При какой температуре отвердевает сталь

Какова температура плавления металлов — таблицы

Металлы и сплавы — это незаменимая основа для литейного и ювелирного производства, ковки и многих других сфер. Что бы ни делал человек из металла (какой бы это ни был процесс), для правильной работы ему нужно знать, при какой температуре плавится тот или иной металл. Мы подробно рассмотрим процесс плавления, его отличие от кипения, а также сравним температуры в таблицах.

Таблица температур плавления

Узнать какая нужна температура для плавления металлов, поможет таблица по возрастанию температурных показателей.

Таблица плавления среднеплавких металлов и сплавов.

Таблица плавления тугоплавких металлов и сплавов.

Что такое температура плавления

Каждый металл имеет неповторимые свойства, и в этот список входит температура плавления. При плавке металл уходит из одного состояния в другое, а именно из твёрдого превращается в жидкое. Чтобы сплавить металл, нужно приблизить к нему тепло и нагреть до необходимой температуры – этот процесс и называется температурой плавления. В момент, когда температура доходит до нужной отметки, он ещё может пребывать в твёрдом состоянии. Если продолжать воздействие – металл или сплав начнет плавиться.

Плавление и кипение – это не одно и то же. Точкой перехода вещества из твердого состояния в жидкое, зачастую называют температуру плавления металла. В расплавленном состоянии у молекул нет определенного расположения, но притяжение сдерживает их рядом, в жидком виде кристаллическое тело оставляет объем, но форма теряется.

При кипении объем теряется, молекулы между собой очень слабо взаимодействуют, движутся хаотично в разных направлениях, совершают отрыв от поверхности. Температура кипения – это процесс, при котором давление металлического пара приравнивается к давлению внешней среды.

Для того, чтобы упростить разницу между критическими точками нагрева мы подготовили для вас простую таблицу:

При какой температуре плавится

Металлические элементы, какими бы они ни были — плавятся почти один в один. Этот процесс происходит при нагреве. Оно может быть, как внешнее, так и внутреннее. Первое проходит в печи, а для второго используют резистивный нагрев, пропуская электричество либо индукционный нагрев. Воздействие выходит практически схожее. При нагреве, увеличивается амплитуда колебаний молекул. Образуются структурные дефекты решётки, которые сопровождаются обрывом межатомных связей. Под процессом разрушения решётки и скоплением подобных дефектов и подразумевается плавление.

У разных веществ разные температуры плавления. Теоретически, металлы делят на:

1. Легкоплавкие – достаточно температуры до 600 градусов Цельсия, для получения жидкого вещества.
2. Среднеплавкие – необходима температура от 600 до 1600 ⁰С.
3. Тугоплавкие – это металлы, для плавления которых требуется температура выше 1600 ⁰С.

Плавление железа

Температура плавления железа достаточно высока. Для технически чистого элемента требуется температура +1539 °C. В этом веществе имеется примесь — сера, а извлечь ее допустимо лишь в жидком виде.

Без примесей чистый материал можно получить при электролизе солей металла.

Плавление чугуна

Чугун – это лучший металл для плавки. Высокий показатель жидкотекучести и низкий показатель усадки дают возможность эффективнее пользоваться им при литье. Далее рассмотрим показатели температуры кипения чугуна в градусах Цельсия:

• Серый — температурный режим может достигать отметки 1260 градусов. При заливке в формы температура может подниматься до 1400.
• Белый — температура достигает отметки 1350 градусов. В формы заливается при показателе 1450.

Важно! Показатели плавления такого металла, как чугун – на 400 градусов ниже, по сравнению со сталью. Это значительно снижает затраты энергии при обработке.

Плавление стали

Плавления стали при температуре 1400 °C

Сталь — это сплав железа с примесью углерода. Её главная польза — прочность, поскольку это вещество способно на протяжении длительного времени сохранять свой объем и форму. Связано это с тем, что частицы находятся в положении равновесия. Таким образом силы притяжения и отталкивания между частицами равны.

Справка! Сталь плавится при 1400 °C.

Плавление алюминия и меди

Температура плавления алюминия равна 660 градусам, это означает то, что расплавить его можно в домашних условиях.

Чистой меди – 1083 градусов, а для медных сплавов составляет от 930 до 1140 градусов.

От чего зависит температура плавления

Для разных веществ температура, при которой полностью перестраивается структура до жидкого состояния – разная. Если взять во внимание металлы и сплавы, то стоит подметить такие моменты:

1. В чистом виде не часто можно встретить металлы. Температура напрямую зависит от его состава. В качестве примера укажем олово, к которому могут добавлять другие вещества (например, серебро). Примеси позволяют делать материал более либо менее устойчивым к нагреву.
2. Бывают сплавы, которые благодаря своему химическому составу могут переходить в жидкое состояние при температуре свыше ста пятидесяти градусов. Также бывают сплавы, которые могут «держаться» при нагреве до трех тысяч градусов и выше. С учетом того, что при изменении кристаллической решетки меняются физические и механические качества, а условия эксплуатации могут определяться температурой нагрева. Стоит отметить, что точка плавления металла — важное свойство вещества. Пример этому – авиационное оборудование.

Термообработка, в большинстве случаев, почти не изменяет устойчивость к нагреву. Единственно верным способом увеличения устойчивости к нагреванию можно назвать внесение изменений в химический состав, для этого и проводят легирование стали.

У какого металла самая высокая температура плавления

Вольфрам – самый тугоплавкий металл, 3422 °C (6170 °F).

Твердый, тугоплавкий, достаточно тяжелый материал светло-серого цвета, который имеет металлический блеск. Механической обработке поддается с трудом. При комнатной температуре достаточно хрупок и ломается. Ломкость металла связана с загрязнением примесями углерода и кислорода.

Примечание! Технически, чистый металл при температуре выше 400 °C становится очень пластичным. Демонстрирует химическую инертность, неохотно вступает в реакции с другими элементами. В природе встречается в виде таких сложных минералов, как: гюбнерит, шеелит, ферберит и вольфрамит.

Вольфрам можно получить из руды, благодаря сложным химическим переработкам, в качестве порошка. Используя прессование и спекание, из него создают детали обычной формы и бруски.

Вольфрам — крайне стойкий элемент к любым температурным воздействиям. По этой причине размягчить вольфрам не могли более сотни лет. Не существовало такой печи, которая смогла бы нагреться до нескольких тысяч градусов по Цельсию. Ученым удалось доказать, что это самый тугоплавкий металл. Хотя бытует мнение, что сиборгий, по некоторым теоретическим данным, имеет большую тугоплавкость, но это лишь предположение, поскольку он является радиоактивным элементом и у него небольшой срок существования.

Режимы термообработки стали

Термическую обработку применяют для устранения напряжений, оставшихся в изделии после сварки, а также для улучшения структуры металла сварного шва. После сварки или в процессе сварки применяют такие виды термической обработки, как отжиг, нормализация, отпуск.

Нагрев при отжиге изделия в предварительной печи ведут постепенно. Для низко и среднеуглеродистых сталей температура достигает 600-680°С. При этой температуре сталь становится пластичной, и напряжения снижаются. После нагрева следует выдержка при достигнутой температуре из расчета 2,5 минуты на 1 мм толщины свариваемой детали, но не менее 30 минут. Затем изделие охлаждается вместе с печью.

Существуют и другие виды отжига: местный и полный отжиг. Режимы отжигов выбирают согласно справочной литературе. Для разных сталей применяют свои технологические параметры отжига.

Нормализация отличается от отжига тем, что после отжига сваренную конструкцию охлаждают на спокойном воздухе. После нормализации сохраняется мелкозернистая структура металла, что позволяет обеспечить его относительно высокую прочность и твердость, но без напряженного состояния.

Стали с высоким содержанием углерода в процессе сварки закаливаются, возрастает их твердость и хрупкость. Такие изделия из углеродистых сталей подвергают нормализации с последующим отпуском. В этом случае нагревание производят до 400-700°С, и после этого сваренные детали медленно охлаждают.

При газовой сварке сталей термическая обработка служит средством повышения пластичности металла шва. В некоторых случаях участки шва нагревают до светло-красного цвета каления и в этом состоянии проковывают. Зерна металла измельчаются, пластичность и вязкость повышаются. Во избежание появления наклепа (новое напряженное состояние) проковку следует прекратить при остывании металла до темно-красного цвета. После проковки необходимо провести повторную нормализацию.

Режимы термообработки стали

1. Посадка в «холодную» или нагретую печь до Т=200°С.
2. Нагрев с производственной скоростью до Т=300°С.
3. Выдержка при температуре 300+25°С на протяжении 1-2 часов.
4. Нагрев со скоростью не более 70°С в час до Т=590°С.
5. Выдержка при температуре 590°С ± 15°С назначается из расчета 1 час на каждые 25 мм наибольшего сечения сварного шва конструкции с округлением в большую сторону до целого часа.

В случае заварки выборок выборка берется из расчета 1 час на 25 мм глубины выборки. Началом выдержки следует считать время, когда показания печных или подставных термопар будут находиться в интервале 590°С ± 15°С. Примечание: При наличии в садке конструкций разных толщин выдержка назначается по максимальной толщине.

Термическая обработка аустенитных сталей, типа Х18Н10Т после сварки, для которых требуется испытание на МКК

1. Посадка в «холодную» или нагретую печь до Т=300°С.
2. Нагрев со скоростью не более 100-120°С в час до Т=850°С.
3. Выдержка при температуре 850°С для толщин:
   • ⌀ = 10 мм — 2 часа,
   • ⌀ = 20 мм — 4 часа,
   • ⌀ = 30 мм — 6 часов,
   • ⌀ = 50 мм — 8 часов,
   • свыше 50 мм — 10 часов,
4. Охлаждение со скоростью не более 40°С в час до Т=200°С, дальнейшее охлаждение на воздухе.

Примечание: Время выдержки выбирается по наибольшей толщине в конструкции.

Термическая обработка для конструкций из углеродистых стали и сталей 08Х13 после сварки электродами ЭА-39519

1. Посадка в «холодную» или нагретую печь до Т-300°С.
2. Нагрев с производственной скоростью до Т=300°С.
3. Выдержка при температуре 300°С — 1 час.
4. Нагрев со скоростью не более 50°С в час до Т=680°С.
5. Выдержка при температуре 680°С ± 10°С для толщин:
   • ⌀ = 4-50 мм — 3 часа,
   • ⌀ = 60-80 мм — 5 часов,
   • ⌀ = 90 мм — 8 часов.
6. Охлаждение со скоростью не более 40°С в час до Т=200°С, дальнейшее охлаждение на воздухе.

Термическая обработка для конструкций из углеродистых и низколегированных сталей марок СТ3сп, Ст3пс, 20, 25, 30, 25Л, ЗОЛ, 20К, 22К, 09Г2С, 15ГС, 16ГС, 20ГСЛ, 10ХСНД, 08ГДНФЛ

1. Посадка в «холодную» или нагретую печь до Т=200°С.
2. Нагрев с производственной скоростью до Т=300°С.
3. Выдержка при температуре 300°С ± 25°С на протяжении 1-2 часов.
4. Нагрев со скоростью не более 70°С в час до Т=590°С.
5. Выдержка при температуре 590°С ± 15°С назначается из расчета 1 час на каждые 25 мм наибольшего сечения сварного шва конструкции с округлением в большую сторону до целого часа.

В случае заварки выборок выборка берется из расчета 1 час на 25 мм глубины выборки. Началом выдержки следует считать время, когда показания печных или подставных термопар будут находиться в интервале 590°С ± 15°С. Примечание: При наличии в садке конструкций разных толщин, выдержка назначается по максимальной толщине.

Промежуточная термическая обработка для конструкций из стали ОбХ12НЗД и О6Х12НЗД-Л, после сварки электродами ЦЛ-51

1. Посадка в «холодную» или нагретую печь до Т=200°С.
2. Нагрев со скоростью не более 70°С в час до Т=620°С ± 10°С.
3. Выдержка при температуре 620°С ± 10°С для толщин:
   • ⌀ = 40-70 мм — 4 часа,
   • ⌀ = 80 мм — б часов,
   • ⌀ = 100 мм — 8 часов,
   • ⌀ = 200 мм 10 часов,
   • ⌀ = З00 мм — 18 часов.
4. Охлаждение со скоростью не более 40°С в час до Т=150°С, дальнейшее охлаждение на воздухе.

Примечание: Время выдержки выбирается по наибольшей толщине в конструкции.

Окончательная термическая обработка для конструкций из стали ОБХ12НЗД и О6Х12НЗД-Л, после сварки электродами ЦЛ-51

1. Посадка в «холодную» или нагретую печь до Т=200°С.
2. Нагрев со скоростью не более 70°С в час до Т=630°С ± 10°С.
3. Выдержка при температуре 630°С ± 10°С для толщин:
   • ⌀ = 40-70 мм — 4 часа,
   • ⌀ = 80 мм — 5 часов,
   • ⌀ = 100 мм – 6 часов,
   • ⌀ = 200 мм — 10 часов,
   • ⌀ = 300 мм — 18 часов.
4. Охлаждение со скоростью не более 40°С в час до Т=150°С, дальнейшее охлаждение на воздухе.

Термическая обработка для конструкций из стали 08Х13 и 12Х13, после сварки электродами марки Э-12Х13

1. Посадка в нагретую печь до Т=300°С.
2. Нагрев со скоростью не более 70°С в час до Т=710°С.
3. Выдержка при температуре 710°С ± 10°С для толщин:
   • ⌀ = 4-8 мм — 3 часа,
   • ⌀ = 10-15 мм — 4 часа,
   • ⌀ = 20-30 мм — 5 часов,
   • ⌀ = 40 мм — 6 часов,
4. Охлаждение со скоростью не более 40°С в час до Т=200°С, дальнейшее охлаждение на воздухе.

Примечание: Время выдержки выбирается по наибольшей толщине в конструкции.

Тест Агрегатные состояния вещества. Плавление и отвердевание кристаллических тел 8 класс

Тест Агрегатные состояния вещества. Плавление и отвердевание кристаллических тел 8 класс с ответами. Тест включает 18 заданий.

1. Агрегатное состояние вещества — это его пребывание в виде

1) твердого тела
2) жидкого тела
3) газообразного тела
4) какого-либо из этих трех тел

2. В каком агрегатном состоянии могут находиться железо и ртуть?

1) железо в твердом, ртуть в жидком
2) и железо, и ртуть в жидком
3) и железо, и ртуть в твердом
2) оба вещества могут находиться в любом агрегатном состоянии

3. От чего зависит, в каком именно агрегатном состоянии находится вещество?

1) от числа и состава молекул
2) от расположения, взаимодействия и движения молекул
3) от расположения и состава молекул
4) от взаимодействия и числа молекул

4. Что происходит с молекулами вещества при его переходе из одного агрегатного состояния в другое?

1) меняется состав молекул
2) изменяются форма и состав молекул
3) молекулы остаются прежними
4) молекулы приобретают другие размеры

5. Плавление — это

1) таяние снега или льда
2) разжижение вещества, когда оно получает теплоту
3) переход при получении веществом энергии из твердого со- стояния в жидкое

6. Температура, при которой вещество плавится, называется

1) температурой перехода в жидкое состояние
2) температурой плавления
3) температурой таяния

7. Температура плавления цинка 420 °С. В каком состоянии находится этот металл, если его температура 410 °С (№1)? 430 °С (№2)?

1) №1 — твердом, №2 — жидком
2) №1 — жидком, №2 — твердом
3) №1 и №2 — жидком
4) №1 и №2 — твердом

8. Отвердевание — это

1) отдача веществом энергии и превращение в другое вещество
2) переход вещества из жидкого состояния в твердое
3) замерзание воды

9. Как изменяется внутренняя энергия вещества при плавлении? При отвердевании?

1) при плавлении уменьшается, при отвердевании увеличивается
2) не изменяется
3) в том и другом случае возрастает
4) при плавлении увеличивается, при отвердевании уменьшается

10. Температура плавления стали 1500 °С. При какой температуре она отвердевает?

1) при температурах ниже 1500 °С
2) при 1500 °С
3) при температурах выше 1500 °С
4) при любой температуре, если отдает энергию

11. Из какого металла — алюминия, меди или стали — нужно изготовить плавильный сосуд, чтобы расплавить в нем свинец?

1) из алюминия
2) из меди
3) из стали
4) из любого названного

12. В сосуд с расплавленным алюминием упали цинковая и железная пластинки. Какая из них расплавится?

1) цинковая
2) железная
3) никакая
4) обе

13. В каком состоянии будут находиться ртуть и натрий при комнатной температуре (20 °С)?

1) в твердом
2) в жидком
3) ртуть — в жидком, натрий в твердом
4) ртуть в твердом, натрий в жидком

14. На рисунке изображен график нагревания и таяния снега и нагревания полученной из него воды. Какой участок графика соответствует таянию снега? Сколько примерно времени оно длилось? До какой температуры нагрелась вода за 5 мин?

1) ВС; 3,5 мин; 30 °С
2) ВС; 2 мин; 30 °С
3) АВ; 1,5 мин; 30 °С
4) ВС; 3,5 мин; 40 °С

15. Воду из комнаты с температурой 25 °С вынесли на 30-градусный мороз, где она превратилась в лед. График изменения ее температуры и льда показан на рисунке. Какой его участок соответствует отвердеванию воды? О чем свидетельствует участок DE?

1) ВС; о достижении льдом температуры окружающего воздуха и прекращении ее изменения
2) АВ; о выравнивании температур льда и воздуха
3) CD; о том, что температура льда стала равной 30 °С

16. Что происходит с температурой вещества во время его плавления?

1) она понижается
2) повышается
3) остается постоянной

17. Какой из приведенных графиков изменения температуры вещества соответствует процессу его отвердевания, какой нагреванию без перехода в другое агрегатное состояние?

18. Какой участок изображенных здесь графиков №1 и №2 изменения температуры вещества соответствует его отвердеванию?

Ответы на тест Агрегатные состояния вещества. Плавление и отвердевание кристаллических тел 8 класс
1-4
2-4
3-2
4-3
5-3
6-2
7-1
8-2
9-4
10-2
11-4
12-1
13-3
14-2
15-1
16-3
17-4
18-2