Температура плавления нержавеющей стали и чугуна. Температура плавления чугун
Температура - плавление - чугун
Температура - плавление - чугун
Cтраница 1
Температуры плавления чугунов значительно ниже ( на 300 - 400 С), чем у стали, что облегчает процесс литья. [1]
Температура плавления чугуна ниже температуры то воспламенения, а появляющиеся тугоплавкие окислы кремния препятствуют нормальному процессу резки. Цветные металлы не режутся в связи с высокой температурой плавления образующихся окислов и значительной теплопроводностью. [2]
Температура плавления чугуна ниже температуры t - то воспламенения, а появляющиеся тугоплавкие окислы кремния препятствуют нормальному процессу резки. Цветные металлы не режутся в связи с высокой температурой плавления образующихся окислов и значительной теплопроводностью. [3]
Температура плавления чугуна ниже температуры горения железа, поэтому кислородная резка чугуна без применения флюса затруднена. При резке чугуна кремний, сгорая, дает тугоплавкую окисную пленку, препятствующую резке. А углерод при сгорании загрязняет режущий кислород, препятствуя тем самым сгоранию железа. [5]
Кислородная резка чугуна без флюса также затруднена, так как температура плавления чугуна ниже температуры горения железа. Содержащийся в чугуне кремний дает тугоплавкую пленку окиси, которая препятствует нормальному протеканию резки. При сгорании углерода чугуна образуется газообразная окись углерода, загрязняющая режущий кислород и препятствующая сгоранию железа. [6]
Обычная сварка чугуна производится при температуре сварочной ванны, превышающей температуру плавления чугуна. [7]
Монель имеет температуру плавления 1260 - 1340 С, что соответствует температуре плавления чугуна, и благодаря никелю хорошо сплавляется с чугуном. Однако этот сплав дает значительную усадку, что приводит к появлению высоких внутренних напряжений, способствующих образованию трещин. Поэтому монель наплавляют короткими валиками длиной 40 - 50 мм и сразу же после этого проковывают шов молотком. [8]
Чугун, содержащий углерода свыше 1 7 %, не режется кислородом, так как температура плавления чугуна ниже, чем температура его горения в струе кислорода. [9]
Чугун, как известно, не поддается кислородной резке обычными приемами ввиду того, что температура плавления чугуна ниже температуры его воспламенения в кислороде, а образующаяся при резке на поверхности детали пленка кремнесодержащпх окислов значительно более тугоплавка, чем основной металл. [10]
Сварка чугуна затрудняется также образованием различных тугоплавких окислов с более высокой температурой плавления, чем температура плавления чугуна. [11]
В расплавленном состоянии чугун быстро окисляется и покрывается окислами, температура плавления которых может быть выше температуры плавления чугуна. [12]
Чугун отливается, обрабатывается на станках и поддается сварке, при нагреве он не размягчается и остается хрупким; температура плавления чугуна - 1150 - 1250 С. [13]
Но только при содержании в меди 10 - 15 % железа можно получить сплав с температурой плавления 1330 - 1370 С, близкой к температуре плавления чугунов. В этом случае обеспечивается смешиваемость составляющих самого расплава с чугуном. Однако после затвердевания наплавка представляет собой мягкую медную основу с различными по форме и величине вкраплениями очень твердой стальной составляющей. Эти включения и затрудняют механическую обработку металла. Частично диффундируя в основной металл, медь проявляет себя как графитизатор, поэтому на участке / околошовной зоны отбел проявляется слабо. [15]
Страницы: 1 2 3
www.ngpedia.ru
плавка белого, серого сортов металла
В промышленности, быту широкого используются изделия из чугуна. Металл представляет собой железо, в молекулярную структуру которого интегрировано 2 процента углерода. Сегодня получают большое величество марок металла, имеющего различные характеристики излома. Около ста видов.
Производство требует огромного количества тепловой энергии, поскольку температура плавления чугуна составляет свыше одной тысячи градусов по Цельсию. Плавка происходит при температуре 1150 — 1200 C° .
Помимо углерода, для получения необходимой марки, в замесы добавляют кремний, серу, марганец, фосфор. Повышения прочности добиваются вкраплением в замесы легирующих добавок.
Отличия от стали
По технологическому процессу чугун является первичным продуктом, получаемый путём литья, а сталь конечным. Молекулярное построение стали содержит углерод в ничтожном объёме. Материал пластичный, хорошо поддаётся механической обработке. Изготовление продукции осуществляется ковкой, сваркой, прокаткой на станах. Имеет высокую температуру плавления. По технологии сталь подлежит закалке. Качество зависит от приготовленной смеси и от того, какая температура плавления сталей задана.
Скорость превращение стали в жидкое состояние находится в зависимости от различных добавок. Конкретно ответить на вопрос, при какой температуре плавится сталь, можно условно, указав лишь диапазон нагрева. Переход из твёрдого вещества в жидкую консистенцию происходит при температуре 1450—1600 C° .Приведённый цифровой параметр указывает на отличие стали от чугуна. Это различные температуры плавления.
Чугун не так прочен, как сталь. Отлитые заготовки содержат поры, придающие им хрупкость. Именно в процессе литья получают изделия из чугуна. Наличие микроскопических пустот снижает теплопроводные характеристики металла. Важно задать тепловой режим, зафиксировать, при какой температуре плавится чугун .
Чёрная металлургия производит несколько разновидность первичного продукта. Рассмотрим некоторые из них.
Сероватый чугун
Сплавы, образованные компонентами железа и углерода, изменяют структуру при интеграции хлопьевидного, пластинчатого, волокнистого графита. Производители получают чугун повышенной прочности, добавляя графит глобулярный. Присутствие в замесе Mg, Ce (магний, церий) мотивируют его модификацию. От того, как быстро расплавленный чугун остывает, он приобретает новые потребительские характеристики. Получают изделия нужного качества от умелого сочетания конкретных свойств.
Для облегченного поиска нужного материала в каталогах, изделия маркируются аббревиатурой С. Ч. Цифры , следующие после букв, указывают на предел силовой нагрузки в килограммах/на миллиметр квадратный. Металл повышенной прочности имеет буквенное обозначение В. Ч. Цифры , показывают величину прочности, а также через дефис — увеличения длины в процентном отношении. Например, ВЧ60−1
Чугун серый обладает отличными технологическими показателями в процессе его производства:
- Кристаллизация не требует запредельных температур, что положительно сказывается на экономии электрической, других видов энергии.
- Показывает уникальную жидкостную текучесть.
- При разливе демонстрирует оптимальную усадку.
Металл благодаря уникальным свойствам является базовым материалом для производства изделий.
Имеет недостатки в применении. Изготавливают узлы, детали, работающие только на сжатие. Отливают станины для станков, цилиндры, различные поршни и так далее. Критичные показатели по хрупкости не позволяют использовать для производства изделий, работающих в условиях силовых воздействий на изгиб. Температура плавления 1150 — 1260 C°
Цвета отбеленного полотна
Белый чугун содержит железоуглеродистое соединение, называемое цементитом. Обладает колоссальной твёрдостью, исключающую пластичность. Если произвести разлом металла, то цвет виден на изломе. Чугун тверже камня и хрупок, как яичная скорлупа. Подвергают обработке с целью получить ковкое разнообразие. Температура плавления происходит в диапазоне 1150 — 1350 C °. Уместно заметить, что термин ковкий используется условно, поскольку металл не поддаётся пластической обработке. Ковкий чугун получают в результате термического обжига.
Нагрев материала свыше 900 градусов по Цельсию влияет на его свойства. К такому результату приводит и быстрота остывания графита. Несоблюдение технологических параметров ведёт к усложнению производства сварочных работ, обработке заготовок.
Чугун высокой прочности
В чёрной металлургии высокопрочным материалом называют чугун, имеющий в молекулярной структуре графитные вкрапления, форма которых сфероидальная. Уникальное отношение поверхности шаровидного графита к объёму обеспечивает формирование металлической основы, то есть влияет на прочность. Плавление металла с интеграцией шаровидного графита не допускает трещин. Образуются новые свойства металла: становится прочным при силовом воздействии на изгиб. Кроме этого, демонстрирует:
- вязкость при мгновенных ударах;
- повышение коэффициента текучести;
- небольшое удлинение, которое можно назвать относительным явлением.
- уникальную сопротивляемость при сжатии;
- износостойкость.
Этот вид поддаётся сварке. Соединение металла осуществляется с помощью флюсов, применяемых в виде пастообразных консистенций.
Сверхпрочный чугунный материал обладает отличными свойствами литья. Прекрасная текучесть в жидком состоянии обеспечивает образцовое наполнение форм. По некоторым технологическим параметрам материал можно сравнивать со сталью.
Учитывая отличные конструктивные свойства, на заводах производят детали для узлов и систем, если они не испытывают при эксплуатации машин и механизмов силовых нагрузок на растяжение.
Изменения решётки
При увеличении тепла (чугун плавится при температуре 1200 градусов по Цельсию), происходит переход кристаллической решётки в текущее жидкое состояние. Именно в этот момент растёт внутренняя энергия металла. Достигнув нагрева свыше одной тысячи градусов, кристаллическая решётка разрушается. В это время, поступающая тепловая энергия продолжает ослаблять молекулярные связи. Наблюдается увеличение запасов энергии внутри металла. Она выше той, что содержит кристаллизованный материал, в несколько раз.
Прекращение нагревания является началом охлаждения металла. Происходит обратный процесс кристаллизации, развивающийся по дендритному алгоритму. То есть из точек, мотивирующих такое развитие. Они (дендриты) выступают в роли априорных стадий процесса. Кристалл вырастает как бы из центра явления. В жидком, но уже в остывающем чугуне, кристаллизация происходит по принципу строения дерева. В процессе участвуют дендриты цементита, аустенита и графита. Зафиксировано термодинамическим способом, что именно графит шаровидной формы представлен дендритом, имеющим секторальную слоистую конструкцию.
obrabotkametalla.info
Температура - плавление - чугун
Температура - плавление - чугун
Cтраница 3
Фосфор придает металлу хладноломкость, снижает его ударную вязкость. Но для некоторых видов литейных чугунов фосфор полезен, так как снижает температуру плавления чугуна и увеличивает его жидкотеку-честь, что важно при заполнении форм художественного литья. [31]
Смесь концентрата с углем загружают в отражательные или индукционные печи и нагревают до температуры плавления чугуна. В результате восстановления железа из оксида и его науглероживания углем на подине печи образуется расплав чугуна, а сверху - слой белого титанового шлака, содержащего 90 % Ti02 - Порошок ТЮ2 смешивают с углем и после добавки каменноугольной смолы в качестве связующего брикетируют. Брикеты прокаливают при 800 С и загружают в хлораторы, где они при такой же температуре подвергаются хлорированию. [32]
При резке чугуна в режущую трубку вставляют малоуглеродистую проволоку. Сталь трубки и заполняющая трубку проволока, науглероживаясь, отнимают у чугуна углерод и повышают температуру плавления последнего; температура плавления чугуна становится выше температуры горения железа в кислороде, что создает условия для резки чугуна. [34]
Завалка шихты обычно начинается с загрузки на под ровного слоя чистого от ржавчины стального лома ( примерно 25 % всего количества), а на него - расчетного количества известняка и железной руды. После 30-минутного прогрева этой части загружается остальная часть стального лома, которая снова прогревается около 1 - 1 5 часа до температуры несколько более высокой, чем температуры плавления чугуна, для того чтобы не вызвать застывания заливаемого чугуна. [35]
Чугун имеет температуру плавления ниже температуры горения его в струе кислорода, что затрудняет прожигание шпуров. Однако трубка и малоуглеродистая проволока в ней при прожигании науглероживаются, отнимая углерод чугуна и повышая тем самым его температуру плавления. Температура плавления чугуна становится выше температуры горения железа в кислороде. При прожигании шпуров в чугунных массивах применяют трубку длиной 5 - 7 м, полностью заполненную проволокой. [36]
Сколько энергии выделилось при отвердевании и охлаждении до 25 С заготовки маховика массой 80 кг, отлитой из белого чугуна. Температура плавления чугуна равна 1165 С. [37]
Газовую сварку чугуна цветными сплавами без подогрева детали в сочетании с дуговой сваркой широко применяют в ремонтном производстве для сварки трещин на обрабатываемых поверхностях корпусных деталей. Присадочным материалом для газовой сварки является латунь, которая более соответствует требованиям сварки по сравнению с другими цветными сплавами на медной основе. Температура плавления латуни ниже температуры плавления чугуна ( 880 - 950 СС), поэтому ее можно применить для сварки, не доводя чугун до плавления и не вызывая в нем особенных структурных изменений и внутренних напряжений. [38]
Твердая фаза в области, лежащей между линиями EGF и PSK с содержанием углерода более 2 14 %, соответствующая белым чугунам, имеет различный состав. Доэвтектические чугуны ( 2 14 - 4 3 % углерода) состоят из аустенита и ледебурита, эв тектические ( 4 3 %) из ледебурита и заэвтектические ( 4 3 - 6 67 %) из цементита и ледебурита. При этом, в отличие от сталей, температура плавления чугунов ( линия EGF) постоянна и не зависит от содержания в них углерода. [39]
Чугунные отливки свариваются при помощи чугунного присадочного прутка. При этом расплавляется как присадочный материал, так и основной металл детали. Для восстановления чугунных деталей, подвергаемых небольшим нагрузкам, в качестве присадочного материала используется латунь и бронза, которые обладают свойствами прочно соединяться с чугунными стенками трещин. Температура плавления чугуна значительно выше температуры плавления медных сплавов, поэтому сварку можно вести не расплавляя края трещин, что обеспечивает значительные технологические преимущества. [40]
Из всех заваленных материалов первым плавится чугун. Капельки его, стекая вниз, проходят между кусками стального лома, науглероживают его и тем самым снижают температуру его плавления. По мере плавления на подине образуются озерки чугуна, в которых ускоряется плавление стального лома. К концу плавления шихты температура металла оказывается несколько выше температуры плавления чугуна и намного ниже температуры плавления стального лома. Поэтому чугун ускоряет плавление всей шихты. [41]
Специальные, или легированные чугуны являются ферросплавами с большим содержанием кремния, марганца и др. Они применяются как раскислители при получении сталей. Примерами специальных чугунов служат ферросилиций с 12 - 14 % кремния, ферромарганец с 60 - 80 % марганца, зеркальный чугун с 12 % кремния и 20 % марганца. Сера, фосфор и мышьяк-вредные для чугунов примеси. Сера благоприятствует образованию цементита, уменьшает подвижность чугуна и способствует увеличению вязкости и ломкости при высокой температуре. Фосфор уменьшает усадку чугуна, увеличивает тведрдость и ломкость и понижает температуру плавления чугуна. Мышьяк вызывает также увеличение твердости и хрупкости чугуна. [42]
Страницы: 1 2 3
www.ngpedia.ru
Температура плавления чугуна | Справочник конструктора-машиностроителя
Доменная печь действует круглосуточно, в постоянном строе.Сырьем для доменного процесса служат железная руда, кокс и известняк.Их всегда загружают в печь через верхнюю часть.Железо дают из печи четыре раза в сутки, через одинаковые интервалы времени.Оно вытекает из печи огненным потоком при температуре порядка 1500°С.Доменные печи бывают различной величины и производительности ( 1000 - 3000 т в сутки ).В США имеются некоторые печи новейшей конструкции с четырьмя выпускными отверстиями и непрерывным выпуском расплавленного железа.Подобные печи имеют производительность до 10000 т в сутки.
Свариваемость чугуна.Чугун является трудносвариваемым сплавом.Трудности при сварке чугуна обусловлены его химическим составом, структурой и механическими характеристиками, при сварке чугуна необходимо включать вытекающие его свойства : жидкотекучесть, поэтому сварка выполняется только в тельном положении ;малая пластичность, характеризующаяся образованием в процессе сварки значительных духовных усилий и закалочных структур, которые нередко приводят к возникновению трещин ;интенсивное выгорание углерода, что приводит к пористости сварного шва ;в расплавленном состоянии чугун окисляется с образованием тугоплавких оксидов, температура плавления которых выше, чем чугуна.Сварка чугуна применяется в главном для исправления литейных дефектов, при ремонте изношенных и сломанных деталей в процессе эксплуатации и при изготовлении сварных конструкций.
При плазменно - дуговой резке [ 3 ] дуга возбуждается между разрезаемым металлом и неплавящимся вольфрамовым электродом ( с добавлением лантана ), размещенным внутри электрически изолированного формирующего наконечника.В большинстве происшествий применяется дуга постоянного тока прямой полярности.Продуваемый через сопло газ обжимает дугу, обеспечивает в ней интенсивное плазмообразование и придаёт дуге проникающие свойства.При этом газ разогревается до высоких температур ( 10000 – 20000 °С ), что обеспечивает высокую скорость истечения и сильное механическое действие плазмы на расплавляемый, который программируется из места реза.
Производство стали в печках.Применение электрической энергии в производстве стали даёт возможность достигать более высокой температуры и точнее её регулировать.Поэтому в электропечах выплавляют любые марки сталей, в том числе содержащие тугоплавкие металлы — вольфрам, молибден и др.Потери легирующих элементов в печках меньше, чем в остальных печках.При плавке с кислородом ускоряется плавление шихты и особенно окисление углерода в жидкой шихте, Применение кислорода позволяет ещё более повысить качество электростали, так как в ней остаётся меньше растворённых газов и неметаллических включений.
Жидкий, который нельзя отменить из летки, направлялся по желобам, подготовленным в песочной "постели" перед печью.Из канавок он растекался по удлиненным боковым углублениям в песочке, где и каменел в виде болванок, называемых чушками ( из - за сходства с многочисленными поросятами, сосущими свиноматку ).При всем при том, что литье в песок более не применяется, металл, выплавляемый в доменных печах, по - прежнему называют чушковым ( применяется и, который нельзя отменить "чугун ).В наши дни в тех случаях, когда требуется чушковый, который был перекрыт металл разливают по стальным литейным формам, непрерывно движущимся перед домной на ленточном конвейере.Когда металл каменеет, формы переворачиваются и, избавившись от чушки, возвращаются за следующей отливкой.Чтобы чугун не привязывался к фигурам, их покрывают каменноугольной смолой или известью.
Инструментальные стали подразделяются на вольфрамовые и марганцовистые.Добавление этих металлов повышает твердость, крепость и устойчивость при высочайших температурах ( жаропрочность ) стали.Подобные стали используются для бурения скважин, изготовления режущих кромок металлообрабатывающих инструментов и тех деталей автомобилей, которые подвергаются большой механической нагрузке.
Первенство района по шахматам chessway.ru.spravconstr.ru
Температура расплавления, свойства и самостоятельная плавка чугуна
Чугун – сплав на основе железа и углерода. От стали он отличается содержанием последнего – 2% и больше. В отдельных марках содержится до 4% углерода. Чаще всего используют сплав с содержанием углерода 3-3,5%.
Это литейный материал. Для такого металла на первый план выходят такие его свойства, как температура плавления, а также его тепловые свойства – теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность. Как разные химические элементы влияют на качество этого металла и можно ли его плавить самостоятельно – об этом пойдет речь в статье.
Тепловые свойства чугуна
Важная категория физических свойств материала – его тепловые свойства. К ним относятся:
- Теплоемкость.
- Теплопроводность.
- Температуропроводность.
- Коэффициент теплового расширения.
| Требуется возобновить дефектные крановые колёса? Попробуйте эффективную методику высокопрочной наплавки! Быстро, надёжно, качественно. Рассчитать стоимость — http://shop.deloproltd.ru/kommercheskoe-predlozhenie/. |
Все они зависят от состава, структуры, а значит от марки сплава. Кроме того, эти свойства металла меняются с изменением его температуры (так называемое правило смещения). Характер этой зависимости и основные физические свойства приведены в таблице.
Теплоемкость (с)
Это количество теплоты, которое необходимо подвести к телу, чтобы его температура возросла на один Кельвин (далее все величины переведены в градус Цельсия).
Теплоемкость зависит от состава сплава, а также от температуры (Т). Чем выше Т, тем больше теплоемкость. Если температура выше Т фазовых превращений, но ниже Т плавления, то
с = 0,18 кал/(Г?С)
при Т, превышающей температуру плавления:
с = 0,23±0,03 кал/(Г?С)
Объемная теплоемкость (отношение теплоемкости к объему вещества) для приблизительных расчетов принята:
- чугун в твердом состоянии с = 1 кал/(см3Г?С)
- расплавленный с = 1,5 кал/(см3Г?С)
Теплопроводность
Это количественная характеристика способности тела проводить тепло. Для теплопроводности не действует правило смещения. Температура материала повышается ? понижается. Она зависит от состава сплава, а в большей степени от его структуры. Вещества, увеличивающие степень графитизации, повышают теплопроводность, а вещества, препятствующие образованию графита, понижают.
Кстати, теплопроводность расплавленного чугуна намного меньше, чем твердого. Но из-за конвекции она больше, чем С твердого металла.
Теплопроводность для разных марок лежит в пределах:
? =0,08…0,13 кал/ (см·сек оС)
Теплопроводность и другие теплофизические свойства в зависимости от температуры сплава приведены в конце раздела.
Температуропроводность
Это физическая величина, показывающая, насколько быстро меняется температура тела. Равна отношению теплопроводности к объёмной теплоёмкости.
Для приблизительных расчетов можно принять:
?=? для твердого металла (равна его теплопроводности),
?=0,03 см2/сек для жидкого.
Температура плавления
У этого сплава хорошие литейные свойства. Лучше, чем у стали. Жидкотекучесть высокая, а усадка мала (около 1%). Его можно расплавить при температуре на 300-400 градусов ниже чем у стали. Температура плавления чугуна:
Влияние химических элементов на свойства металла
Какой он бывает
Структура чугуна – это железная основа с графитовыми (углеродными) вкраплениями. Этот материал различают не по составу, а по форме углерода в нем:
- Белый чугун (БЧ). Содержит карбид (цементит) – это форма углерода, такая же, как в стали. Имеет на сломе беловатый цвет. Очень твердый и хрупкий. В чистом виде почти не используется.
- Серый чугун (СЧ). Содержит углерод в форме пластинчатого графита. Такие включения плохо влияют на качество материала. Для изменения формы зерен графита существуют специальные методы плавки и дальнейшей обработки. Графит в СЧ может быть и в форме волокон («червеобразная» форма) – так называемый вермикулярный графит (от латинского слова vermiculus – червь, как вермишель).
- Высокопрочный. Шаровидная форма графитовых зерен. Получают введением в сплав магния.
- Ковкий чугун. Для получения отжигают БЧ. Графитные зерна в виде хлопьев.
В итоге главное отличие его (кроме белого) от стали — наличие структуре графита. А разная форма графита определяет свойства разных марок.
Условно графитные зерна – это пустоты, трещины, а чугун – это сталь, испещренная микроскопическими трещинами.
Соответственно, чем больше пустот, тем хуже качество металла. Имеет значение также форма и взаиморасположение включений.
Однако нельзя принимать графитные зерна как исключительно вредные. Из-за присутствия графита данный материал легче обрабатывать резанием, стружка становится более ломкой. Кроме того, он хорошо противостоит трению также из-за графита.
Примеси
Конечно, этот металл содержит не только железо и углерод. В него входят те же элементы, что и в стальные сплавы – фосфор, марганец, сера, кремний и другие. Эти добавки косвенно влияют на особенности сплава – они изменяют ход графитизации. Именно от этого параметра и зависят качества материала.
- Фосфор. Мало влияет на образование графита. Но все равно он нужен, потому как улучшает жидкотекучесть. Твердые включения фосфора обеспечивают высокую твердость и износостойкость металла.
- Марганец. Мешает графитизации, как бы «отбеливает» чугун.
- Сера. Как и кремний, способствует отбеливанию металла, да еще и ухудшает жидкотекучесть. Количество серы в сплаве ограничивают. Для мелкого литья не больше 0,08%, для деталей больше до 0,1-0,12%.
- Кремний. Сильно влияет на свойства материала, увеличивая графитизацию. В металле может содержаться от 0,3-0,5 до 3-5% кремния. Варьируя количество кремния, получают сплав с разными свойствами от белого до высокопрочного.
- Магний. Помогает получить материал с шаровидной формой зерен. Градус кипения магния низкий (1107?С). По этой и другим причинам ввод магния в сплав затруднителен. Чтобы избежать его кипения, выплавку материала ведут с применением различных способов ввода магния.
Кроме обычных примесей, чугун может содержать и другие вещества. Это так называемый легированный материал. Хром, молибден, ванадий мешают процессу образования графита. Медь, никель и большинство других веществ, графитизации способствуют.
Технология самостоятельной плавки
Непромышленное выплавление чугуна – процесс очень трудоемкий. Выплавить своими руками отливки заводского качества в кустарных условиях невозможно.
Дома выплавлять этот металл нельзя. Нужно отдельное вентилируемое помещение – гараж, например. Плавку ведут в печах. В промышленности используют доменные печи, вагранки и индукционные печи.
Доменная печь – промышленный агрегат, способный расплавлять металл в огромных масштабах. В ней можно переплавлять железорудное сырье. После запуска она работает без перерыва до 5-6, а то и до 10 лет. Затем ее останавливают, проводят обслуживание и снова запускают. Расплавление металла проходит в присутствии газов для улучшения качества материала. Для малого и среднего производства такие печи не подходят. Топливо – кокс.
Вагранка – печь шахтного типа, как и доменная. От последней она отличается тем, что в ней не поддерживается специальный состав газов. В ней плавят не руду, а железный лом. Она больше подходит для малого производства.
Индукционная печь – современный тип оборудования. Процессом плавки в такой печи можно управлять, регулировать температуру, время нагрева и состав шихты.~
Плавку ведут в тиглях из огнеупорной глины или кирпича. Стальные не подходят, хотя сталь начинает плавиться при температуре большей, чем чугун. Обязателен флюс – вещество, способствующее образованию легкоплавкого шлака. Например, известняк (CaCO3), плавиковый шпат (CaF2). Для получения серого, а не белого чугуна в шихту добавляют ферросилиций (сплав железа с кремнием). Он улучшает образования зерен графита. После расплавления металл выливают в песчаную или металлическую форму.
Литье металла – работа взрыво- и пожароопасная. Кроме того, необходимо обладать определенными знаниями в области металлургии. Для организации производства нужно будет оформить документацию, пройти проверки, получить разрешение и лицензию на работу.
shop.deloproltd.ru
Температура плавления нержавеющей стали и чугуна
Сталь — это сплав железа, к которому примешивают углерод. Её главная польза в строительстве — прочность, ведь это вещество длительное время сохраняет объем и форму. Все дело в том, что частицы тела находятся в положении равновесия. В этом случае сила притяжения и сила отталкивания между частицами являются равными. Частицы находятся в чётко обозначенном порядке.
Есть четыре вида этого материала: обычная, легированная, низколегированная, высоколегированная сталь. Они отличаются количеством добавок в своём составе. В обычной содержится малое количество, а дальше возрастает. Используют следующие добавки:
Температуры плавления стали
При определённых условиях твёрдые тела плавятся, то есть переходят в жидкое состояние. Каждое вещество делает это при определённой температуре.
- Плавление — это процесс перехода вещества из твёрдого состояния в жидкое.
- Температура плавления — это температура, при которой твёрдое кристаллическое вещество плавится, переходит в жидкое состояние. Обозначается t.
Физики используют определённую таблицу плавления и кристаллизации, которая приведена ниже:
На основании таблицы можно смело сказать, что температура плавления стали равна 1400 °C.
Нержавеющая сталь
Нержавеющая сталь — это один из многих железных сплавов, которые содержатся в стали. Она содержит в себе Хром от 15 до 30%, который делает её ржаво-устойчивой, создавая защитный слой оксида на поверхности, и углерод. Самые популярные марки такой стали зарубежные. Это 300-я и 400-я серии. Они отличаются своей прочностью, устойчивостью к неблагоприятным условиям и пластичностью. 200-я серия менее качественная, но более дешёвая. Это и является выгодным для производителя фактором. Впервые её состав заметил в 1913 году Гарри Бреарли, который проводил над сталью много разных экспериментов.
На данный момент нержавейку разделяют на три группы:
- Жаропрочная — при высоких температурах имеет высокую механическую прочность и устойчивость. Детали, которые из неё изготавливаются применяют в сферах фармацевтики, ракетной отрасли, текстильной промышленности.
- Ржаво-стойкая — имеет большую стойкость к процессам ржавления. Её используют в бытовых и медицинских приборах, а также в машиностроении для изготовления деталей.
- Жаростойкая — является устойчивой при коррозии в высоких температурах, подходит для использования на химических заводах.
Температура плавления нержавеющей стали колеблется в зависимости от её марки и количества сплавов приблизительно от 1300 °C до 1400 °C.
Чугун и сталь
Чугун — это сплав углерода и железа, он содержит примеси марганца, кремния, серы и фосфора. Выдерживает невысокие напряжения и нагрузки. Один из его многочисленных плюсов — это невысокая стоимость для потребителей. Чугун бывает четырех видов:
- Белый — имеет высокую прочность и плохую способность к обработке ножом. Виды сплава по увеличению количества углерода в составе: доэвтектический, эвтектический, заэвтектический. Его назвали белым из-за того, что в разломе он имеет белый цвет. А также белый чугун обладает особым строением металлической массы и большой изностойкостью. Полезен в изготовлении механических деталей, которые будут работать в среде с отсутствием смазки. Его используют для изготовления приведённых ниже видов чугуна.
- Серый чугун — содержит углерод, кремний, марганец, фосфор и немного серы. Его можно легко получить, и он имеет плохие механические свойства. Используется для изготовления деталей, которые не подвергаются воздействию ударных нагрузок. В изломе есть серый цвет, чем он темнее, тем материал мягче. Свойства серого чугуна зависят от температуры среды, в которой он находится, и количества разных примесей.
- Ковкий чугун — получают из белого в результате томления (длительного нагрева и выдержки). В состав вещества входят: углерод, кремний, марганец, фосфор, небольшое количество серы. Является более прочным и пластичным, легче поддаётся обработке.
- Высокопрочный чугун — это самый прочный из всех видов чугунов. Содержит в себе углерод, марганец, серу, фосфор, кремний. Имеет большую ударную вязкость. Из такого важного металла делают поршни, коленчатые валы и трубы.
Температуры плавления стали и чугуна отличаются, как утверждает таблица, приведённая выше. Сталь имеет более высокую прочность и устойчивость к высоким температурам, чем чугун, температуры отличаются на целых 200 градусов. У чугуна это число колеблется приблизительно от 1100 до 1200 градусов в зависимости от содержащихся в нем примесей.
tradesmarter.ru
Теплоемкость чугуна, теплопроводность чугуна, плотность, энтальпия, состав и свойства
Удельная теплоемкость чугуна
В таблице представлены значения средней удельной теплоемкости чугуна и энтальпия (теплосодержание) серых чугунов различного состава в зависимости от температуры.
Теплоемкость чугуна выражена в кДж/(кг·град) и указана в диапазоне от 100 до 1350°С.Из таблицы видно, что с повышением температуры значения массовой теплоемкости чугуна и его энтальпия возрастают.
То же можно сказать и про энтальпию серых чугунов. Значения удельной теплоемкости чугунов и их энтальпия имеют различие в зависимости от состава чугуна. Например, при температуре 200°С теплоемкость чугуна в зависимости от состава изменяется от 290,1 до 460,5 Дж/(кг·град). При нагревании чугуна до температуры 1300°С эта величина увеличивается и становится равной 800…900 Дж/(кг·град).
Теплопроводность чугуна
В таблице даны значения теплопроводности чугуна в зависимости от температуры и состава. Также указана теплопроводность жидкого чугуна при температуре 1400°С.
Представлены значения теплопроводности для следующих марок чугуна: обыкновенный чугун, чугун молибденохромистый, молибденовый, хромоникелевый, марганцевоникелевый, чугун никельрезист, никросилал, хромоалюминиевый, медистый, обыкновенный чистый, серый чугун, отожженый ковкий чугун, жидкий чугун.
Теплопроводность чугуна дана в зависимости от температуры в диапазоне от 0 до 400°С. По данным таблицы видно, что с ростом температуры теплопроводность чугуна уменьшается. Значения теплопроводности чугуна распространенных марок указаны также в этой таблице.
Плотность чугуна, температура плавления и коэффициент линейного расширения
В таблице представлена плотность чугуна различных сортов, а также температура плавления чугуна и его коэффициент теплового линейного расширения (КТлР).
Следует отметить что плотность чугуна в зависимости от сорта находится в диапазоне от 6600 до 7700 кг/м3. Температура плавления чугуна составляет от 1095 до 1315°С, а его КТлР от 10,5 до 18·10-6 1/град.
| Серый чугун наименее плотный высокоуглеродистый | 6600-6950 |
| Серый чугун обычный средней плотности | 7000-7300 |
| Высококачественный чугун малоуглеродистый | 7400-7500 |
| Жаростойкий, жаропрочный | 7500-7600 |
| Чугун высоколегированный аустенитного класса | 7500-7700 |
| Обычный серый чугун | 1095-1315 |
| Жаростойкий чугун | 1300 |
| Обычный серый при температуре 20…450°С | 10,5·10-6 |
| Обычный серый при температуре 20…750°С | 14·10-6 |
| Высоколегированный аустенитного класса при температуре 20…150°С | (16…18)·10-6 |
| Жаростойкий чугун при температуре 20…250°С | 16,7·10-6 |
| Жаростойкий чугун при температуре 250…750°С | 17,6·10-6 |
Источники:
- Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования. 2–е издание, дополненное и переработанное, Казанцев Е.И. М., «Металлургия», 1975.- 368 с.
- Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. Справочник.
thermalinfo.ru
