Bod varu a bod tání kovů, bod tání oceli – tabulky
Tabulka ukazuje bod tání kovů tpl, jejich bod varu tк při atmosférickém tlaku, hustota kovů ρ při 25°C a tepelné vodivosti λ při 27 °C.
Teplota tání kovů, jakož i jejich hustota a tepelná vodivost jsou uvedeny v tabulce pro tyto kovy: aktinium Ac, stříbro Ag, hliník Al, zlato Au, baryum Ba, berylium Be, vizmut Bi, vápník Ca, kadmium Cd , kobalt Co, chrom Cr, cesium Cs, měď Cu, železo Fe, gallium Ga, hafnium Hf, rtuť Hg, indium In, iridium Ir, draslík K, lithium Li, hořčík Mg, mangan Mn, molybden Mo, sodík Na, niob Nb, nikl Ni, neptunium Np, osmium Os, protaktinium Pa, olovo Pb, palladium Pd, polonium Po, platina Pt, plutonium Pu , radium Ra, rubidium Pb, rhenium Re, rhodium Rh, ruthenium Ru, antimon Sb, cín Sn, stroncium Sr, tantal Ta, technecium Tc, thorium Th, titan Ti, thalium Tl, uran U, vanad V, wolfram W, zinek Zn, zirkonium Zr.
Podle tabulky je vidět, že bod tání kovů se pohybuje v širokém rozmezí (od -38,83°C pro rtuť do 3422°C pro wolfram). Kovy jako lithium (18,05 °C), cesium (28,44 °C), rubidium (39,3 °C) a další alkalické kovy mají nízkou kladnou teplotu tání.
Nejvíce žáruvzdorné kovy jsou: hafnium, iridium, molybden, niob, osmium, rhenium, ruthenium, tantal, technecium, wolfram. Teplota tání těchto kovů je nad 2000°C.
Dáváme příklady teploty tání kovů, široce používané v průmyslu a v každodenním životě:
- teplota tání hliníku 660,32 °C;
- teplota tání mědi 1084,62 °C;
- teplota tání olova 327,46 °C;
- teplota tání zlata 1064,18 °C;
- teplota tání cínu 231,93 °C;
- teplota tání stříbra je 961,78 °C;
- Teplota tání rtuti je -38,83°C.
Rhenium Re má maximální bod varu kovů uvedených v tabulce – je 5596°C. Také kovy patřící do skupiny s vysokým bodem tání mají vysoké body varu.
Hustota kovů v tabulce se pohybuje od 0,534 do 22,59 g/cm3, to znamená, že nejlehčím kovem je lithium a nejtěžším kovem je osmium. Je třeba poznamenat, že osmium má při pokojové teplotě hustotu větší než uran a dokonce i plutonium.
Tepelná vodivost kovů v tabulce se pohybuje od 6,3 do 427 W/(m deg), takže nejhorším vodičem tepla je kov, jako je neptunium, a nejlépe tepelně vodivým kovem je stříbro.
Bod tání oceli
Je uvedena tabulka hodnot teploty tání pro běžné jakosti oceli. Uvažují se oceli na odlitky, konstrukční, žáruvzdorné, uhlíkové a další třídy ocelí.
Teplota tání oceli se pohybuje od 1350 do 1535°C. Oceli v tabulce jsou seřazeny podle rostoucího bodu tání.
Teplota tání oceli – tabulka
| ocel | tpl, ° С | ocel | tpl, ° С |
|---|---|---|---|
| Oceli na odlitky Х28Л a Х34Л | 1350 | Odolný proti korozi a žáruvzdorný 12H18H9Т | 1425 |
| Konstrukční ocel 12Х18Н10Т | 1400 | Tepelně odolná vysoce legovaná 20H23H13 | 1440 |
| Tepelně odolná vysoce legovaná slitina 20H20Н14С2 | 1400 | Tepelně odolná vysoce legovaná slitina 40Х10С2М | 1480 |
| Tepelně odolná vysoce legovaná slitina 20H25Н20С2 | 1400 | Korozivzdorná ocel X25S3N (EI261) | 1480 |
| Konstrukční ocel 12Х18Н10 | 1410 | Tepelně odolná vysoce legovaná slitina 40Х9С2 (ESKH8) | 1480 |
| Odolné proti korozi a žáruvzdorné 12H18H9 | 1410 | Běžná korozivzdorná 95X18…15X28 | 1500 |
| Žáruvzdorná ocel Х20Н35 | 1410 | Odolný proti korozi a žáruvzdorný 15Х25Т (EI439) | 1500 |
| Tepelně odolná vysoce legovaná slitina 20Х23Н18 (ЭИ417) | 1415 | Uhlíkové oceli | 1535 |
- Volkov A.I., Zharsky I.M. Velká chemická referenční kniha. – M: Sovětská škola, 2005. – 608 s.
- Průmyslové pece Kazantsev E.I. Referenční příručka pro výpočty a návrh.
- Fyzikální veličiny. Adresář. A. P. Babichev, N. A. Babushkina, A. M. Bratkovsky a další; Ed. I. S. Grigorieva, E. Z. Meilikhova. – M.: Energoatomizdat, 1991. – 1232 s.
- Výparné teplo vody a bod varu vody v závislosti na tlaku
- Termofyzikální vlastnosti, tepelná vodivost a tepelná kapacita materiálů
Přechod Al a slitin na něm založených z pevného stavu agregace (počátečního) do kapalného nastává, když je do něj dodáváno teplo. To lze provést externě nebo přímým podáváním do tloušťky materiálu (volba, indukční ohřev).
Obecné informace o procesu
V pevném stavu se krystalová mřížka kovu skládá ze zrn, která jsou prostorově orientována libovolným způsobem (takové struktury se nazývají polykrystalické).
Během procesu tavení se objem kovu zvětšuje. V chemicky čistých se vyskytuje rychle a při určitých teplotách. Příklad. Skutečná teplota tání Al (t):
- ultračistý, s procentem Al 99,996 %, rovná se 660,37 °C;
- když podíl čistého kovu klesne na 99,5, t = 657 °C;
- při 99,0 %, t = 643 °C.
Prudký nárůst objemu nastává vlivem určitého tepla, které iniciuje tání. Tato veličina se nazývá latentní teplo.
Ten přispívá k tomu, že původní krystalická struktura materiálu ztrácí řád a hustotu. Proces je reverzibilní (chlazení/ohřev).
Teplota tání, nazývaná rovnováha
Jakékoli chemicky čisté kovy, včetně hliníku, mají teplotní charakteristiku nazývanou „bod tání“. Materiály, které se k němu dostanou, se stanou kapalnými. U malých objemů vzorků hliníku dochází k přechodu do jiného stavu agregace tak rychle (z hlediska změn teploty), že jej lze měřit s přesností 0,1°C.
Opačný postup, zahrnující přechod do pevného skupenství, nastává při dosažení „bodu tuhnutí“. Za rovnovážných podmínek, s čistě teoretickým předpokladem, je jeho hodnota rovna teplotě tání. Ve skutečnosti jsou mezi těmito hodnotami drobné rozdíly.
Počáteční a koncové teploty tání
Tyto dvě veličiny je také třeba vzít v úvahu při zvažování otázky tavení kovů:
- první, „solidus“ (pevná látka) je hodnota teploty, při které začíná proces tání;
- druhý, „liquidus“ (kapalina) – označuje indikátor, jehož dosažení vede k dokončení tavení.
Slitiny na bázi hliníku začnou krystalizovat, když dosáhnou hodnoty zvané „liquidus“. Vytvrzování končí, když je dosaženo „solidu“. Mezi těmito hodnotami je kov v kašovitém stavu.
Vliv na procesy tavení nečistot a legujících prvků
Přidáním aditiv, včetně legujících, do chemicky čistého kovu se dosáhne snížení teploty potřebné pro zahájení procesu tavení. Například významný obsah Mg a Si ji snižuje na téměř 500 °C.
U slitin se definice „bodu tání“ ve skutečnosti nepoužívá, protože tento proces probíhá v určitém teplotním rozsahu.
Vlastnosti tavení siluminu
Různé slitiny, které mají široký teplotní rozsah mezi hodnotami likvidu (solidus), se nazývají eutektické. Příklad. E Slitiny na bázi Al obsahující 12,5 % Si, tento rozsah je snížen na bod tání. Právě tato hodnota teploty se bude nazývat eutektická. Tato slitina patří do skupiny siluminů s odlévacími vlastnostmi. Jeho hodnota je 577°C.
Zvýšení procenta Si vede ke snížení hodnoty „liquidus“ z max (hodnota pro čistý Al je 660 °C) s hodnotou „solidus“ (577 °C).
Z dalších legujících materiálů je třeba zmínit Mg. Při jeho obsahu 450 % lze dosáhnout eutektické teploty 18,9 °C. Pro Gu je tato teplota 548 °C. Pro Mn, 658 °C.
Většina slitin obsahuje tři nebo více legujících prvků. Proto mohou být uvažované teploty ještě nižší.
Proces tavení hliníku (jeho slitin) je velmi složitý technologický proces. Pro získání požadovaného výsledku je třeba vzít v úvahu značné množství vnějších faktorů, včetně různých teplotních charakteristik.