Какова температура плавления меди и ее сплавов
Благодаря тому, что температура плавления меди достаточно невысокая, этот металл стал одним из первых, которые древние люди начали использовать для изготовления различных инструментов, посуды, украшений и оружия. Самородки меди или медную руду можно было расплавить на костре, что, собственно, и делали наши далекие предки.
Этап плавления меди
Несмотря на активное применение человечеством с древних времен, медь не является самым распространенным природным металлом. В этом отношении она значительно уступает остальным элементам и занимает в их ряду только 23-е место.
Как плавили медь наши предки
Благодаря невысокой температуре плавления меди, составляющей 1083 градуса Цельсия, наши далекие предки не только успешно получали из руды чистый металл, но и изготавливали различные сплавы на его основе. Чтобы получить такие сплавы, медь нагревали и доводили до жидкого расплавленного состояния. Затем в такой расплав просто добавляли олово или выполняли его восстановление на поверхности расплавленной меди, для чего использовалась оловосодержащая руда (касситерит). По такой технологии получали бронзу – сплав, обладающий высокой прочностью, который использовали для изготовления оружия.
Какие процессы происходят при плавлении меди
Что характерно, температуры плавления меди и сплавов, полученных на ее основе, отличаются. При добавлении в медь олова, имеющего меньшую температуру плавления, получают бронзу с температурой плавления 930–1140 градусов Цельсия. А сплав меди с цинком (латунь) плавится при 900–10500 Цельсия.
Во всех металлах в процессе плавления происходят одинаковые процессы. При получении достаточного количества теплоты при нагревании кристаллическая решетка металла начинает разрушаться. В тот момент, когда он переходит в расплавленное состояние, его температура не повышается, хотя процесс передачи ему теплоты при помощи нагрева не прекращается. Температура металла начинает вновь повышаться только тогда, когда он весь перейдет в расплавленное состояние.
Диаграмма состояния системы хром-медь
При охлаждении происходит противоположный процесс: сначала температура резко снижается, затем на некоторое время останавливается на постоянной отметке. После того, как весь металл перейдет в твердую фазу, температура снова начинает снижаться до полного его остывания.
Как плавление, так и обратная кристаллизация меди, связаны с параметром удельной теплоты. Данный параметр характеризует удельное количество теплоты, которая требуется для того, чтобы перевести металл из твердого состояния в жидкое. При кристаллизации металла такой параметр характеризует количество теплоты, которое он отдает при остывании.
Более подробно узнать о плавлении меди помогает фазовая диаграмма, показывающая зависимость состояния металла от температуры. Такие диаграммы, которые можно составить для любых металлов, помогают изучать их свойства, определять температуры, при которых они кардинально меняют свои свойства и текущее состояние.
Кроме температуры плавления, у меди есть и температура кипения, при которой расплавленный металл начинает выделять пузырьки, наполненные газом. На самом деле никакого кипения меди не происходит, просто этот процесс внешне очень его напоминает. Довести до такого состояния ее можно, если нагреть до температуры 2560 градусов.
Как понятно из всего вышесказанного, именно невысокую температуру плавления меди можно назвать одной из основных причин того, что сегодня мы можем использовать этот металл, обладающий многими уникальными характеристиками.
ЗАО «Завод мехатронных изделий»
/ 
+7(495)777-01-61
Авторизация Регистрация
Таблица температуры плавления (tпл) металлов и сплавов при нормальном атмосферном давлении
Опубликовано 15.01.2013 автором admin
| Металл или сплав | tпл. С |
|---|---|
| Алюминий | 660,4 |
| Вольфрам | 3420 |
| Германий | 937 |
| Дуралюмин | ~650 |
| Железо | 1539 |
| Золото | 1064?4 |
| Инвар | 1425 |
| Иридий | 2447 |
| Калий | 63,6 |
| Карбиды гафния | 3890 |
| ниобия | 3760 |
| титана | 3150 |
| циркония | 3530 |
| Константин | ~1260 |
| Кремний | 1415 |
| Латунь | ~1000 |
| Легкоплавкий сплав | 60,5 |
| Магний | 650 |
| Медь | 1084,5 |
| Натрий | 97,8 |
| Нейзильбер | ~1100 |
| Никель | 1455 |
| Нихром | ~1400 |
| Олово | 231,9 |
| Осмий | 3030 |
| Платина | 17772 |
| Ртуть | — 38,9 |
| Свинец | 327,4 |
| Серебро | 961,9 |
| Сталь | 1300-1500 |
| Фехраль | ~1460 |
| Цезий | 28,4 |
| Цинк | 419,5 |
| Чугун | 1100-1300 |
Запись опубликована автором admin в рубрике Полезные материалы. Добавьте в закладки постоянную ссылку.
Добавить комментарий Отменить ответ
Для отправки комментария вы должны авторизоваться.
© 2006-2013 ЗАО «Завод мехатронных изделий»
141540, Московская область, Солнечногорский р-н,
пгт. Поварово, микрорайон «Лесхоз», дом 43
тел/факс +7-495-7770161
info@zaozmi.ru «It Opti» — обслуживание сайта
Температуры плавления металлов
Температурой плавления металла обозначают значение, при котором разрушается кристаллическая решетка металлического вещества с сохранением его объема. Перейдя этот порог, вещества теряют свои первоначальные свойства: форму, твердость, пластичность. Металл не является исключением. В физике принято считать эту характеристику постоянной величиной для отдельных веществ, но в реальности всё обстоит немного иначе. Сплавы, которые используются в промышленности, включают в себя металлические элементы с различными показателями этого параметра.
Кристаллические решетки, образованные в процессе застывания сплава, отличаются от своих предшественников и в результате отличается и температура плавления металла. В зависимости от этого показателя принято разделять все сплавы на:
- легкоплавкие;
- средне плавкие;
- тугоплавкие.
Рассмотрим, какие параметры, необходимые для плавления, присущи той или иной группе металлов, а также выделим основных их представителей.
Температуры плавления металлов разных групп
Металлы, которые при нагревании до 600 градусов по Цельсию теряют свои свойства, называют легкоплавкими. К таким относятся сплавы, используемые для создания бытовой техники или электроники. Они зачастую служат для соединения проводов и металлических элементов. Такие элементы можно расплавить самостоятельно с помощью паяльника или на газовой плите. Самыми часто используемыми представителями группы являются олово с температурой плавления 231,9 градуса и цинк — он плавится при 419,5 градусах по Цельсию.
Среднеплавкие сплавы начинают терять свойства при температуре от 600 до 1600 градусов по Цельсию. К этой группе относят медь, алюминий, золото и серебро. Эти элементы используются для изготовления арматур, плит и листов, а ещё в декоре и ювелирной индустрии. Часто такие изделия применяются в строительстве, автомобилестроении и авиастроении. Низший показатель в этой группе принадлежит алюминию — 660,3 градусов по Цельсию.
К драгоценным металлам часто добавляют медь, повышая при этом порог плавления. Например, температура плавления сплава меди и золота равна 1084 градусам по Цельсию. К среднеплавким также относится и железо, обладающие порогом плавления в 1538 градусов — один из самых высоких показателей в группе. Железо нашло свое применение в основном в строительстве и автопромышленности. Несмотря на очевидные преимущества, железо легко поддается коррозии, что вынуждает к дополнительной обработке сплава.
К тугоплавким металлам относят сплавы, которые меняют своё состояние из твердого в жидкое, когда их температура становится больше 1600 градусов. Вольфрам, хром, а также титан и платина причисляются именно к этой группе.
Применяются такие элементы в изделиях, от которых требуется стойкость к давлению, механическим и термическим нагрузкам — например, в несущих деталях кузовов автомобилей. Также их используют для плавления других металлов, а также для изготовления проводов и нитей накаливания. Платина плавится при 1769 градусах, в то время как вольфрам теряет свои свойства при 3420 градусах по Цельсию.
Отметим, что повышение давления, оказываемое в процессе плавке на сплав, способствует снижению температуры расплавления.
Говоря про группы металлов и их категорию плавления, важно вспомнить про ртуть. Она является жидким металлом, даже находясь в нормальных условиях. Всего 39 градусов по Цельсию достаточно для того, чтобы ртуть стала жидкой. Пары этого металла являются токсичным веществом для человека, поэтому эксплуатировать предметы, в состав которых входит ртуть, стоит с осторожностью. К таким относятся ртутные градусники, термометры и барометры.
Температура плавления некоторых металлов
| Металл | Температура плавления (°C) | Плотность (г/см³) | Теплоемкость (Дж/г·K) | Теплопроводность (Вт/м·K) |
|---|---|---|---|---|
| Алюминий | 660 | 2.7 | 0.9 | 237 |
| Железо | 1538 | 7.87 | 0.45 | 80.4 |
| Медь | 1083 | 8.96 | 0.39 | 401 |
| Никель | 1455 | 8.9 | 0.44 | 90.9 |
| Олово | 327 | 7.3 | 0.22 | 67 |
| Серебро | 961 | 10.5 | 0.24 | 429 |
| Свинец | 327 | 11.3 | 0.13 | 35.3 |
| Титан | 1668 | 4.5 | 0.52 | 21.9 |
| Цинк | 420 | 7.14 | 0.39 | 116 |
| Хром | 1907 | 7.19 | 0.45 | 94.5 |
Медь
Получение меди: В зависимости от добавок к меди получают сплавы с различными свойствами (высокопрочные, антифрикционные, химически стойкие и др.). Широкое применение для изготовления полуфабрикатов и фасонного литья получили сплавы меди с цинком, оловом, алюминием, бериллием, свинцом, никелем и марганцем.
Плавка меди может производиться во всех плавильных печах, применяемых для приготовления медных сплавов.
Независимо от типа плавильной печи плавка меди ведется под слоем древесного угля. Печи перед загрузкой шихты нагревают до температуры 900—1000° С. На дно плавильной печи засыпают хорошо прокаленный древесный уголь в количестве, достаточном, чтобы покрыть поверхность металла после расплавления, затем загружают медь, отходы и засыпают сверху древесным углем. Процесс плавления должен вестись интенсивно.
После расплавления медь нагревают до заданной температуры и проводят раскисление в два приема: предварительное и окончательное.
Первое осуществляется непосредственно в плавильных печах, а второе — в ковшах перед разливкой расплава.
Предварительное раскисление меди производят фосфористой медью, а окончательное раскисление рекомендуется производить оловом или цинком. Остатки олова и цинка в меди менее вредно влияют на ее свойства, чем остатки фосфора, алюминия и других раскислителей.
После окончательного раскисления медь быстро разливают по изложницам.
Медноникелевые сплавы (копель, константан, мельхиор, нейзильбер) преимущественно плавят в электрических индукционных печах без магнитопровода с основной футеровкой и очень редко плавят в топливных печах. Плавку ведут под слоем флюса, состоящего из плавикового шпата, битого стекла и извести. Древесный уголь может применяться только при плавке медноникелевых сплавов с низким содержанием никеля. Порядок ведения плавки следующий: в расплавленную и раскисленную (фосфористой медью) медь после удаления шлака вводят крупные отходы сплава и чистый никель (при температуре 1450—1500°С), а в последнюю очередь загружают мелкие отходы, стружку и т. п. Марганец вводят в. чистом виде, в виде лигатуры медь — марганец или в виде ферромарганца. Окончательным раскислителем служит магний, который добавляют в количестве 0,05—0,1% от веса шихты. Температура литья 1300—1350° С. Шихтовые материалы медноникелевых сплавов не должны содержать углерод и серу, так как эти примеси являются вредными для этих сплавов.
| Краткие обозначения: | ||||
| σв | — временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа | ε | — относительная осадка при появлении первой трещины, % | |
| σ0,05 | — предел упругости, МПа | Jк | — предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа | |
| σ0,2 | — предел текучести условный, МПа | σизг | — предел прочности при изгибе, МПа | |
| δ5,δ4,δ10 | — относительное удлинение после разрыва, % | σ-1 | — предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| σсж0,05 и σсж | — предел текучести при сжатии, МПа | J-1 | — предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа | |
| ν | — относительный сдвиг, % | n | — количество циклов нагружения | |
| s в | — предел кратковременной прочности, МПа | R и ρ | — удельное электросопротивление, Ом·м | |
| ψ | — относительное сужение, % | E | — модуль упругости нормальный, ГПа | |
| KCU и KCV | — ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2 | T | — температура, при которой получены свойства, Град | |
| s T | — предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа | l и λ | — коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) | |
| HB | — твердость по Бринеллю | C | — удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o — T ), [Дж/(кг·град)] | |
| HV | — твердость по Виккерсу | pn и r | — плотность кг/м 3 | |
| HRCэ | — твердость по Роквеллу, шкала С | а | — коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o — T ), 1/°С | |
| HRB | — твердость по Роквеллу, шкала В | σ t Т | — предел длительной прочности, МПа | |
| HSD | — твердость по Шору | G | — модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа | |
- Алюминий +
- Алюминиевый антифрикционный сплав
- Алюминиевый деформируемый сплав
- Алюминий для раскисления
- Алюминий литейный
- Алюминий первичный
- Алюминий технический
- Кальциевые баббиты
- Оловянные баббиты
- Свинцовые баббиты
- Бронза безоловянная литейная
- Бронза безоловянная, обрабатываемая давлением
- Бронза оловянная литейная
- Бронза оловянная литейная в чушках
- Бронза оловянная, обрабатываемая давлением
- Вольфрамокобальтовые сплавы
- Латунь литейная
- Латунь литейная в чушках
- Латунь, обрабатываемая давлением
- Магниево — литиевый сверхлегкий сплав
- Магниевый деформируемый сплав
- Магниевый литейный сплав
- Магниевый сплав с особыми свойствами
- Магний первичный
- Медно-никелевый сплав
- Медь
- Сплав меди жаропрочный
- Сплав медно-фосфористый
- Никелевый низколегированный сплав
- Никелевый сплав
- Никель первичный
- Никель полуфабрикатный
- Олово
- Оловянные баббиты
- Кальциевые баббиты
- Припои бессурьмянистые оловянно-свинцовые
- Припои малосурьмянистые оловянно-свинцовые
- Припои сурьмянистые оловянно-свинцовые
- Свинец
- Свинцовые баббиты
- Сталь для отливок обыкновенная
- Сталь для отливок с особыми свойствами
- Сплав жаропрочный
- Сталь жаропрочная высоколегированная
- Сталь жаропрочная низколегированная
- Сталь жаропрочная релаксационностойкая
- Инструментальная быстрорежущая сталь
- Инструментальная валковая сталь
- Инструментальная легированная сталь
- Инструментальная углеродистая сталь
- Инструментальная штамповая сталь
- Сталь конструкционная высокопрочная высоколегированная(в том числе мартенситно-стареющие)
- Сталь конструкционная криогенная
- Сталь конструкционная легированная
- Сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций
- Сталь конструкционная повышенной обрабатываемости
- Сталь конструкционная подшипниковая
- Сталь конструкционная рессорно-пружинная
- Сталь конструкционная углеродистая качественная
- Сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества
- Сплав нержавеющий (коррозионно-стойкий)
- Сталь нержавеющая (коррозионно-стойкая жаропрочная)
- Сталь нержавеющая (коррозионно-стойкая обыкновенная)
- Сталь для строительных конструкций
- Сталь для судостроения
- Сталь рельсовая
- Сталь электротехническая нелегированная
- Сталь электротехническая сернистая
- Сплав прецизионный магнитно-мягкий
- Сплав прецизионный магнитно-твердый
- Сплав прецизионный с высоким электрическим сопротивлением
- Сплав прецизионный с заданным ТКЛР
- Сплав прецизионный с заданными свойствами упругости
- Сплав прецизионный, составляющие термобиметаллов
- Титан технический
- Титановая губка
- Титановый деформируемый сплав
- Титановый литейный сплав
- Цинк первичный
- Цинковый антифрикционный сплав
- Цинковый деформируемый сплав
- Цинковый литейный сплав
- Чугун антифрикционный
- Чугун высоколегированный
- Чугун высоконикелевый
- Чугун ковкий
- Чугун литейный
- Чугун низколегированный
- Чугун передельный
- Чугун с вермикулярным графитом для отливок
- Чугун с шаровидным графитом
- Чугун серый