Stały i ciekły metal
Wiele osób zna metale i stopy w stanie stałym. Znajdują się one niemal we wszystkich obszarach działalności. Tylko w metalurgii iw sklepach produkcyjnych metal występuje w stanie płynnym. Wynika to z faktu, że w celu przekształcenia sieci krystalicznej konieczne jest podgrzanie surowca w celu zarejestrowania temperatury.
Stan stały charakteryzuje się następującymi cechami:
- Struktura zachowuje swój kształt. Stal jest znana z tego, że jest w stanie wytrzymać silny stres przez długi okres.
- Każdy materiał ma swoje własne cechy wytrzymałości i twardości, lepkości .
- Stały skład chemiczny. Powierzchnia stali lub innych stopów może reagować z chemikaliami, utleniać się lub ulegać korozji, ale skład chemiczny pozostaje niezmieniony.
- Możliwość obróbki. Gdy plastyczność wzrasta, wióry nie powstają w czasie obróbki, co znacznie komplikuje proces.
W stanie ciekłym lub lepkim metal nabiera bardzo różnych właściwości:
- Wysoka plastyczność pozwala na wykonanie odlewania w formie, kuciu lub innej obróbce związanej z odkształceniem plastycznym detali.
- Możliwa jest zmiana składu chemicznego przez dodanie pierwiastków stopowych. Dzięki ruchomej sieci krystalicznej możliwe jest nasycenie struktury stali chromem, niklem, tytanem i wieloma innymi substancjami.
- Obróbka cieplna jest również przeprowadzana w temperaturze, która prowadzi do restrukturyzacji sieci krystalicznej. Jednak podczas hartowania metal zachowuje swój kształt, to znaczy struktura pozostaje stała.
Istnieją stopy, które można ogrzewać do stanu płynnego iw domu. Przykładem jest cyna stosowana do wytwarzania lutu. Temperatura topnienia cyny wynosi 250 stopni Celsjusza. Ta szybkość ogrzewania może być osiągnięta za pomocą konwencjonalnej lutownicy .
Od czego może zależeć temperatura topnienia
W przypadku różnych materiałów temperatura, w której następuje całkowita przebudowa struktury do stanu płynnego, jest inna. Jeśli weźmiemy pod uwagę stal i różne stopy, zauważymy następujące zależności:
- W czystej postaci metale są dość rzadkie. Pod wieloma względami wskaźnik temperatury wrzenia zależy od składu chemicznego. Przykładem jest cyna, która może dodawać cynk, srebro i inne elementy. Zanieczyszczenia mogą sprawić, że materiał będzie mniej lub bardziej odporny na ciepło.
- Istnieją stopy, które ze względu na swój skład chemiczny mogą stać się płynne w temperaturach powyżej 150 stopni Celsjusza. Ponadto istnieją stopy, których struktura wytrzymuje ogrzewanie do 3000 stopni Celsjusza lub więcej. Biorąc pod uwagę fakt, że podczas przebudowy sieci krystalicznej zmieniają się wszystkie właściwości fizyczne i mechaniczne, a warunki pracy można scharakteryzować przez temperaturę ogrzewania, można powiedzieć: temperatura topnienia metalu jest ważną właściwością fizyczną substancji. Przykładem jest produkcja części do sprzętu lotniczego.
Obróbka cieplna z reguły praktycznie nie zmienia stabilności struktury na ciepło. Jedynym sposobem na zwiększenie odporności na ciepło może być zmiana składu chemicznego, dla którego stal jest stopiona.
Znaczenie rozważanego wskaźnika
Temperatura topnienia materiałów jest brana pod uwagę w prawie wszystkich obszarach ich zastosowania. Przykładem może być fakt, że w czasie narodzin lotnictwo nie mogło używać zwykłego aluminium, ponieważ szybko nagrzewało się z powodu tarcia i traciło swoje wymiary liniowe. Pojawienie się aluminium aluminiowego znacząco zmieniło świat lotnictwa. Po jego otwarciu wszystkie sterowce i samoloty zaczęły być produkowane przy szerokim użyciu tego stopu.
Wiele innych ważnych szczegółów różnych mechanizmów jest również narażonych na ciepło. Przykładem mogą być wały napędowe różnych mechanizmów, kół zębatych i kół zębatych, które z powodu bezpośredniego kontaktu tracą również swoją twardość, co prowadzi do zwiększonego zużycia.
Istnieje dość duża liczba katalogów, które wskazują temperaturę topnienia dla wszystkich metali i innych stopów. Rozważając ten wskaźnik, należy wziąć pod uwagę skład chemiczny. Nawet niewielka zmiana stężenia jednego z pierwiastków doprowadzi do wzrostu lub spadku temperatury odbudowy sieci krystalicznej.