости, контрастирует с ценным действием жидкого силиката на внешней поверхности жидкости, которое способствует текучести и снижает турбулентные дефекты, такие как нахлесты.
Очень удачно, что чугун проявляет преимущества жидких оксидных силикатов на своей поверхности непосредственно перед заливкой, не теряя при этом преимуществ твердых внутренних двуокиси кремния.Очевидно, это причина того, что в целом паровые машины были достаточно надежными, а промышленная революция была успешной.
Низкая температура плавления плавких сплавов делает их полезными
Низкая температура плавления легкоплавких сплавов делает их полезными в самых разных областях применения
Температура плавления алюминия составляет 1220 градусов по Фаренгейту. Углеродистая сталь плавится где-то между 2600 и 2800 градусами по Фаренгейту, а температура должна подняться до 6150 градусов по Фаренгейту, чтобы расплавить вольфрам.Для достижения этих температур необходимы специальные печи, поэтому, когда сплав плавится в кипящей воде или начинает разжижаться при комнатной температуре, это кажется волшебством.
Сплавы с температурой плавления ниже 450 градусов по Фаренгейту относятся к легкоплавким или легкоплавким сплавам. Наиболее широко используемые легкоплавкие сплавы содержат высокий процент висмута в сочетании со свинцом, оловом, кадмием, индием и другими металлами. Висмут влияет на температуру плавления, а также на характеристики роста и усадки сплавов.Многие из сплавов на основе висмута плавятся ниже точки кипения воды, а некоторые из них плавятся ниже 150 градусов по Фаренгейту.
Плавкие сплавы стабильны и могут быть классифицированы как эвтектические или неэвтектические. Эвтектические сплавы имеют самую низкую возможную температуру плавления – температура, при которой материал является твердым, равна температуре, при которой материал является жидким. Неэвтектические сплавы начинают плавиться при одной температуре, а затем переходят в жидкое состояние, прежде чем они полностью расплавятся при более высокой температуре.Легкоплавкие сплавы доступны в различных формах: кекс, слиток, пруток, дробь, проволока, палочка, полоса и нестандартные формы.
Многие легкоплавкие сплавы обладают хорошей теплопроводностью, могут быть переплавлены и повторно использованы, а также содержат комбинации элементов, которые заставляют их расширяться во время затвердевания без сжатия во время охлаждения. Эти характеристики делают плавкие сплавы универсальными, что позволяет использовать их в самых разных областях, включая обычные повседневные предметы, такие как пожарные спринклеры и выдвижные таймеры для индейки.В обоих случаях сплавы начинают плавиться при определенной температуре, приводя в действие механизм, который либо открывает клапан, чтобы пропустить воду, либо выскакивает кнопку, указывающую, что индейка готова.
Производители могут использовать легкоплавкие сплавы для решения проблем и экономии времени и денег. Например, использование плавкого сплава при изгибе тонкостенных трубок может помочь предотвратить изгибы или складки. Трубки смазываются, заполняются легкоплавким сплавом и охлаждаются, так что сплав затвердевает внутри, поддерживая стенку трубки.После сгибания трубка повторно нагревается для разжижения и удаления плавкого сплава.
Аналогичным образом, легкоплавкие сплавы могут использоваться для производства сложных аэрокосмических компонентов, которые имеют внутренние полости или в качестве сердечников для формования стеклопластиковых ламинатов или пластмассовых деталей. Плавкие сплавы также могут использоваться для удержания хрупких деталей или деталей неправильной формы, таких как оптические компоненты, во время производственных операций. После полировки или обработки детали сплав расплавляется и используется повторно. Некоторые легкоплавкие сплавы способны герметизировать стекло со стеклом или стекло с керамикой в электронных устройствах, вакуумных системах и лабораторном оборудовании.Их даже можно использовать в качестве лигатур для добавления свинца, висмута или олова к алюминию и другим металлам.
В дополнение к обычным легкоплавким сплавам с известными диапазонами температур, могут быть составлены другие сплавы, отвечающие определенным температурным требованиям. Обратитесь к надежному производителю сплавов за помощью в металлургии и технической поддержке по стандартным и индивидуальным приложениям.
Температура плавления стальных сплавов
Говоря простым языком, например, температура плавления стали – это температура, при которой она начинает переходить из твердого состояния в жидкое.При этой температуре плавления обе фазы вещества находятся в равновесии. Следовательно, для завершения перехода из твердого состояния в жидкое необходимо провести дополнительное нагревание через вещество. На температуру плавления также влияет давление, которое приобретает более низкие значения по мере увеличения последнего. Таким образом, твердое вещество (давайте снова рассмотрим точку плавления стали) будет более легко и быстро разжижаться при нагревании под большим давлением. Это происходит потому, что повышение давления способствует и усиливает движение молекул и последующую нестабильность, которая характеризует жидкое состояние вещества.
Чтобы поддерживать общие принципы технической коммуникации, номинальные температуры плавления всегда соответствуют давлению в 1 атмосферу (100 кПа).
Молекулярная симметрия
Люди рано поняли, что существует связь между точками плавления и давлением. Томас Карнелли успешно связал молекулярную симметрию с более высокой температурой плавления после исследования многих тысяч различных химических соединений еще в 1882 году. Это связано с тем, что симметричные структуры могут распределять силы движения на большее количество соседних узлов и в целом проявлять более высокие силы притяжения.Перенесемся в наши дни, и мы можем прогнозировать температуру плавления стальных сплавов, которые раньше никогда не тестировались. Эти прогнозы основаны на наборах данных. Они соответствуют молекулярной структуре материалов и тому, как амплитуда тепловых колебаний влияет на нее при повышении температуры. Еще одна вещь, которая может повлиять на температуру плавления, например, стальных сплавов и других металлов, – это содержащиеся в них примеси.
Почему важна температура плавления?
Для сталеваров и металлургов важными показателями являются температура плавления и диапазон.Они определяют процесс ковки, отжига (термообработки) и термоформования. Для конструкторов и других инженеров температура плавления не имеет большого значения. Структурная целостность детали будет нарушена еще до достижения точки плавления. Это связано с тем, что на прочность на разрыв и жесткость отрицательно влияет повышение температуры.
Тем не менее, все инженеры могут использовать температуру плавления стали в качестве теста, чтобы выяснить, является ли стальная балка, например, чистой и до какой точки.Поскольку примеси вызывают дефекты молекулярной структуры, некачественные стали имеют тенденцию демонстрировать широкий диапазон плавления. С другой стороны, чистые стали имеют более узкие диапазоны плавления, что легко наблюдать и оценивать.
Башни-близнецы
Инженеры-строители и сторонники теории заговора потратили большую часть своего времени на поиск точки плавления стальных балок, используемых в башнях-близнецах. Многие считали, что температура плавления может также использоваться в судебной медицине для доказательства или опровержения теорий заговора.В данном случае это конструкционная сталь ASTM A36 с температурой плавления 1510 ° C (2750 ° C). Если вы ищете температуру пламени реактивного топлива, она составляет около 1000 ° C, этого недостаточно, чтобы расплавить сталь, но достаточно, чтобы существенно ее ослабить.
Температура плавления сплава
Сталь– это сплав железа и углерода, образующийся как таковой в процессе плавки. Путем экспериментов, чтобы создать что-то превосходное / более специализированное, мы соединили сталь с другими элементами, такими как: –
- Никель
- Марганец для прочности
- Хром и вольфрам или титан по твердости
- Ванадий для сопротивления усталости
- Молибден и хром для коррозионной стойкости.
Смешивание этих элементов влияет на различные физико-механические характеристики стальных сплавов – температура плавления не является исключением. Инженеры любят использовать характеристики кристаллической структуры, такие как аустенитная, мартенситная и ферритная, чтобы вывести часть свойств стального сплава непосредственно на их основе.
Содержание углерода
Как правило, чем выше содержание углерода в стальном сплаве, тем ниже его температура плавления. Это связано с тем, что чем больше молекул углерода ковалентно связано с молекулами железа, тем более измененными становятся электрические поля на атомном уровне.Это влияет на ориентацию и, следовательно, на молекулярную структуру, которая становится менее симметричной. Как следствие, межмолекулярные силы ослабевают, что приводит к более низким температурам плавления. Можно предположить, что то же самое касается всех упомянутых выше легирующих элементов. Это отражено в средних температурах плавления «низколегированной» стали, которая составляет 1436 ° C (2610 OF), и стали с высокой температурой плавления, которая составляет 1415 ° C (2600 OF).
Само по себе чистое железо (Fe) имеет температуру плавления 1535 ° C, поэтому его легирование уменьшает интервал плавления, как описано выше.Хром и молибден – два из немногих исключений, поскольку их присутствие фактически увеличивает температуру плавления легированной стали. Однако это все еще зависит от многих других факторов, поэтому это не однозначно.
Таблица диапазонов плавления стальных сплавов
Диапазон плавления наиболее широко используемых стальных сплавов по Цельсию и Фаренгейту.
| Марка стали (SAE) | UNS Обозначение | Тип сплава | Диапазон плавления ° C | Диапазон плавления ° F |
| 201 | S20100 | Никелевая сталь | 1400–1450 | 2552 – 2642 |
| 254 | S31254 | Никелевая сталь | 1325–1400 | 2417 – 2552 |
| 301 | S30100 | Никель-хромовая сталь | 1400–1420 | 2552–2588 |
| 304 | S30400 | Никель-хромовая сталь | 1400–1450 | 2552 – 2642 |
| 305 | S30500 | Никель-хромовая сталь | 1400–1450 | 2552 – 2642 |
| 309 | S30900 | Никель-хромовая сталь | 1400–1450 | 2552 – 2642 |
| 310 | S31000 | Никель-хромовая сталь | 1400–1450 | 2552 – 2642 |
| 316 | S31600 | Никель-хромовая сталь | 1375–1400 | 2507–2552 |
| 321 | S32100 | Никель-хромовая сталь | 1400–1425 | 2552–2597 |
| 330 | N08330 | Никель-хромовая сталь | 1400–1425 | 2552–2597 |
| 347 | S34700 | Никель-хромовая сталь | 1400–1425 | 2552–2597 |
| 410 | S41000 | Сталь хромомолибденовая | 1480–1530 | 2696 – 2786 |
| 416 | S41600 | Сталь хромомолибденовая | 1480–1530 | 2696 – 2786 |
| 420 | S42000 | Молибденовая сталь | 1450–1510 | 2642 – 2750 |
| 430 | S43000 | Никель-хром-молибденовая сталь | 1425–1510 | 2597–2750 |
| 434 | S43400 | Никель-хром-молибденовая сталь | 1426–1510 | 2600–2750 |
| 440 | S44000 | Молибденовая сталь | 1370–1480 | 2498 – 2696 |
| 446 | S44600 | Молибденовая сталь | 1425–1510 | 2597–2750 |
.