Какова температура кипения и плавления меди: Температура плавления меди – при какой температуре плавится медь
Содержание
Температура плавления алюминия
Переход Al, сплавов на его основе, из твёрдого агрегатного состояния (исходного) в жидкое, происходит, когда к нему подводится тепло. Сделано это может быть снаружи, либо посредством его подачи непосредственно в толщу материала (вариант, индукционный нагрев).
Общая информация о процессе
В твёрдом состоянии кристаллическая решётка металла состоит из зёрен, пространственно ориентированных произвольным образом (подобные структуры именуются поликристаллическими).
В процессе плавления объём металла увеличивается. У химически чистых, он происходит быстро и при определённых температурах. Пример. Фактическая температура плавления Al (t):
- сверхчистого, с процентным содержанием Al 99,996%, равняется 660,37°С;
- при снижении доли чистого металла до 99,5, t=657°С;
- при 99,0%, t=643°С.
Резкое увеличение объёма происходит под воздействием определённого тепла, инициирующего плавление. Данная величина именуется скрытой теплотой.
Последнее способствует тому, что исходная кристаллическая структура материала теряет упорядоченность и плотность. Процесс обратим (охлаждение/нагревание).
Температура плавления, именуемая равновесной
Любые химически чистые металлы, включая алюминий, имеют температурную характеристику, именуемую «точка плавления». Материалы, достигая её, становятся жидкими. Для незначительных объёмов образцов алюминия переход в иное агрегатное состояние происходит настолько быстро (в плане изменения температурного режима), что измерить его можно с точностью до 0,1°С.
Обратная процедура, предусматривающая переход в твёрдое состояние, происходит при достижении «точки затвердевания». При равновесных условиях, при чисто теоретическом допущении, её значение равно температуре плавления. Фактически между этими значениями существуют незначительные разбросы.
Температуры начала и завершения плавления
Эти две величины также необходимо учитывать при рассмотрении вопроса плавления металлов:
- первая, «солидус» (твёрдый) – это значение температуры, по достижению которой начинается процесс плавления;
- вторая, «ликвидус» (жидкий) – обозначает показатель, достижение которого приводит к завершению плавления.
Сплавы на основе алюминия, начинают кристаллизоваться при достижении значения, именуемого «ликвидус». Заканчивается отверждение при достижении «солидус». Между этими значениями металл находится в кашицеобразном состоянии.
Влияние на процессы плавления примесей, легирующих элементов
При добавлении в химически чистый металл присадок, включая легирующие, достигается понижение температуры, необходимой для начала процесса плавления. Пример, значительное содержание Mg, Si опускает её почти до 500°С.
Для сплавов, определение «температура плавления» фактически не используется, так как данный процесс идёт в определённом интервале температур.
Особенности плавления силумина
Различные сплавы, имеющие широкий температурный интервал между величинами ликвидус (солидус), именуются эвтектическими. Пример. E cплавов на основе Al, в составе которых 12,5 % Si, этот диапазон сокращён до точки плавления. Именно эта температурное значение будет называться эвтектическим.
Данный сплав относится к группе силуминов, обладающих литейными свойствами. Её величина составляет 577°С.
Рост процентного содержания Si приводит к снижению величины «ликвидус» от max (значение для чистого Al составляет 660°C) с величиной «солидуса» (577°С).
Среди иных легирующих материалов следует упомянуть Mg. Эвтектической температуры в 450°С можно достичь при его содержании в 18,9%. Для Gu эта температура равна 548°С. Для Mn, 658°С.
Большинство сплавов содержит три и более легирующих элемента. Поэтому рассмотренные температуры могут быть ещё ниже.
Процесс плавления алюминия (его сплавов), весьма сложный технологический процесс. Для получения требуемого результата следует учитывать значительное количество внешних факторов, включая различные температурные характеристики.
Также рекомендуем прочитать:
Алюминиевый уголок для отделки плиткой преимущества использования, необходимость.
В чем отличия между пластиковыми карнизами и алюминиевыми?
Что важно для выбора карнизов для штор?
Температура плавления алюминия
Плавление алюминия, как и других веществ, происходит при подводе к нему тепловой энергии, снаружи или непосредственно в его объём, как это происходит, например, при индукционном нагреве.
Температура плавления чистого алюминия
Влияние чистоты алюминия
Температура плавления алюминия зависит от его чистоты:
- Температура плавления сверхчистого алюминия 99,996 %: 660,37 °С.
- При содержании алюминия 99,5 % плавление начинается при 657 °С.
- При содержании алюминия 99,0 % плавление начинается при 643 °С.
Table 1 – Relationship between the Purity Aluminium and its Melting Point [2]
Влияние давления
Fig. 1-1 – Relationships between the melting point of aluminium and applied pressure [2]
Температура плавления металлов
Металлы и неметаллы
Любой кусок металла, например, алюминия, содержит миллионы отдельных кристаллов, которые называются зернами. Каждое зерно имеет свою уникальную ориентацию атомной решетки, но все вместе зерна ориентированы внутри этого куска случайным образом. Такая структура называется поликристаллической.
Аморфные материалы, например, стекло, отличаются от кристаллических материалов, например, алюминия, по двум важным отличиям, которые связаны друг с другом:
- отсутствие дальнего порядка молекулярной структуры
- различия в характере плавления и термического расширения.
Различие молекулярной структуры можно видеть на рисунке 1. Слева показана плотно упакованная и упорядоченная кристаллическая структура. Аморфный материал показан справа: менее плотная структура со случайным расположением атомов.
Figure 1-2 – Illustration of difference in structure between:
(a) crystalline and (b) non-crystalline materials.
The crystal structure is regular, repeating, and denser,
whereas the non-crystalline structure is more loosely packed and random [3]
Плавление металлов
Это различие в структуре проявляется при плавлении металлов, в том числе, плавлении алюминия различной чистоты и его сплавов. Менее плотно упакованные атомы дают увеличение объема (снижение плотности) по сравнению с тем же металлом в твердом кристаллическом состоянии.
Металлы при плавлении испытывают увеличение объема. У чистых металлов это объемное изменение происходит весьма резко и при постоянной температуре – температуре плавления, как это показано на рисунке 2.
Это изменение представляет собой разрыв между наклонными линиями по обе стороны от точки плавления. Обе эти наклонные линии характеризуют температурное расширение металла, которое обычно является различным в жидком и твердом состоянии.
Fig. 2 – Characteristic change in volume for a pure metal (a crystalline structure),
compared to same volumetric changes in glass (noncrystalline structure) [3]
Теплота плавления
С этим резким увеличением объема при переходе металла из твердого состояния в жидкое связано определенное количество тепла, которое называется скрытой теплотой плавления. Это тепло заставляет атомы терять плотную и упорядоченное кристаллическую структуру. Этот процесс является обратимым, он работает в обоих направлениях – и при нагреве, и при охлаждении.
Равновесная температура плавления
Как было показано выше, чистые кристаллические вещества, например, чистые металлы, имеют характерную температуру плавления, которую часто называют «точкой плавления».
При этой температуре это чистое твердое кристаллическое вещество плавится и становится жидкостью. Переход между твердым и жидким состоянием для малых образцов чистых металлов настолько мал, что может измеряться с точностью 0,1 ºС.
Жидкости имеют характерную температуру, при которой они превращаются в твердое вещество. Эту температуру называют температурой затвердевания или точкой затвердевания. Теоретически – в равновесных условиях – равновесная температура плавления твердого вещества является той же самой, что и равновесная температура его затвердевания. На практике можно наблюдать небольшие различия между этими величинами (рисунок 3).
Figure 3 – (a) Ideal freezing curve of a pure metal;
(b) Natural freezing and heating curves of a pure metal [4]
Температуры ликвидус и солидус
- Температура начала плавления называется температурой солидус (или точкой солидус)
- Температура окончания плавления – температурой ликвидус (или точкой ликвидус).
«Солидус» означает, понятно, твердый, а «ликвидус» – жидкий: при температуре солидуса весь сплав еще твердый, а при температуре ликвидуса – весь уже жидкий.
При затвердевании этого сплава из жидкого состояния температура начала кристаллизации (затвердевания) будет та же температурой ликвидус, а окончания кристаллизации – та же температура солидус. При температуре сплава между его температурами солидуса и ликвидуса он находится в полужидком-полутвердом, кашеобразном состоянии.
Плавление алюминия
Влияние легирующих элементов и примесей
Добавление в алюминий других элементов, в том числе легирующих, снижает температуру его плавления, точнее – начала его плавления. Так, у некоторых литейных алюминиевых сплавов с большим содержанием кремния и магния температура начала плавления снижается почти до 500 °С. Вообще, понятие «температура плавления» распространяется только на чистые металлы и другие кристаллические вещества. У сплавов же нет определённой температуры плавления: процесс их плавления (и затвердевания) происходит в некотором интервале температур.
Figure 4 – Changes in volume per unit weight (1/density) as a function of temperature
for a hypothetical pure metal, alloy, and glass;
all exhibiting similar thermal expansions and melting characteristics [3]
Интервалы температуры плавления
В таблице ниже представлены температуры ликвидуса и солидуса некоторых промышленных деформируемых сплавов. Необходимо иметь в виду, что понятия температур солидус и ликвидус определены для равновесных превращений жидкой фазы в твердую и обратно, то есть при бесконечной длительности процессов. На практике надо делать поправки с учетом скорости нагрева или охлаждения.
Table 2 – The points of liquidus and solidus of some aluminium alloys [1]
Плавление силумина
Не все сплавы имеют интервал между температурами солидус и ликвидус. Такие сплавы называют эвтектическим. Например, у алюминиевого сплава с содержанием 12,5 % кремния точки ликвидуса и солидуса сводятся в точку: этот сплав как и чистые металлы имеет не интервал, а точку плавления.
Эта точка и температура называются эвтектическими. Этот сплав относится к знаменитым литейным алюминиево-кремниевым сплавам – силуминам с узким интервалом солидус-ликвидус, что и дает их лучшие литейные свойства.
В двойном сплаве Al-Si температура солидус постоянна и составляет 577 °С. При увеличении содержания кремния температура ликвидус снижается от максимального значения для чистого алюминия 660 °С и до совпадения с температурой солидуса 577 °С при содержании кремния 12,6 %.
Среди других легирующих элементов алюминия сильнее всего понижает температуру плавления магний: эвтектическая температура 450 °С достигается при содержании магния 18,9 %. Медь дает эвтектическую температуру 548 °С, а марганец – всего лишь 658 °С! Большинство сплавов являются не двойными, а тройными и даже четверными. Поэтому при совместном влиянии нескольких легирующих элементов температура солидуса – начала плавления или конца затвердевания может быть еще ниже.
Затвердевание алюминия
Чистый алюминий
Чистые металлы, в том числе, чистый алюминий, имеют четкую температуру плавления – точку плавления.
Затвердевание или «замерзание» чистого алюминия происходит также при постоянной температуре. Когда чистый жидкий алюминий охлаждается, его температура падает до температуры затвердевания и остается при этой температуре, пока весь он (жидкий алюминий) не затвердеет. На рисунках 5 и 6 показаны типичные кривые охлаждения чистого металла с переходом его из жидкого состояния в твердое.
Figure 5 – Cooling curve for a pure metal during casting [3]
Figure 6 – Solidification of pure aluminium [5]
Алюминиевый сплав
При затвердевании алюминиевого сплава, который состоит из алюминия и растворенного в нем легирующего элемента, например, кремния или меди, то кривая охлаждение этого сплава показывает, что начало затвердевания происходит при одной температуре, а окончание – при другой температуре (рисунок 7).
Figure 7 – Cooling curve for an aluminium alloy casting (adapted from [3])
Расплавление алюминиевых сплавов для литья
Для нагрева алюминиевого сплава до температуры жидкого состояния, при которой возможно выполнение операций литья, применяют плавильные печи различных видов.
Тепловая энергия, которая требуется для того, чтобы нагреть металл до температуры жидкого состояния, при которой его можно разливать в литейные формы, состоит из суммы следующих компонентов:
- Теплота, чтобы поднять температуру металла до температуры плавления
- Теплота плавления, чтобы перевести металл из твердого состояния в жидкое состояние
- Теплота для нагрева расплавленного металла до заданной температуры разливки
Температура разливки – это температура расплавленного металла, при которой он заливается в литейную форму. Важным фактором здесь является разность между температурой разливки и температурой, при которой начинается затвердевание. Этой температурой является температура (точка) плавления для чистого алюминия или температура ликвидус для алюминиевого сплава. Эту разность температур иногда называют перегревом. Этот термин также может применяться для количества теплоты, которое надо отобрать от жидкого металла между разливкой и моментом начала затвердевания.
Температура кипения
- Температура кипения чистого алюминия составляет 2494 ºС [1]
Другие термические свойства алюминия [1]:
- скрытая теплота плавления: 397 кДж/г
- удельная теплота испарения: 1,18 · 10-4 MДж/(г·К)
- теплота сгорания: 31,05 МДж/кг
- теплоемкость: 0,900 кДж/(г·К) при 25 ºС;
1,18 кДж/(г·К) при 660,4 ºС (жидкий)
Температура плавления различных металлов
Температура плавления некоторых других чистых металлов составляет (градусы Цельсия) [1]:
- ртуть: минус 39
- литий: 181
- олово: 232
- свинец: 328
- цинк: 420
- магний: 650
- медь: 1085
- никель: 1455
- железо: 1538
- титан: 1670
Источники:
1. Aluminum and Aluminum Alloys, ASM International, 1993
2. Handbook of Aluminum: Vol. 1, ed. G. E. Totten, D. S. MacKenzie, 2003
3. Groover, Mikell P. Fundamentals of modern manufacturing: materials, processes and systems, 4th ed.
– JOHN WILEY & SONS, 2010
4. Introduction to Alloy Phase Diagrams – ASM International, 1992
5. TALAT 1205
Температуры плавления и кипения – теплота испарения и плавления обычных материалов
Температуры плавления и кипения, скрытая теплота испарения и теплота плавления обычных веществ, таких как медь, золото, свинец и других – единицы СИ.
Рекламные ссылки
Температуры плавления и кипения, скрытая теплота испарения и теплота плавления из твердого состояния в жидкое для обычных веществ:
| Вещество | Температура плавления — t — ( o C) | Скрытая теплота плавления — L 90 017 f — (кДж/кг) | Температура кипения — Испарение — Температура — t — ( o C) | Скрытая теплота испарения — L v — (кДж/кг) |
|---|---|---|---|---|
| Алюминий | 659 | 399 | 2327 | 10530 |
| Латунь | 930 | |||
| Кобальт | 1480 | 2900 | ||
| Медь | 1083 | 207 | 2595 | 4730 |
| Спирт этиловый 9 0075 | -114 | 108 | 78,3 | 855 |
| Золото | 1063 | 64 | 2600 | 1577 |
| Графит | 3500 | |||
| Водород | -259 | 58. 0 | -253 | 455 |
| Свинец | 328 | 23 | 1750 | 859 |
| Марганец | 1260 | 2150 | ||
| Магний | 650 | 1110 | ||
| Меркурий | -38,8 | 11 | 357 9 0075 | 295 |
| Молибден | 2620 | 5560 | ||
| Никель | 1455 | 2730 | ||
| Азот | -210 | 25,7 | -196 | 200 |
| Кислород | -219 | 13,9 | -183 | 213 |
| Серебро | 111 | 1950 | 2356 | |
| Титан | 1700 | 32 60 | ||
| Вольфрам | 3370 | 5930 | ||
| Цинк | 420 | 900 75 | 906 | |
| Вода | 0 | 335 | 100 | 2272 |
- T( o C) = 5/9[T( o F) — 32]
- 1 кДж/кг = 0,4299 БТЕ/фунт m = 0,23884 ккал/кг
Рекламные ссылки
Связанные темы
Связанные документы
Engineering ToolBox — Расширение SketchUp — 3D-моделирование в режиме онлайн!
Добавляйте стандартные и настраиваемые параметрические компоненты, такие как балки с полками, пиломатериалы, трубопроводы, лестницы и т.
д., в свою модель Sketchup с помощью Engineering ToolBox — расширения SketchUp, которое можно использовать с потрясающими, интересными и бесплатными приложениями SketchUp Make и SketchUp Pro. .Добавьте расширение Engineering ToolBox в свой SketchUp из хранилища расширений SketchUp Pro Sketchup!
Перевести
О Engineering ToolBox!
Мы не собираем информацию от наших пользователей. В нашем архиве сохраняются только электронные письма и ответы. Файлы cookie используются только в браузере для улучшения взаимодействия с пользователем.
Некоторые из наших калькуляторов и приложений позволяют сохранять данные приложения на локальном компьютере. Эти приложения будут — из-за ограничений браузера — отправлять данные между вашим браузером и нашим сервером. Мы не сохраняем эти данные.
Google использует файлы cookie для показа нашей рекламы и обработки статистики посетителей. Пожалуйста, прочитайте Конфиденциальность и условия Google для получения дополнительной информации о том, как вы можете контролировать показ рекламы и собираемую информацию.
AddThis использует файлы cookie для обработки ссылок на социальные сети. Пожалуйста, прочитайте AddThis Privacy для получения дополнительной информации.
Реклама в ToolBox
Если вы хотите продвигать свои товары или услуги в Engineering ToolBox — используйте Google Adwords. Вы можете настроить таргетинг на Engineering ToolBox с помощью управляемых мест размещения AdWords.
Citation
Эту страницу можно цитировать как
- Engineering ToolBox, (2003). Температуры плавления и кипения. Теплота испарения и плавления обычных материалов . [онлайн] Доступно по адресу: https://www.engineeringtoolbox.com/melting-boiling-temperatures-d_392.html [День обращения, мес. год].
Изменить дату доступа.
. .
закрыть
Температуры плавления медно-никелевого сплава
6 декабря 2022 г. 6 декабря 2022 г.
| 18:52
Медно-никелевые сплавы — это тип металла, используемый для различных целей.
Инженерам, ученым и другим специалистам, работающим с медно-никелевыми сплавами, важно понимать их температуры плавления. В этом сообщении блога мы обсудим, почему важна температура плавления медно-никелевых сплавов, а также предоставим обзор различных медно-никелевый сплав температура плавления .
Температура плавления материала — это температура, при которой он переходит из твердого состояния в жидкое. Температура плавления медно-никелевых сплавов ( 1100-1145*C ) важна, поскольку помогает понять, как они будут вести себя при различных температурах. Это также позволяет нам выбрать правильный материал для нашего приложения. Например, при более высоких температурах могут потребоваться материалы с более высокой температурой плавления, чтобы сохранить свою структурную целостность и избежать повреждения или деформации.
Различные типы медно-никелевых сплавов имеют разные температуры плавления, поэтому важно знать, с каким типом вы имеете дело, прежде чем работать с ними.
Вообще говоря, сплавы с низким содержанием никеля (те, которые содержат менее 10% никеля) имеют более низкую температуру плавления по сравнению со сплавами с высоким содержанием никеля (те, которые содержат более 10% никеля). Например, сплав, содержащий 5% никеля, имеет температуру плавления около 1200°C, а сплав, содержащий 30% никеля, имеет гораздо более высокую температуру плавления, около 1450°C.
Также важно отметить, что на температуру плавления медно-никелевых сплавов могут влиять и другие факторы, такие как примеси и изменения состава. Примеси могут снизить общую прочность и стабильность сплава и, следовательно, снизить его общую температуру плавления, как и у многих других металлов. Различия в составе могут вызвать небольшие различия в физических свойствах и термических характеристиках между двумя образцами, изготовленными из одного и того же сплава, но с несколько разным составом (т. е. два образца, изготовленные из сплава с 20 % никеля, могут демонстрировать несколько разные характеристики из-за незначительных различий в составе).
