какую температуру выдерживает железо
Железо: химические свойства и температура плавления
Металлы плавятся, как правило, при очень высокой температуре, которая может достигать более 3 тыс. градусов. Хотя некоторые из них можно расплавить в домашних условиях, например, свинец или олово. А вот ртуть плавят при температуре минус 39 градусов. В домашних условиях этого добиться не удастся. Температура плавления — это один из важных показателей производства не только самого металла, но и его сплавов. Выплавляя сырье, специалисты учитывают и другие физические и химические свойства руды и металла.
Железо и его свойства
Железо — это химический элемент, который в таблице Менделеева находится под номером 26. Это один из самых распространенных элементов во всей Солнечной системе. Согласно материалам исследований, в составе ядра Земли находится примерно 79−85% этого вещества. В земной коре его тоже присутствует большое количество, но оно уступает алюминию.
В чистом виде металл имеет белый цвет с чуть серебристым оттенком. Он пластичен, но имеющиеся в нем примеси могут определять его физические свойства. Реагирует на магнит.
Железо присутствует в воде. В речных водах его концентрация равна примерно 2 мг/л металла. В морской воде его содержание может быть ниже в сто или даже тысячу раз.
Оксид железа — это основная форма, добыча которой осуществляется и которая находится в природе. Оксидное железо может располагаться в самой верхней части земной коры и быть составляющей осадочных образований.
Элемент, находящийся на двадцать шестом месте в таблице Менделеева, может иметь несколько степеней окисления. Именно они определяют его геохимическую особенность нахождения в определенной среде. В ядре Земли металл присутствует в нейтральной форме.
Добыча полезных ископаемых
Руд, в которых присутствует железо, существует несколько. Однако, в качестве сырья для производства железа в промышленности используют в основном следующие:
А также часто встречаются такие разновидности руды:
Существует еще минерал под названием мелантерит. Его используют преимущественно в фармацевтической промышленности. Из себя он представляет зелёного цвета хрупкие кристаллы, в которых присутствует стеклянный блеск. Из него производят лекарственные препараты, в составе которых имеется ферум.
Основным месторождением этого металла является Южная Америка, а именно Бразилия.
Плавление железа и необходимая температура
Точкой плавления металла называют такую минимальную температуру, при которой он переходит из твердого состояния в жидкое. При этом в объеме он практически остается неизменным.
Металл могут производить из руды различными способами, но самый основной из них — это доменный. Помимо доменного, используют еще выплавку железа при помощи обжига измельченной руды с примесью глины. Из полученной смеси формируют окатыши, которые обрабатываются в печи с последующим восстановлением водородом. Далее плавление железа осуществляется в электрической печи.
Температура плавления железа весьма высока. Для технически чистого элемента она составляет +1539 °C. В этом веществе присутствует примесь — Сера, которую можно извлечь лишь в жидком виде. Без примесей чистый материал получают при электролизе солей металла.
Классификация металлов по температуре плавления
Разные металлы могут переходить в жидкое состояние при разной температуре. Вследствие этого выделяют определённую классификацию. Их делят следующим образом:
Единственный элемент, который при обычных условиях находится в жидком состоянии — это ртуть. Температура его плавления составляет минус 39 градусов и его пары являются ядовитыми, поэтому его используют только в лабораториях и закрытых ёмкостях.
При скольки градусах плавится железо
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:
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:
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
| Название | T пл, °C |
|---|---|
| Алюминий | 660,4 |
| Медь | 1084,5 |
| Олово | 231,9 |
| Цинк | 419,5 |
| Вольфрам | 3420 |
| Никель | 1455 |
| Серебро | 960 |
| Золото | 1064,4 |
| Платина | 1768 |
| Титан | 1668 |
| Дюралюминий | 650 |
| Углеродистая сталь | 1100−1500 |
| Чугун | 1110−1400 |
| Железо | 1539 |
| Ртуть | -38,9 |
| Мельхиор | 1170 |
| Цирконий | 3530 |
| Кремний | 1414 |
| Нихром | 1400 |
| Висмут | 271,4 |
| Германий | 938,2 |
| Жесть | 1300−1500 |
| Бронза | 930−1140 |
| Кобальт | 1494 |
| Калий | 63 |
| Натрий | 93,8 |
| Латунь | 1000 |
| Магний | 650 |
| Марганец | 1246 |
| Хром | 2130 |
| Молибден | 2890 |
| Свинец | 327,4 |
| Бериллий | 1287 |
| Победит | 3150 |
| Фехраль | 1460 |
| Сурьма | 630,6 |
| карбид титана | 3150 |
| карбид циркония | 3530 |
| Галлий | 29,76 |
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:
Таблица прочности металлов
| Металл | Сопротивление, МПа |
|---|---|
| Медь | 200−250 |
| Серебро | 150 |
| Олово | 27 |
| Золото | 120 |
| Свинец | 18 |
| Цинк | 120−140 |
| Магний | 120−200 |
| Железо | 200−300 |
| Алюминий | 120 |
| Титан | 580 |
Наиболее распространенные в быту сплавы
Как видно из таблицы, точки плавления элементов сильно разнятся даже у часто встречающихся в быту материалов.
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.
Металлы плавятся, как правило, при очень высокой температуре, которая может достигать более 3 тыс. градусов. Хотя некоторые из них можно расплавить в домашних условиях, например, свинец или олово. А вот ртуть плавят при температуре минус 39 градусов. В домашних условиях этого добиться не удастся. Температура плавления — это один из важных показателей производства не только самого металла, но и его сплавов. Выплавляя сырье, специалисты учитывают и другие физические и химические свойства руды и металла.
Железо и его свойства
Железо — это химический элемент, который в таблице Менделеева находится под номером 26. Это один из самых распространенных элементов во всей Солнечной системе. Согласно материалам исследований, в составе ядра Земли находится примерно 79−85% этого вещества. В земной коре его тоже присутствует большое количество, но оно уступает алюминию.
В чистом виде металл имеет белый цвет с чуть серебристым оттенком. Он пластичен, но имеющиеся в нем примеси могут определять его физические свойства. Реагирует на магнит.
Железо присутствует в воде. В речных водах его концентрация равна примерно 2 мг/л металла. В морской воде его содержание может быть ниже в сто или даже тысячу раз.
Оксид железа — это основная форма, добыча которой осуществляется и которая находится в природе. Оксидное железо может располагаться в самой верхней части земной коры и быть составляющей осадочных образований.
Элемент, находящийся на двадцать шестом месте в таблице Менделеева, может иметь несколько степеней окисления. Именно они определяют его геохимическую особенность нахождения в определенной среде. В ядре Земли металл присутствует в нейтральной форме.
Добыча полезных ископаемых
Руд, в которых присутствует железо, существует несколько. Однако, в качестве сырья для производства железа в промышленности используют в основном следующие:
А также часто встречаются такие разновидности руды:
Существует еще минерал под названием мелантерит. Его используют преимущественно в фармацевтической промышленности. Из себя он представляет зелёного цвета хрупкие кристаллы, в которых присутствует стеклянный блеск. Из него производят лекарственные препараты, в составе которых имеется ферум.
Основным месторождением этого металла является Южная Америка, а именно Бразилия.
Плавление железа и необходимая температура
Точкой плавления металла называют такую минимальную температуру, при которой он переходит из твердого состояния в жидкое. При этом в объеме он практически остается неизменным.
Металл могут производить из руды различными способами, но самый основной из них — это доменный. Помимо доменного, используют еще выплавку железа при помощи обжига измельченной руды с примесью глины. Из полученной смеси формируют окатыши, которые обрабатываются в печи с последующим восстановлением водородом. Далее плавление железа осуществляется в электрической печи.
Температура плавления железа весьма высока. Для технически чистого элемента она составляет +1539 °C. В этом веществе присутствует примесь — Сера, которую можно извлечь лишь в жидком виде. Без примесей чистый материал получают при электролизе солей металла.
Классификация металлов по температуре плавления
Разные металлы могут переходить в жидкое состояние при разной температуре. Вследствие этого выделяют определённую классификацию. Их делят следующим образом:
Единственный элемент, который при обычных условиях находится в жидком состоянии — это ртуть. Температура его плавления составляет минус 39 градусов и его пары являются ядовитыми, поэтому его используют только в лабораториях и закрытых ёмкостях.
Почти все металлы при нормальных условиях представляют собой твердые вещества. Но при определенных температурах они могут изменять свое агрегатное состояние и становиться жидкими. Давайте узнаем, какая температура плавления металла самая высокая? Какая самая низкая?
Температура плавления металлов
Большая часть элементов периодической таблицы относится к металлам. В настоящее время их насчитывается примерно 96. Всем им необходимы разные условия, чтобы превратиться в жидкость.
Порог нагревания твердых кристаллических веществ, превысив который они становятся жидкими, называется температурой плавления. У металлов она колеблется в пределах нескольких тысяч градусов. Многие из них переходят в жидкость при относительно большом нагревании. Благодаря этому они являются распространенным материалом для производства кастрюль, сковородок и других кухонных приборов.
Средние температуры плавления имеют серебро (962 °С), алюминий (660,32 °С), золото (1064,18 °С), никель (1455 °С), платина (1772 °С) и т.д. Выделяют также группу тугоплавких и легкоплавких металлов. Первым, чтобы превратиться в жидкость, нужно больше 2000 градусов Цельсия, вторым – меньше 500 градусов.
К легкоплавким металлам обычно относят олово (232 °C), цинк (419 °C), свинец (327 °C). Однако у некоторых из них температуры могут быть еще ниже. Например, франций и галлий плавятся уже в руке, а цезий можно греть только в ампуле, ведь от кислорода он воспламеняется.
Самые низкие и высокие температуры плавления металлов представлены в таблице:
Сплавы железа и температура их плавления.
Температура плавления железа является важным показателем технологии производства металла и его сплавов. При выплавке сырья учитываются физические и химические свойства руды и металла.
Физические и химические свойства железа
Добыча металла
Среди руд, содержащих железо, сырьем для промышленного производства являются:
Гетит и гидрогетит формируют образования в коре выветривания, размером сотни метров. В зоне шельфа и озерах коллоидные растворы минералов в результате осаждения образуют оолиты (бобовые железные руды).
Пирит и пирротин, широко распространенные в природе минералы железа, используются в качестве сырья для производства серной кислоты.
К часто встречающимся минералам железа относятся также:
Минерал мелантерит, представляющий собой хрупкие зеленые кристаллы со стеклянным блеском, используется в фармацевтической промышленности для производства железосодержащих препаратов.
Основное месторождение этого металла находится в Бразилии. В последнее время внимание сосредоточивается на разработке конкреций, присутствующих на морском дне, в которых содержатся железо и марганец.
Плавление железа
От чего зависит температура плавления железа?
Производство металла предусматривает различные технологии его извлечения из рудного сырья. Наиболее распространена выплавка железа доменным способом.
Перед тем как выплавлять металл, его восстанавливают в печи при температуре +2000 °C. Для извлечения примесей добавляется флюс, разлагающийся при нагревании до оксида с последующим соединением с диоксидом кремния и образованием шлака.
Кроме доменного способа выплавка железа производится путем обжига измельченной руды с глиной. Из смеси формируются окатыши и обрабатываются в печи с восстановлением водородом. Дальнейшая плавка железа производится в электрических печах.
Свойства металла зависят от чистоты материала. Для технически чистого железа температура плавления составляет +1539 °C. Сера является вредной примесью. Извлечь ее можно только из жидкого раствора. Химически чистый материал получают в результате электролиза солей металла.
Сплавы металла
В чистом виде этот материал мягкий, поэтому для повышения прочности в состав вводят углерод.
В металлургии сплавы железа называют черными металлами.
В зависимости от компонентов лигатуры меняются свойства материалов. Температура плавления железа также меняется при наличии лигатурных компонентов.
Удельная теплота плавления стали равна 84 кДж. Этот показатель обозначает, что при температуре плавления стали для перевода 1 кг сплава из кристаллического в жидкое состояние необходимо 84 кДж энергии.
Соединения из различных металлов образуют сплавы. Удельная теплота плавления чугуна составляет 96–140 кДж. Чугун содержит до 4% углерода, 1,5% марганца, до 4,5% кремния и примеси в виде серы и фосфора. Различают белый и серый сплавы.
В белом часть углерода находится в соединении карбида железа. Такой сплав отличается хрупкостью и твердостью. Он предназначается для изготовления конструкций и деталей.
Серый сплав, содержащий углерод в виде графита, легко поддается обработке. Чугун выплавляют из железной руды в доменных печах. Плавление руды сопровождается восстановительной реакцией железа из оксидов углеродом.
Большинство веществ может плавиться с увеличением объема при нагревании. Для чугуна объемом 1000 см³ этот показатель составляет 988–994 см³.
Чугун является сырьем для производства стали, отличающейся содержанием углерода (не выше 2,14%).
По химическому составу различают сталь:
Углеродистая сталь содержит примеси серы, фосфора и кремния. Она отличается низкими электротехническими свойствами, низкой прочностью, легко поддается процессу коррозии.
Наличие лигатурных добавок придает стали новые технические свойства. В качестве дополнительных компонентов используют:
В состав высоколегированной стали входит не более 10% добавок. Сплав отличается прочностью. Технология производства стали из чугуна позволяет получить высококачественный материал для производства:
В качестве сырья сталь используется в разных отраслях промышленности. Без нее невозможно представить авиастроение, кораблестроение, автомобильную отрасль и многие другие производственные сферы.
При какой температуре лопается железо
Как известно, не все металлы одинаковы, и температурное воздействие может менять их структуру по-разному. Но основная масса распространенных металлов приобретают пластичность при нагревании. Среди них: алюминий, железо, сталь, латунь и т.д. То есть, при воздействии температуры, они способны растягиваться, меняя свою структуру. В это время металл можно ковать, придавая ему любую форму по желанию мастера. Однако есть металлы, которые не обладают пластичностью при нагревании, и во время попытки их ковать, совершая удары, они могут просто трескаться и разрушаться. Среди них: цинк, серый чугун, сплав олова и бронзы, и др.
Поведение металлов при воздействии разных температур
Железо и сталь – самые популярные металлы, которые хорошо поддаются температурному воздействию и ковке. Однако, необходимо учитывать тот факт, что при воздействии разной температуры эти металлы и ведут себя по-разному. Например, если нагреть сталь до температуры чуть выше 900°С, то ковать ее будет 2,5 раза сложнее, нежели если нагреть металл до 1200 °С. Следовательно, чем меньше температура нагрева, тем сложнее ковать. Это логично. Но необходимо знать, что нагрев стали уже до 600 °С способствует изменению ее структуры и улучшается пластичность. Температуру регулируют в зависимости от вида работ, которые планируют проводить со сталью.
Интересный факт: при нагревании стали от комнатной температуры, например, от 15-20 градусов и до 600 °С процесс видоизменения металла происходит по-разному. На значении в 300 °С наступает первый предел прочности на растяжение, но в этот момент металл становится очень хрупким. И только после значения в 600 °С сталь можно начинать растягивать и ковать. Далее, чем выше поднимается температура, тем ниже падает прочность стали. При 1200°С-1300°С, в сравнении со сталью комнатной температуры, ее прочность падает в 30 раз.
Что касается цветных металлов и других сплавов, то температура плавления у них меньше, чем у стали, а значит и все значения уменьшатся. Например, алюминий становится в 30 раз менее прочным уже при нагревании до 600 °С. В таком состоянии их можно легко деформировать, не затрачивая при этом особых усилий.
Максимальная температура для снижения прочности металлолома
Если сталь нагревать сильнее, чем до 1300 °С, то начинается превращение металла в жидкую фазу. Для того, чтобы этого не случилось, на пунктах приема металлолома установлены специальные печи, с максимальной температурой 1400 °С. Если поднимать температуру выше этого значения, то сталь расплавится. Этого допустить нельзя, ведь при, так называемом, пережоге стали наблюдаются негативные реакции в следующей последовательности:
Все эти факторы приводят к порче материала и неисправному браку. Именно поэтому печь должна быть отрегулирована положенным образом, а металл должен находится в ней только определённое короткое время. Во избежание пережога.
Прием металлолома metprom-group.ru оснащен всей необходимой специализированной и современной техникой, как для транспортировки и погрузки лома, так и для его дальнейшей обработки. Также, компания предлагает услуги вывоза лома с территории заказчика и очень выгодные цены. Сдав ненужный лом, вы сможете не только подзаработать, но и дать металлу вторую жизнь, сэкономив, таким образом, ценные ресурсы.
Термист
Термомеханическое упрочнение арматурного проката
технология, средства, разработка
«Мороз
и железо рвет и на лету птицу бьет» – говорит русская пословица.
Число поломок оборудования зимой в условиях Крайнего
Севера обычно втрое, автосцепок иногда в десять раз больше, чем летом. Сталь не
выдерживает низких температур; она становится хрупкой. По этой причине на
Норильском горно-металлургическом комбинате ремонт основных узлов экскаваторов
дает убытки, достигающие ежегодно 800 – 900 тыс. руб. А по всей Сибири убытки,
вызванные дополнительными затратами на ремонт землеройной техники, превышают
50 млн. руб. в год.
Советские ученые и инженеры приняли активное участие
в решении проблемы. Действительно обычное железо и некоторые сорта стали при
температурах до – 40 °С, наиболее характерных для районов Арктики и Сибири,
становятся хрупкими и трескаются. Появились рекомендации специалистов о
подготовке особых марок стали. Исследования показали, что добавка циркония
позволяет ликвидировать хрупкость сталей при сильных морозах. Можно будет
создать такие марки стали, которые в условиях низких температур будут прочными.
Это может дать огромную экономию.
Известно, что при изготовлении оборудования для
работы в тропиках учитываются особенности работы металла во влажном климате и
при высоких температурах. Для арктических широт Крайнего Севера надо также
готовить специальное оборудование. Министр черной металлургии И. П. Казанец в
интервью с корреспондентом «Недели» заявил: «Очень важно создать также стали,
которые будут прочны, устойчивы и надежны при низких температурах, в так
называемом «северном» исполнении. Это необходимо в связи с тем, что мы все более
решительно начинаем осваивать Заполярье». Первые шаги в этом направлении уже
делаются.
Новое оборудование для работы на Крайнем Севере
подвергается испытанию холодом. Так, зимой 1968 г. в бездорожных условиях при
лютых морозах на полюсе холода в Якутии проходила междуведомственные испытания
прибывшая из Миасса группа мощных грузовиков «Урал-375К». Они были выпущены в
опытном порядке специально для работы на Крайнем Севере.
Опытный образец экскаватора под названием «Северянин»
вышел из ворот сборочного цеха завода «Рабочий металлист» в Костроме. Само
название экскаватора говорит о том, что он предназначен для работы на Крайнем
Севере при шестидесятиградусном морозе.
Ковровский завод отправил экскаваторы в специальном
«северном» исполнении в Заполярье. Сюда они попали впервые, хотя «ковровцы»
успешно работают на различных широтах более чем в 50 странах мира. Новые машины
получили полный комплект всепогодной экипировки. Узлы и детали выполнены из
особых сортов стали. Экскаваторы оборудованы дополнительной системой обогрева и
могут безотказно работать при температуре – 60 °С.
Некоторые процессы в технике проходят при очень
низких температурах, и для них нужна специальная аппаратура. Сюда относятся
процессы сжижения и разделения воздуха, сжижения и фракционной перегонки
нефтяных продуктов, сжижения природного газа. Для изготовления аппаратов,
емкостей и трубопроводов требуются вязкие на холоду стали. Химическая
промышленность нуждается в шаровых резервуарах для хранения сжиженных газов –
пропан-бутановой смеси, аммиака и др.
Металлурги готовят и такие стали; в их состав входит
много легирующих элементов. Японская фирма «Нихон Кокаи» выпускает никелевую
сталь, способную сохранять свои свойства при температуре – 196 °С. Полагают, что
она найдет широкое применение в строительстве танкеров и резервуаров для
получения и хранения жидких газов.
Однако оказалось, что низкие температуры, столь
опасные для прочности обычного металла, можно использовать для улучшения свойств
стали: твердости и вязкости, жесткости и упругости. Еще в конце 20-х годов XIX в.
П. П. Аносов проводил опыты с закалкой кос при температурах – 5 и – 18 ° по
Реомюру. Опыты дали положительные результаты.
В наше время применение обработки холодом для
дополнительного упрочнения некоторых сталей впервые было предложено профессором
А. П. Гуляевым в 1937 г. Через пять лет первые попытки использовать глубокий
холод были сделаны в США. В наши дни в различных странах проводят исследования в
этой области и внедряются в практику методы «холодной» закалки.
Прежде всего обработка холодом оказалась
исключительно ценным способом термообработки инструмента, изготовленного из
быстрорежущей стали. Так, для большей прочности металла фрезу после обычной
закалки охлаждают до – 75 °С, что приводит к повышению режущих свойств стали.
Стойкость инструмента, изготовленного из стали Р18, после обработки холодом
повышается почти на 50 %.
Было выяснено, что некоторые стали, алюминиевые
сплавы и латунь становятся мягче при глубоком охлаждении. Остудив стальной лист
жидким азотом, кипящим при – 195 °С, легко можно штамповать из него детали любой
сложной формы, с глубокими выемками.
В июне 1968 г. в советской печати сообщалось, что
ученые физико-технического института АН УССР доказали теоретически и
экспериментально, что постоянное упрочнение можно получить, подвергая металл
механической обработке не при нагревании, а при очень глубоком охлаждении.
Специально сконструированная машина позволила производить деформацию образцов
при температуре около – 270 °С. Эксперименты помогли выяснить, что при
низкотемпературной деформации металлы приобретают очень мелкую и однородную
структуру, способствующую значительному повышению жаропрочности вплоть до
температуры красного каления.
Так холод из врага прочности металла превращается в
союзника.
Использована публикация:
Мезенин Н.А. Занимательно о железе. М. “Металлургия”,
1972. 200 с.
стр. 152 – 154.
Web-сайт “Термист” (termist.com)
Термомеханическое упрочнение арматурного проката
Отсутствие ссылки на использованный материал является нарушением заповеди “Не
укради”
Редактор сайта: Гунькин И.А. (termist.com@gmail.com)
Сталь и холод
Мороз и железо рвет и на лету птицу бьет.
Число поломок оборудования зимой в условиях Крайнего Севера обычно втрое, автосцепок иногда в десять раз больше, чем летом. Сталь не выдерживает низких температур; она становится хрупкой.
За счет охрупчивания металла при пониженных температурах произошли крупные аварии, которые вызвали разрушение железнодорожных мостов в Бельгии, ФРГ и Канаде, крупных резервуаров для хранения нефти, разрушение грузовых судов и газопроводов.
Сталь, которой не страшны морозы, производят на Череповецком металлургическом заводе по методу, разработанному профессором Ленинградского механического института С. М. Барановым. Она используется для изготовления труб газопроводов, которые прокладываются в Заполярье. Морозостойкую сталь назвали “Северянкой”.
Современная техника широко использует низколегированные стали. Однако при низких температурах ее пластичность резко ухудшается. Она делается хрупкой, плохо выдерживает удары, что ведет к частым поломкам на транспорте, работающем в северных районах.
Решением задачи создать высокопрочную и одновременно высокопластичную сталь, не теряющую своих свойств при низких температурах, занялись сотрудники Донецкого государственного университета и Уральского научно-исследовательского института черных металлов при участии работников Уральского вагоностроительного завода. Им удалось создать высокопрочную и пластичную сталь, пригодную для изготовления ходовой части и автосцепки грузовых вагонов. Этому помогли добавки ванадия.
Для арктических широт нашего Крайнего Севера теперь готовится специальное оборудование в “северном исполнении”: экскаваторы, вездеходы-амфибии, грузовики КамАЗа, стальные резервуары емкостью 20- 50 тыс. м3.
Сталь и холод
Без широкого применения холодильной техники не обходятся современная торговля и медицина, нефтехимия и транспорт. Есть оригинальное предложение использовать жидкий азот для металлических отходов в сталеплавильных цехах. Перед тем как отправить в печь на переплавку крупногабаритный стальной лом, его необходимо размельчать. Ученые ГДР предложили заливать металлические отходы жидким азотом.
Охлажденный до-100°С металл становится хрупким, как стекло и легко разбивается на куски.
Некоторые процессы в технике проходят при очень низких температурах, и для них нужна специальная аппаратура. Сюда относятся процессы сжижения и разделения воздуха, сжижения и фракционной перегонки нефтяных продуктов, сжижение природного газа. Для изготовления аппаратуры, емкостей и трубопроводов требуются стали, вязкие при низких температурах. Химическая промышленность нуждается в шаровых резервуарах для хранения сжиженных газов – пропан-бутановой смеси, аммиака и др.
Северянка
По демократичной цене костюм противоэнцефалитный оптом у нас на aspektsnab.ru.
Металлы плавятся, как правило, при очень высокой температуре, которая может достигать более 3 тыс. градусов. Хотя некоторые из них можно расплавить в домашних условиях, например, свинец или олово. А вот ртуть плавят при температуре минус 39 градусов. В домашних условиях этого добиться не удастся. Температура плавления — это один из важных показателей производства не только самого металла, но и его сплавов. Выплавляя сырье, специалисты учитывают и другие физические и химические свойства руды и металла.
Железо и его свойства
Железо — это химический элемент, который в таблице Менделеева находится под номером 26. Это один из самых распространенных элементов во всей Солнечной системе. Согласно материалам исследований, в составе ядра Земли находится примерно 79−85% этого вещества. В земной коре его тоже присутствует большое количество, но оно уступает алюминию.
В чистом виде металл имеет белый цвет с чуть серебристым оттенком. Он пластичен, но имеющиеся в нем примеси могут определять его физические свойства. Реагирует на магнит.
Железо присутствует в воде. В речных водах его концентрация равна примерно 2 мг/л металла. В морской воде его содержание может быть ниже в сто или даже тысячу раз.
Оксид железа — это основная форма, добыча которой осуществляется и которая находится в природе. Оксидное железо может располагаться в самой верхней части земной коры и быть составляющей осадочных образований.
Элемент, находящийся на двадцать шестом месте в таблице Менделеева, может иметь несколько степеней окисления. Именно они определяют его геохимическую особенность нахождения в определенной среде. В ядре Земли металл присутствует в нейтральной форме.
Добыча полезных ископаемых
Руд, в которых присутствует железо, существует несколько. Однако, в качестве сырья для производства железа в промышленности используют в основном следующие:
А также часто встречаются такие разновидности руды:
Существует еще минерал под названием мелантерит. Его используют преимущественно в фармацевтической промышленности. Из себя он представляет зелёного цвета хрупкие кристаллы, в которых присутствует стеклянный блеск. Из него производят лекарственные препараты, в составе которых имеется ферум.
Основным месторождением этого металла является Южная Америка, а именно Бразилия.
Плавление железа и необходимая температура
Точкой плавления металла называют такую минимальную температуру, при которой он переходит из твердого состояния в жидкое. При этом в объеме он практически остается неизменным.
Металл могут производить из руды различными способами, но самый основной из них — это доменный. Помимо доменного, используют еще выплавку железа при помощи обжига измельченной руды с примесью глины. Из полученной смеси формируют окатыши, которые обрабатываются в печи с последующим восстановлением водородом. Далее плавление железа осуществляется в электрической печи.
Температура плавления железа весьма высока. Для технически чистого элемента она составляет +1539 °C. В этом веществе присутствует примесь — Сера, которую можно извлечь лишь в жидком виде. Без примесей чистый материал получают при электролизе солей металла.
Классификация металлов по температуре плавления
Разные металлы могут переходить в жидкое состояние при разной температуре. Вследствие этого выделяют определённую классификацию. Их делят следующим образом:
Единственный элемент, который при обычных условиях находится в жидком состоянии — это ртуть. Температура его плавления составляет минус 39 градусов и его пары являются ядовитыми, поэтому его используют только в лабораториях и закрытых ёмкостях.