야금 산업에서 주요 영역 중 하나는 공정의 저렴함과 상대적 단순성으로 인해 금속 및 그 합금의 주조입니다. 작은 것부터 큰 것까지 다양한 치수의 윤곽이 있는 금형을 주조할 수 있습니다. 대량 생산 및 맞춤형 생산에 모두 적합합니다.
주조는 금속 작업의 가장 오래된 영역 중 하나이며 청동기 시대: 기원전 7-3천년 경에 시작됩니다. 이자형. 그 이후로 많은 재료가 발견되어 기술의 발전과 파운드리 산업의 수요 증가로 이어졌습니다.
요즈음에는 주조의 방향과 종류가 다양하며, 기술 과정. 한 가지는 변하지 않은 채로 남아 있습니다. 고체에서 액체로 변하는 금속의 물리적 특성과 용융이 시작되는 온도를 아는 것이 중요합니다. 다른 유형금속 및 그 합금.
금속 용해 공정
이 과정은 물질이 고체에서 액체 상태로 전이하는 것을 말합니다. 녹는점에 도달하면 금속은 고체와 액체 상태가 될 수 있으며 추가 증가는 재료가 액체로 완전히 전환됩니다.
응고 중에도 같은 일이 발생합니다. 용융 한계에 도달하면 물질이 액체 상태에서 고체 상태로 바뀌기 시작하고 완전한 결정화가 될 때까지 온도가 변하지 않습니다.
동시에 기억해야 한다. 이 규칙베어 메탈에만 적용됩니다. 합금은 명확한 온도 경계가 없으며 특정 범위에서 상태 전이를 만듭니다.
- Solidus - 합금의 가장 가용성이 높은 구성 요소가 녹기 시작하는 온도 라인.
- Liquidus는 합금의 첫 번째 결정이 나타나기 시작하는 모든 구성 요소의 최종 융점입니다.
이러한 물질의 녹는점을 정확하게 측정하는 것은 불가능하며, 상태의 전이점은 숫자 간격을 나타냅니다.
금속의 용융이 시작되는 온도에 따라 일반적으로 다음과 같이 나뉩니다.
- 가용성, 최대 600°C. 여기에는 아연, 납 등이 포함됩니다.
- 중간 용융, 최대 1600 °C. 가장 일반적인 합금 및 금, 은, 구리, 철, 알루미늄과 같은 금속.
- 내화물, 1600 °C 이상 티타늄, 몰리브덴, 텅스텐, 크롬.
끓는점도 있습니다. 용융 금속이 기체 상태로 전환되기 시작하는 지점입니다. 이것은 일반적으로 융점의 2배인 매우 높은 온도입니다.
압력 영향
용융 온도 및 이와 동일한 응고 온도는 압력에 따라 달라지며 증가함에 따라 증가합니다. 이는 압력이 증가함에 따라 원자가 서로 접근하여 결정 격자를 파괴하기 위해서는 원자를 멀리 이동시켜야 하기 때문입니다. 증가된 압력에서 더 많은 열 운동 에너지가 필요하고 이에 상응하는 용융 온도가 증가합니다.
액체 상태가 되는 데 필요한 온도가 압력이 증가함에 따라 감소하는 경우는 예외입니다. 이러한 물질에는 얼음, 비스무트, 게르마늄 및 안티몬이 포함됩니다.
녹는점 표
용접공, 주물 작업자, 제련소 또는 보석상 등 철강 산업에 종사하는 모든 사람은 작업하는 재료가 녹는 온도를 아는 것이 중요합니다. 아래 표는 가장 일반적인 물질의 녹는점을 나열합니다.
금속 및 합금의 융점 표
| 이름 | T pl, °C |
|---|---|
| 알류미늄 | 660,4 |
| 구리 | 1084,5 |
| 주석 | 231,9 |
| 아연 | 419,5 |
| 텅스텐 | 3420 |
| 니켈 | 1455 |
| 은 | 960 |
| 금 | 1064,4 |
| 백금 | 1768 |
| 티탄 | 1668 |
| 듀랄루민 | 650 |
| 탄소강 | 1100−1500 |
| 1110−1400 | |
| 철 | 1539 |
| 수은 | -38,9 |
| 멜키오르 | 1170 |
| 지르코늄 | 3530 |
| 규소 | 1414 |
| 니크롬 | 1400 |
| 창연 | 271,4 |
| 게르마늄 | 938,2 |
| 주석 | 1300−1500 |
| 청동 | 930−1140 |
| 코발트 | 1494 |
| 칼륨 | 63 |
| 나트륨 | 93,8 |
| 놋쇠 | 1000 |
| 마그네슘 | 650 |
| 망간 | 1246 |
| 크롬 | 2130 |
| 몰리브덴 | 2890 |
| 선두 | 327,4 |
| 베릴륨 | 1287 |
| 이길거야 | 3150 |
| 페크랄 | 1460 |
| 안티몬 | 630,6 |
| 티타늄 카바이드 | 3150 |
| 지르코늄 카바이드 | 3530 |
| 갈륨 | 29,76 |
용융 테이블 외에도 많은 다른 보조 재료가 있습니다. 예를 들어, 철의 끓는점은 얼마인가라는 질문에 대한 답은 끓는 물질 표에 있습니다. 끓는 것 외에도 금속은 강도와 같은 여러 다른 물리적 특성을 가지고 있습니다.
고체에서 액체 상태로 전환하는 능력 외에도 재료의 중요한 특성 중 하나는 강도입니다. 즉, 파괴 및 돌이킬 수 없는 형태 변화에 저항하는 고체의 능력입니다. 강도의 주요 지표는 사전 어닐링 된 공작물의 파열로 인해 발생하는 저항으로 간주됩니다. 강도의 개념은 액체 상태이기 때문에 수은에는 적용되지 않습니다. 강도 지정은 MPa - 메가 파스칼로 허용됩니다.
금속에는 다음과 같은 강도 그룹이 있습니다.
- 부서지기 쉬운. 저항은 50MPa를 초과하지 않습니다. 여기에는 주석, 납, 연질 알칼리 금속이 포함됩니다.
- 내구성, 50-500 MPa. 구리, 알루미늄, 철, 티타늄. 이 그룹의 재료는 많은 구조용 합금의 기초입니다.
- 고강도, 500 MPa 이상. 예를 들어, 몰리브덴 및.
금속 강도 표
일상 생활에서 가장 흔한 합금
표에서 알 수 있듯이 일상 생활에서 흔히 볼 수 있는 재료라도 원소의 녹는점은 크게 다릅니다.
따라서 수은의 최소 융점은 -38.9 ° C이므로 실온에서 이미 액체 상태입니다. 이것은 가정용 온도계의 낮은 표시가 섭씨 -39도라는 사실을 설명합니다. 이 표시기 아래에서 수은은 고체 상태로 변합니다.
에서 가장 일반적으로 사용되는 땜납 가정용, 녹는점이 231.9 ° C 인 주석 함량의 상당 부분을 구성하므로 대부분의 솔더는 납땜 인두의 작동 온도 250-400 ° C에서 녹습니다.
또한 최대 30 ° C까지 용융 경계가 낮은 저 용융 솔더가 있으며 솔더링 된 재료의 과열이 위험 할 때 사용됩니다. 이러한 목적을 위해 비스무트가 포함 된 땜납이 있으며 이러한 재료의 용융은 29.7 - 120 ° C의 범위에 있습니다.
합금 성분에 따라 고탄소 재료의 용융은 1100 ~ 1500 °C 범위에 있습니다.
금속 및 그 합금의 녹는점은 매우 낮은 온도(수은)에서 수천 도의 한계까지 매우 넓은 온도 범위에 있습니다. 이러한 지표와 기타 물리적 특성에 대한 지식은 야금 분야에서 일하는 사람들에게 매우 중요합니다. 예를 들어, 금과 기타 금속이 녹는 온도를 아는 것은 보석상, 주조공 및 제련업자에게 유용할 것입니다.
금속에는 이러한 재료에 고유한 여러 가지 고유한 특성이 있습니다. 결정 격자가 파괴되는 금속의 녹는점이 있습니다. 물질은 부피를 유지하지만 더 이상 형태의 불변성에 대해 말할 수 없습니다.
순수한 형태의 개별 금속은 극히 드뭅니다. 실제로 합금이 사용됩니다. 그것들은 순수한 물질과 특정한 차이점이 있습니다. 복잡한 화합물이 형성되면 결정 격자가 서로 결합됩니다. 따라서 합금의 특성은 구성 요소와 크게 다를 수 있습니다. 용융 온도는 더 이상 일정한 값을 유지하지 않으며 합금에 포함된 성분의 농도에 따라 달라집니다.
온도 척도의 개념
일부 비금속 물체도 유사한 특성을 가지고 있습니다. 가장 흔한 것은 물입니다. 지구상에서 지배적인 위치를 차지하는 액체의 특성과 관련하여 온도 척도가 개발되었습니다. 기준점은 총 물 상태의 변화 온도입니다.
- 액체에서 고체로 또는 그 반대로 변환은 0도로 간주됩니다.
- 정상 대기압(760 mm Hg)에서 끓는 것(액체 내부의 기화)은 100 ⁰С로 간주됩니다.
주목! 섭씨 눈금 외에도 실제로 온도는 화씨와 절대 켈빈 눈금으로 측정됩니다. 그러나 금속 물체의 특성을 연구할 때 다른 스케일은 거의 사용되지 않습니다.
금속의 결정 격자
고체는 불변성을 특징으로 합니다.
- 모양에서 객체는 선형 치수를 유지합니다. 다른 조건;
- 부피, 물체는 점유된 물질의 양을 변경하지 않습니다.
- 질량, 그램으로 표시되는 물질의 양(킬로그램, 톤);
- 밀도, 단위 부피당 일정한 질량이 있습니다.
액체 상태로 전환되면 특정 온도에 도달하면 결정 격자가 파괴됩니다. 이제 형태의 불변성에 대해 이야기할 수 없습니다. 액체는 부어지는 형태를 취합니다.
증발이 발생하면 물질의 질량만 일정하게 유지됩니다. 가스는 공급될 전체 부피를 차지합니다. 여기서 밀도가 일정한 값이라고 주장할 수 없습니다.
액체가 결합되면 옵션이 가능합니다.
- 액체는 서로 완전히 용해됩니다. 이것이 물과 알코올이 작용하는 방식입니다. 볼륨 전체에서 물질의 농도는 동일합니다.
- 액체는 밀도가 계층화되어 있으며 연결은 인터페이스에서만 발생합니다. 일시적으로만 기계적 혼합물을 얻을 수 있습니다. 다른 성질의 액체를 혼합함으로써. 예를 들면 기름과 물이 있습니다.
금속은 액체 상태에서 합금을 형성합니다. 합금을 얻으려면 각 구성 요소가 액체 상태여야 합니다. 합금에서는 서로 완전히 용해되는 현상이 가능합니다. 집중 혼합의 결과로만 합금을 얻을 때 옵션은 제외되지 않습니다. 이 경우 합금의 품질은 보장되지 않으므로 안정적인 합금을 얻을 수 없는 구성 요소를 혼합하지 않으려고 합니다.
서로 용해되는 생성 물질은 응고되면 새로운 유형의 결정 격자를 형성합니다. 결정하다:
- 헬리오 중심의 결정 격자는 체심이라고도 합니다. 중간에는 한 물질의 분자가 있고 주변에는 다른 물질의 분자가 4개 더 있습니다. 그러한 격자는 금속 분자 사이의 결합이 더 약하기 때문에 느슨한 격자라고 부르는 것이 일반적입니다.
- 면심 결정 격자는 구성 분자가 면에 위치하는 화합물을 형성합니다. 금속 과학자들은 이러한 결정질 합금을 고밀도라고 부릅니다. 실제로 합금의 밀도는 구성에 포함된 각 성분의 밀도보다 높을 수 있습니다(중세의 연금술사들은 밀도가 금의 밀도에 해당하는 합금을 찾고 있었습니다).
금속의 녹는점
물질마다 녹는점이 다릅니다. 금속을 다음과 같이 나누는 것이 일반적입니다.
- 가용성 - 액체 형태의 물질을 얻기 위해 최대 600 ⁰С까지 가열하면 충분합니다.
- 중간 용융 금속은 600…1600 ⁰С의 온도 범위에서 녹습니다.
- 내화물은 1600 ⁰С 이상의 온도에서 녹을 수 있는 금속입니다.
표는 저융점 금속을 오름차순으로 보여줍니다. 여기서 가장 특이한 금속이 수은(Hg)임을 알 수 있습니다. 정상적인 조건에서는 액체 상태입니다. 이 금속은 융점이 가장 낮습니다.
표 1, 저융점 금속의 녹는점 및 끓는점:
표 2, 중간 녹는 금속의 녹는점과 끓는점:
표 3, 내화 금속의 녹는점 및 끓는점:
용융 공정을 수행하기 위해 다른 장치가 사용됩니다. 예를 들어, 고로는 선철을 제련하는 데 사용됩니다. 비철금속을 녹이기 위해 전류를 사용하여 내부 가열이 수행됩니다. 고주파.
비금속 재료로 만든 금형에는 고체 상태의 비철금속이 있습니다. 교류 마이크로파 자기장이 그들 주위에 생성됩니다. 결과적으로 결정 격자가 느슨해지기 시작합니다. 물질의 분자가 움직이기 시작하여 전체 덩어리 내부에서 가열이 발생합니다.
소량의 저융점 금속을 녹일 필요가 있는 경우 머플로를 사용합니다. 그들에서 온도는 1000 ... 1200 ⁰С로 상승하며 이는 비철 금속을 녹이기에 충분합니다.
철 금속은 대류 가열로, 노상로 및 유도로에서 용해됩니다. 이 공정에는 금속의 품질을 향상시키는 합금 성분이 추가됩니다.
가장 어려운 것은 내화 금속으로 작업하는 것입니다. 문제는 금속 자체의 녹는점보다 높은 온도의 재료를 사용해야 한다는 점이다. 현재 항공 산업티타늄(Ti)을 구조 재료로 사용하는 것을 고려합니다. ~에 고속대기에서 비행하면 피부가 가열됩니다. 따라서 알루미늄 및 그 합금(AL)의 대체가 필요합니다.
이 만족스러운 경금속의 최대 융점은 디자이너를 매료시킵니다. 따라서 기술자들은 티타늄과 그 합금으로 부품을 생산하기 위한 기술 공정과 장비를 개발하고 있습니다.
금속 합금
합금으로 제품을 설계하려면 먼저 그 특성을 연구합니다. 작은 용기에서 연구하기 위해 연구된 금속을 서로 다른 비율로 녹입니다. 결과적으로 그래프가 생성됩니다.
아래쪽 축은 성분 A와 성분 B의 농도를 나타냅니다. 온도는 수직으로 고려됩니다. 여기에서 모든 금속이 용융 상태일 때 최대 온도 값이 기록됩니다.
냉각되면 구성 요소 중 하나가 결정을 형성하기 시작합니다. 공융은 액체 상태에 있습니다 - 합금에서 금속의 이상적인 조합.
금속 과학자들은 융점이 최소인 구성 요소의 특별한 비율을 구별합니다. 합금이 만들어지면 공석 합금을 얻기 위해 사용되는 물질의 양을 선택하려고 합니다. 그의 기계적 성질가장 좋은. 결정 격자는 원자의 이상적인 면 중심 위치를 형성합니다.
결정화 과정은 냉각 시 샘플의 경화를 연구하여 연구됩니다. 그들은 냉각 속도가 어떻게 변하는지 관찰하는 특별한 그래프를 만듭니다. 다양한 합금에 대한 기성 다이어그램이 있습니다. 결정화의 시작점과 끝점을 표시하고 합금의 조성을 결정합니다.
우드의 퓨전
1860년에 미국 치과 기공사인 Barnabas Wood는 가장 낮은 용융 온도에서 고객을 위한 치아를 만들기 위한 최적의 구성 요소 비율을 찾고 있었습니다. 그는 융점이 60.2 ... 68.5 ⁰С에 불과한 합금을 발견했습니다. 뜨거운 물에서도 금속이 쉽게 녹습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.
- 주석 - 12.5 ... 12.7%;
- 납 - 24.5 ... 25.0%;
- 비스무트 - 49.5 ... 50.3%;
- 카드뮴 - 12.5 ... 12.7%.
합금은 낮은 온도로 인해 흥미롭지 만 실용적인 응용 프로그램을 찾지 못했습니다. 주목! 카드뮴과 납은 중금속이므로 접촉하지 않는 것이 좋습니다. 많은 사람들이 카드뮴과의 접촉으로 중독될 수 있습니다.
납땜용 합금
실제로 부품을 납땜할 때 녹는 경우가 많습니다. 접합할 재료의 표면이 불순물과 산화물로 청소되면 솔더로 솔더링하는 것이 어렵지 않습니다. 땜납을 경질 땜납과 연질 땜납으로 나누는 것이 일반적입니다. 소프트가 가장 일반적입니다.
- POS-15 - 278…282 °C;
- POS-25 - 258…262 °C;
- POS-33 - 245…249 °C;
- POS-40 - 236…241 °C;
- POS-61 - 181…185 °C;
- POS-90 - 217… 222 °C.
그들은 다양한 무선 엔지니어링 장치를 제조하는 기업을 위해 생산됩니다.
아연, 구리, 은 및 비스무트를 기반으로 한 경질 솔더는 융점이 더 높습니다.
- PSr-10 - 825… 835 °С;
- PSr-12 - 780…790 °С;
- PSr-25 - 760… 770 °С;
- PSr-45 - 715… 721 °С;
- PSr-65 - 738…743 °С;
- PSr-70 - 778…783 °С;
- PMC-36 - 823… 828 °С;
- PMT-42 - 830…837 °С;
- ПМЦ-51 - 867…884 °С.
단단한 땜납을 사용하면 강력한 연결을 얻을 수 있습니다.
주목! Cp는 솔더의 조성에 은이 사용되었음을 의미한다. 이러한 합금은 최소 전기 저항을 갖습니다.
비금속의 녹는점
비금속 재료고체 및 액체 형태로 제시될 수 있다. 무기 물질은 표에 나와 있습니다. 넷.
표 4, 무기 비금속의 융점:
실제로 사용자는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 왁스, 파라핀 등 유기물에 가장 관심이 많습니다. 일부 물질의 융점은 표에 나와 있습니다. 5.
표 5, 고분자 재료의 융점:
주목! 유리 전이 온도는 재료가 부서지기 쉬운 상태로 이해됩니다.
비디오: 알려진 금속의 녹는점.
결론
- 녹는점은 물질 자체의 특성에 따라 다릅니다. 대부분의 경우 상수 값입니다.
- 실제로는 순수한 금속이 아니라 그 합금이 사용됩니다. 그들은 일반적으로 순수한 금속보다 훨씬 나은 특성을 가지고 있습니다.
- 구조 재료의 중요성과 보급에서 첫 번째. 고대부터 알려져 왔으며 철이 상당한 양으로 제련되는 것을 알게 되었을 때 금속이 다른 모든 합금을 대체할 정도의 특성을 가지고 있습니다. 철의 시대가 도래했으며, 이 시대가 곧 끝나지 않을 것입니다. 이 기사는 철의 비중, 순수한 형태의 녹는 점을 알려줍니다.
철은 전형적인 금속이며 화학적으로 활성입니다. 물질은 상온에서 반응하며 가열하거나 습도를 높이면 반응성이 크게 증가합니다. 철은 공기 중에서 부식되고 순수한 산소 분위기에서 연소되며 미세 먼지의 형태로 공기 중에서 발화할 수도 있습니다.
순수한 철은 가단성이 있지만 이 형태의 금속은 매우 드뭅니다. 실제로 철은 불순물이 최대 0.8%로 적은 비율로 순수한 물질의 부드러움과 가단성을 특징으로 하는 합금입니다. 국가 경제에 대한 중요성은 탄소강, 주철, 스테인리스 강과의 합금입니다.
철에는 다형성이 내재되어 있습니다. 구조 및 격자 매개변수가 다른 4가지 수정 사항이 있습니다.
- α-Fe - 0에서 +769 C까지 존재합니다. 체심 입방 격자를 가지며 강자성체입니다. 즉, 외부 자기장이 없을 때 자화를 유지합니다. +769 С – 금속에 대한 퀴리 포인트;
- +769에서 +917 C까지 β-Fe가 나타납니다. 격자 매개변수에서만 α상과 다릅니다. 거의 모든 물리적 특성동시에 그들은 자성을 제외하고 보존됩니다. 철은 상자성이됩니다. 즉, 자화 능력을 잃고 자기장으로 끌어 당겨집니다. 금속 과학은 β상을 별도의 수정으로 간주하지 않습니다. 전환이 중요한 물리적 특성에 영향을 미치지 않기 때문에;
- 917에서 1394C 사이의 범위에는 면심 입방 격자가 특징인 γ-변형이 있습니다.
- +1394C 이상의 온도에서는 체심 입방 격자가 특징인 δ-상이 나타납니다.
고압에서 그리고 금속이 일부 첨가제와 합금될 때 ε-상은 육각형 밀집 격자로 형성됩니다.
온도 상전이동일한 탄소로 도핑되면 눈에 띄게 변화합니다. 사실, 철이 그렇게 많은 변형을 형성하는 능력은 다양한 온도 조건에서 강철을 가공하는 기초 역할을 합니다. 그러한 전환이 없었다면 금속이 그렇게 널리 보급되지 않았을 것입니다.
이제 철 금속의 특성 차례입니다.
이 비디오는 철의 구조에 대해 알려줍니다.
금속 특성 및 특성
철은 상당히 가볍고 내화도가 중간 정도인 금속으로 은회색입니다. 묽은 산과 쉽게 반응하므로 중간 활성 요소로 간주됩니다. 건조한 공기에서 금속은 점차 산화막으로 덮여 추가 반응을 방지합니다.
그러나 필름 대신 약간의 습도에서 녹이 나타납니다. 구성이 느슨하고 이질적입니다. 녹은 철의 추가 부식을 방지하지 않습니다. 그러나 금속의 물리적 특성과 가장 중요한 탄소와의 합금은 낮은 내식성에도 불구하고 철의 사용이 정당화되는 것 이상입니다.
질량 및 밀도
철의 분자량은 55.8로 물질의 상대적인 가벼움을 나타냅니다. 철의 밀도는 얼마입니까? 이 표시기는 위상 수정에 의해 결정됩니다.
- α-Fe - 7.87g / cu. cm 20C 및 7.67g/cu. 600℃에서 cm;
- γ-상은 훨씬 더 낮은 밀도(1000C에서 7.59g/cc)로 구별됩니다.
- δ 상의 밀도는 7.409g/cm3입니다.
온도가 상승함에 따라 철의 밀도는 자연적으로 감소합니다.
이제 철의 녹는점이 섭씨로 무엇인지 알아 보겠습니다. 예를 들어 또는 주철과 비교하십시오.
온도 범위
금속은 중간 정도의 내화성으로 분류되며 이는 응집 상태의 변화가 상대적으로 낮은 온도를 의미합니다.
- 융점 - 1539C;
- 끓는점 - 2862C;
- 퀴리 온도, 즉 자화 능력 상실 - 719 C.
녹는점이나 끓는점에 대해 말할 때 물질의 δ 상을 다루고 있음을 명심해야합니다.
이 비디오는 신체 및 화학적 특성선:
기계적 특성
철과 그 합금은 너무 일반적이어서 예를 들어 나중에 사용되기 시작했지만 일종의 표준이되었습니다. 금속을 비교할 때 철을 가리킵니다. 철보다 강하고 철보다 2배 더 부드럽습니다.
불순물이 적은 비율로 포함된 금속의 특성은 다음과 같습니다.
- 모스 척도의 경도 - 4-5;
- 브리넬 경도 - 350-450 Mn / sq. m. 또한 화학적으로 순수한 철은 경도가 588-686이 더 높습니다.
강도 지표는 불순물의 양과 성질에 따라 크게 좌우됩니다. 이 값은 합금 또는 순수 금속의 각 브랜드에 대해 GOST에 의해 규제됩니다. 따라서 비합금강의 최대 압축 강도는 400–550 MPa입니다. 이 등급을 경화하면 인장 강도가 700MPa로 증가합니다.
- 금속의 충격 강도는 300MN/sq m입니다.
- 항복 강도 –100 MN/sq. 중.
철의 비열 용량을 결정하는 데 필요한 것이 무엇인지 자세히 알아보겠습니다.
열용량 및 열전도율
모든 금속과 마찬가지로 철은 열을 전도하지만 이 영역의 성능은 낮습니다. 열전도율 측면에서 금속은 알루미늄보다 2배, 5배 낮습니다.
25°C에서 열전도율은 74.04 W/(m·K)입니다. 값은 온도에 따라 다릅니다.
- 100K에서 열전도율은 132[W/(m.K)]입니다.
- 300K - 80.3 [W / (m.K)]에서;
- 400 - 69.4에서 [W/(m.K)];
- 및 1500 - 31.8 [W / (m.K)]에서.
- 20C에서 열팽창 계수는 11.7 10-6입니다.
- 금속의 열용량은 상 구조에 의해 결정되며 온도에 다소 복잡하게 의존합니다. 250C까지 증가하면 열용량이 천천히 증가하고 퀴리점에 도달할 때까지 급격히 증가하다가 감소하기 시작합니다.
- 0~1000C의 온도 범위에서 비열용량은 640.57J/(kg·K)입니다.
전기 전도도
철은 전류를 전도하지만 거의 구리와 은만큼은 아닙니다. 정상적인 조건에서 금속의 비 전기 저항은 9.7 10-8 ohm·m입니다.
철은 강자성체이기 때문에 이 영역에서의 성능이 더 중요합니다.
- 포화 자기 유도는 2.18T입니다.
- 투자율 - 1.45.106.
독성
금속은 인체에 위험하지 않습니다.철강 및 철 제품 제조는 위험할 수 있지만 고온과 다양한 합금 생산에 사용되는 첨가제 때문입니다. 철 폐기물 - 고철, 위험 환경, 그러나 금속이 공기 중에서 녹슬기 때문에 상당히 온건합니다.
철은 생물학적 불활성이 없으므로 보철 재료로 사용되지 않습니다. 그러나 인체에서 이 요소는 다음 중 하나를 수행합니다. 중요한 역할: 철분의 흡수를 방해하거나 식이에서 철분의 양이 충분하지 않으면 기껏해야 빈혈이 보장됩니다.
철분은 체내에 공급되는 총량의 5~10%, 부족할 경우 10~20%로 매우 곤란하게 흡수됩니다.
- 일반적인 일일 철분 요구량은 남성의 경우 10mg, 여성의 경우 20mg입니다.
- 독성 용량은 200mg/일입니다.
- 치명적 - 7-35g 그러한 양의 철을 얻는 것은 거의 불가능하므로 철 중독은 극히 드뭅니다.
철은 물리적 특성, 특히 강도가 기계가공에 의존하거나 극소량의 합금 원소를 첨가함으로써 크게 변할 수 있는 금속이다. 금속의 가용성 및 추출 용이성과 결합된 이 기능은 철을 가장 수요가 많은 구조 재료로 만듭니다.
전문가가 아래 비디오에서 철의 특성에 대해 자세히 알려줄 것입니다.
야금 산업에서 주요 영역 중 하나는 공정의 저렴함과 상대적 단순성으로 인해 금속 및 그 합금의 주조입니다. 작은 것부터 큰 것까지 다양한 치수의 윤곽이 있는 금형을 주조할 수 있습니다. 대량 생산 및 맞춤형 생산에 모두 적합합니다.
주조는 금속 작업의 가장 오래된 영역 중 하나이며 청동기 시대: 기원전 7-3천년 경에 시작됩니다. 이자형. 그 이후로 많은 재료가 발견되어 기술의 발전과 파운드리 산업의 수요 증가로 이어졌습니다.
오늘날에는 기술 과정이 다른 많은 방향과 유형의 주조가 있습니다. 한 가지는 변하지 않은 채로 남아 있습니다. 고체에서 액체 상태로 넘어가는 금속의 물리적 특성, 그리고 다양한 유형의 금속과 그 합금의 용융이 시작되는 온도를 아는 것이 중요합니다.
금속 용해 공정
이 과정은 물질이 고체에서 액체 상태로 전이하는 것을 말합니다. 녹는점에 도달하면 금속은 고체와 액체 상태가 될 수 있으며 추가 증가는 재료가 액체로 완전히 전환됩니다.
응고 중에도 같은 일이 발생합니다. 용융 한계에 도달하면 물질이 액체 상태에서 고체 상태로 바뀌기 시작하고 완전한 결정화가 될 때까지 온도가 변하지 않습니다.
이 규칙은 순수한 금속에만 적용된다는 점을 기억해야 합니다. 합금은 명확한 온도 경계가 없으며 상태 전이를 일부 범위:
- Solidus - 합금의 가장 가용성이 높은 구성 요소가 녹기 시작하는 온도 라인.
- Liquidus는 합금의 첫 번째 결정이 나타나기 시작하는 모든 구성 요소의 최종 융점입니다.
이러한 물질의 녹는점을 정확하게 측정하는 것은 불가능하며, 상태의 전이점은 숫자 간격을 나타냅니다.
금속이 녹기 시작하는 온도에 따라, 그들은 로 나뉩니다:
- 가용성, 최대 600°C. 여기에는 주석, 아연, 납 등이 포함됩니다.
- 중간 용융, 최대 1600 °C. 가장 일반적인 합금 및 금, 은, 구리, 철, 알루미늄과 같은 금속.
- 내화물, 1600 °C 이상 티타늄, 몰리브덴, 텅스텐, 크롬.
끓는점도 있습니다. 용융 금속이 기체 상태로 전환되기 시작하는 지점입니다. 이것은 일반적으로 융점의 2배인 매우 높은 온도입니다.
압력 영향
용융 온도 및 이와 동일한 응고 온도는 압력에 따라 달라지며 증가함에 따라 증가합니다. 이는 압력이 증가함에 따라 원자가 서로 접근하여 결정 격자를 파괴하기 위해서는 원자를 멀리 이동시켜야 하기 때문입니다. 증가된 압력에서 더 많은 열 운동 에너지가 필요하고 이에 상응하는 용융 온도가 증가합니다.
액체 상태가 되는 데 필요한 온도가 압력이 증가함에 따라 감소하는 경우는 예외입니다. 이러한 물질에는 얼음, 비스무트, 게르마늄 및 안티몬이 포함됩니다.
녹는점 표
용접공, 주물 작업자, 제련소 또는 보석상 등 철강 산업에 종사하는 모든 사람은 작업하는 재료가 녹는 온도를 아는 것이 중요합니다. 아래 표는 가장 일반적인 물질의 녹는점을 나열합니다.
녹는점 표 금속 및 합금
| 이름 | T pl, °C |
|---|---|
| 알류미늄 | 660,4 |
| 구리 | 1084,5 |
| 주석 | 231,9 |
| 아연 | 419,5 |
| 텅스텐 | 3420 |
| 니켈 | 1455 |
| 은 | 960 |
| 금 | 1064,4 |
| 백금 | 1768 |
| 티탄 | 1668 |
| 듀랄루민 | 650 |
| 탄소강 | 1100−1500 |
| 주철 | 1110−1400 |
| 철 | 1539 |
| 수은 | -38,9 |
| 멜키오르 | 1170 |
| 지르코늄 | 3530 |
| 규소 | 1414 |
| 니크롬 | 1400 |
| 창연 | 271,4 |
| 게르마늄 | 938,2 |
| 주석 | 1300−1500 |
| 청동 | 930−1140 |
| 코발트 | 1494 |
| 칼륨 | 63 |
| 나트륨 | 93,8 |
| 놋쇠 | 1000 |
| 마그네슘 | 650 |
| 망간 | 1246 |
| 크롬 | 2130 |
| 몰리브덴 | 2890 |
| 선두 | 327,4 |
| 베릴륨 | 1287 |
| 이길거야 | 3150 |
| 페크랄 | 1460 |
| 안티몬 | 630,6 |
| 티타늄 카바이드 | 3150 |
| 지르코늄 카바이드 | 3530 |
| 갈륨 | 29,76 |
용융 테이블 외에도 많은 다른 보조 재료가 있습니다. 예를 들어, 철의 끓는점은 얼마인가라는 질문에 대한 답은 끓는 물질 표에 있습니다. 끓는 것 외에도 금속은 강도와 같은 여러 다른 물리적 특성을 가지고 있습니다.
금속 강도
고체에서 액체 상태로 전환하는 능력 외에도 재료의 중요한 특성 중 하나는 강도입니다. 즉, 파괴 및 돌이킬 수 없는 형태 변화에 저항하는 고체의 능력입니다. 강도의 주요 지표는 사전 어닐링 된 공작물의 파열로 인해 발생하는 저항으로 간주됩니다. 강도의 개념은 액체 상태이기 때문에 수은에는 적용되지 않습니다. 강도 지정은 MPa - 메가 파스칼로 허용됩니다.
다음 그룹이 있습니다 금속의 강도:
- 부서지기 쉬운. 저항은 50MPa를 초과하지 않습니다. 여기에는 주석, 납, 연질 알칼리 금속이 포함됩니다.
- 내구성, 50-500 MPa. 구리, 알루미늄, 철, 티타늄. 이 그룹의 재료는 많은 구조용 합금의 기초입니다.
- 고강도, 500 MPa 이상. 예를 들어, 몰리브덴과 텅스텐.
금속 강도 표
일상 생활에서 가장 흔한 합금
표에서 알 수 있듯이 일상 생활에서 흔히 볼 수 있는 재료라도 원소의 녹는점은 크게 다릅니다.
따라서 수은의 최소 융점은 -38.9 ° C이므로 실온에서 이미 액체 상태입니다. 이것은 가정용 온도계의 낮은 표시가 섭씨 -39도라는 사실을 설명합니다. 이 표시기 아래에서 수은은 고체 상태로 변합니다.
가정용 응용 분야에서 가장 일반적인 땜납에는 융점이 231.9°C인 주석이 상당 부분 포함되어 있으므로 대부분의 땜납은 250-400°C의 납땜 인두 작동 온도에서 녹습니다.
또한 최대 30 ° C까지 용융 경계가 낮은 저 용융 솔더가 있으며 솔더링 된 재료의 과열이 위험 할 때 사용됩니다. 이러한 목적을 위해 비스무트가 포함 된 땜납이 있으며 이러한 재료의 용융은 29.7 - 120 ° C의 범위에 있습니다.
합금 성분에 따라 고탄소 재료의 용융은 1100 ~ 1500 °C 범위에 있습니다.
금속 및 그 합금의 녹는점은 매우 낮은 온도(수은)에서 수천 도의 한계까지 매우 넓은 온도 범위에 있습니다. 이러한 지표와 기타 물리적 특성에 대한 지식은 야금 분야에서 일하는 사람들에게 매우 중요합니다. 예를 들어, 금과 기타 금속이 녹는 온도를 아는 것은 보석상, 주조공 및 제련업자에게 유용할 것입니다.
각 금속 또는 합금은 융점을 포함하여 고유한 특성을 가지고 있습니다. 이 경우 물체는 한 상태에서 다른 상태로 이동하며 특정 경우에는 고체에서 액체가 됩니다. 그것을 녹이기 위해서는 열을 가져와 원하는 온도에 도달할 때까지 가열해야 합니다. 주어진 합금의 원하는 온도 지점에 도달하는 순간, 그것은 여전히 고체 상태로 남아 있을 수 있습니다. 계속 노출되면 녹기 시작합니다.
수은은 융점이 가장 낮습니다. -39 ° C에서도 녹고 텅스텐은 가장 높은 - 3422 ° C입니다. 합금(강철 및 기타)의 경우 다음을 결정하십시오. 정확한 수치매우 어렵습니다. 그것은 모두 구성 요소의 비율에 달려 있습니다. 합금의 경우 숫자 간격으로 표시됩니다.
프로세스는 어떻습니까
원소, 그것이 무엇이든: 금, 철, 주철, 강철 또는 기타 - 거의 동일하게 녹습니다. 이것은 외부 또는 내부 가열에서 발생합니다. 외부 가열은 열로에서 수행됩니다. 내부의 경우 저항 가열을 사용하여 전류 또는 유도를 통과시킵니다. 고주파 전자기장 가열. 영향은 거의 같습니다.
언제 가열이 일어난다, 분자의 열 진동 진폭이 증가합니다. 나타나다 격자 구조적 결함원자간 결합이 끊어짐을 동반합니다. 격자가 파괴되고 결함이 축적되는 기간을 용융이라고 합니다.
금속이 녹는 정도에 따라 다음과 같이 나뉩니다.
- 가용성 - 최대 600 ° C: 납, 아연, 주석;
- 중간 용융 - 600 ° C에서 1600 ° C까지 : 금, 구리, 알루미늄, 주철, 철 및 대부분의 모든 원소 및 화합물;
- 내화물 - 1600 ° C에서 : 크롬, 텅스텐, 몰리브덴, 티타늄.
최대 정도에 따라 용해 장치도 선택됩니다. 더 강할수록 가열이 강해야합니다.
두 번째로 중요한 값은 끓는 정도입니다. 이것은 액체가 끓기 시작하는 매개변수입니다. 일반적으로 녹는 정도의 두 배입니다. 이 값은 서로 정비례하며 일반적으로 정상 압력에서 제공됩니다.
압력이 증가하면 용융량도 증가합니다. 압력이 감소하면 감소합니다.
특성표
금속 및 합금 - 필수 불가결 단조의 기초, 주조, 보석 및 기타 여러 생산 분야. 주인이 무엇을 하든( 금 보석, 주철 울타리, 강철로 만든 칼 또는 구리 팔찌), 을 위한 올바른 작동그는 이 요소나 그 요소가 녹는 온도를 알아야 합니다.
이 매개변수를 찾으려면 표를 참조해야 합니다. 표에서 끓는 정도도 확인할 수 있습니다.
일상 생활에서 가장 일반적으로 사용되는 요소 중 융점 지표는 다음과 같습니다.
- 알루미늄 - 660 °C;
- 구리의 융점 - 1083 °C;
- 금의 융점 - 1063 ° C;
- 은색 - 960 °C;
- 주석 - 232 °C 주석은 작업 납땜 인두의 온도가 250-400도에 불과하기 때문에 납땜에 자주 사용됩니다.
- 납 - 327 °C;
- 철의 융점 - 1539 ° C;
- 강철(철과 탄소의 합금)의 용융 온도 - 1300 °C ~ 1500 °C. 강철 성분의 포화도에 따라 변동합니다.
- 주철의 녹는점 (철과 탄소의 합금이기도 함) - 1100 ° C에서 1300 ° C까지;
- 수은 - -38.9 ° C
표의 이 부분에서 알 수 있듯이 가장 잘 녹는 금속은 수은이며, 이는 이미 양의 온도에서 액체 상태입니다.
이 모든 요소의 끓는 정도는 거의 두 배이며 때로는 녹는 정도보다 높습니다. 예를 들어 금의 경우 2660 ° C입니다. 알류미늄 - 2519°C, 철의 경우 - 2900 ° C, 구리의 경우 - 2580 ° C, 수은의 경우 - 356.73 ° C
강철, 주철 및 기타 금속과 같은 합금의 경우 계산은 거의 동일하며 합금의 성분 비율에 따라 다릅니다.
금속의 최대 끓는점은 레늄 - 5596°C. 가장 높은 끓는점은 가장 내화 물질에 있습니다.
를 나타내는 표도 있습니다. 금속의 밀도. 가장 가벼운 금속은 리튬이고 가장 무거운 금속은 오스뮴입니다. 오스뮴은 우라늄보다 밀도가 높다실온에서 볼 때 플루토늄. 경금속에는 마그네슘, 알루미늄, 티타늄이 포함됩니다. 중금속에는 철, 구리, 아연, 주석 및 기타 많은 금속이 포함됩니다. 마지막 그룹- 매우 중금속, 여기에는 텅스텐, 금, 납 등이 포함됩니다.
표에서 찾을 수 있는 또 다른 지표는 금속의 열전도율. 무엇보다도 넵투늄은 열을 전도하고 은은 최고의 열 전도체입니다. 금, 강철, 철, 주철 및 기타 요소는 이 두 극단의 중간에 있습니다. 각각에 대한 명확한 특성은 원하는 표에서 찾을 수 있습니다.
밀도와 함께 녹는 온도, ~을 참고하여 물리적 특성궤조. 금속 융점- 금속이 가열되면 정상 상태(수은 제외)인 고체 상태에서 액체 상태로 넘어가는 온도. 녹는 동안 금속의 부피는 실제로 변하지 않으므로 녹는점의 정상 온도는 대기압은 영향을 미치지 않습니다.
금속의 녹는점 섭씨 -39도에서 +3410도 사이입니다.. 대부분의 금속은 녹는점이 높지만 일부 금속은 집에서 기존 버너(주석, 납)로 가열하여 녹일 수 있습니다.
녹는점에 따른 금속 분류
- 가용성 금속, 융점이 변동하는 최대 600예를 들어 섭씨도 아연, 주석, 비스무트.
- 중간 용융 금속, 온도에서 녹는 600에서 1600으로섭씨 온도: 예를 들어 알루미늄, 구리, 주석, 철.
- 내화 금속, 융점이 도달하는 1600 이상섭씨 온도 - 텅스텐, 티타늄, 크롬등
- - 액체 상태의 정상 조건(정상 대기압, 평균 주변 온도)에 있는 유일한 금속. 수은의 녹는점은 대략 -39도섭씨.
금속 및 합금의 융점 표
| 금속 | 녹는 온도, 섭씨 온도 |
| 알류미늄 | 660,4 |
| 텅스텐 | 3420 |
| 듀랄루민 | ~650 |
| 철 | 1539 |
| 금 | 1063 |
| 이리듐 | 2447 |
| 칼륨 | 63,6 |
| 규소 | 1415 |
| 놋쇠 | ~1000 |
| 가용성 합금 | 60,5 |
| 마그네슘 | 650 |
| 구리 | 1084,5 |
| 나트륨 | 97,8 |
| 니켈 | 1455 |
| 주석 | 231,9 |
| 백금 | 1769,3 |
| 수은 | –38,9 |
| 선두 | 327,4 |
| 은 | 961,9 |
| 강철 | 1300-1500 |
| 아연 | 419,5 |
| 주철 | 1100-1300 |
금속 제품의 제조를 위해 금속을 녹일 때 - 주물, 장비, 금속 성형 재료 등의 선택은 녹는 온도에 달려 있습니다.또한 기억해야합니다. 금속을 다른 원소와 합금할 때 융점이 가장 자주 감소합니다..
흥미로운 사실
"금속 녹는점"과 "금속 끓는점"의 개념을 혼동하지 마십시오. 많은 금속의 경우 이러한 특성이 크게 다릅니다. 예를 들어 은은 섭씨 961도에서 녹고 가열 온도가 2180도에 도달할 때만 끓습니다.
금속의 녹는점은 고체에서 액체로 변하는 최저 온도입니다. 녹는 동안 부피는 거의 변하지 않습니다. 금속은 가열 정도에 따라 녹는점에 따라 분류됩니다.
가용성 금속
가용성 금속은 녹는점이 600°C 미만입니다. 이들은 아연, 주석, 비스무트입니다. 이러한 금속은 스토브에서 가열하거나 납땜 인두를 사용하여 집에서 녹일 수 있습니다. 가용성 금속은 전자 및 공학에서 전류의 이동을 위해 금속 요소와 전선을 연결하는 데 사용됩니다. 주석의 융점은 232도이고 아연은 419입니다.
중간 용융 금속
중간 용융 금속은 600°C에서 1600°C 사이의 온도에서 고체에서 액체 상태로 변하기 시작합니다. 슬래브, 철근, 블록 및 기타 건설에 적합한 금속 구조물을 만드는 데 사용됩니다. 이 금속 그룹에는 철, 구리, 알루미늄이 포함되며 많은 합금의 일부이기도 합니다. 구리는 금, 은, 백금과 같은 귀금속 합금에 첨가됩니다. 750 금은 구리를 포함하여 25%의 합금 금속을 함유하고 있어 붉은 색조를 띠게 됩니다. 이 물질의 융점은 1084 °C입니다. 그리고 알루미늄은 섭씨 660도라는 비교적 낮은 온도에서 녹기 시작합니다. 가볍고, 연성이며, 산화나 녹이 슬지 않는 값싼 금속으로 식기류 제조에 널리 사용됩니다. 철의 녹는점은 1539도입니다. 가장 인기 있고 저렴한 금속 중 하나이며 건설 및 자동차 산업에서 널리 사용됩니다. 그러나 철은 부식되기 쉽기 때문에 추가 가공을 해야 하며 페인트로 보호층을 덮어야 하며 건조유 또는 습기가 들어가지 않도록 해야 합니다.
내화 금속
내화 금속의 온도는 1600°C 이상입니다. 이들은 텅스텐, 티타늄, 백금, 크롬 및 기타입니다. 그들은 광원, 기계 부품, 윤활유 및 원자력 산업에서 사용됩니다. 전선, 고전압 전선을 만드는 데 사용되며 융점이 낮은 다른 금속을 녹이는 데 사용됩니다. 백금은 1769도에서 고체에서 액체로, 텅스텐은 3420도에서 변하기 시작합니다.
수은은 정상 조건, 즉 정상 대기압 및 평균 주변 온도에서 액체 상태인 유일한 금속입니다. 수은의 녹는점은 영하 39°C입니다. 이 금속과 그 흄은 유독하므로 밀폐된 용기나 실험실에서만 사용됩니다. 수은의 일반적인 용도는 체온을 측정하는 온도계입니다.
