Самая высокая температура плавления металла: Температура плавления металлов. Самый тугоплавкий и легкоплавкий металл :: SYL.ru

Тугоплавкие металлы были выделены в отдельный класс благодаря объединяющему их свойству — высокой температуре плавления. Она выше, чем у железа, которая равна 1539 °C. Поэтому металлы данной группы и получили такое название. Они принадлежат к числу так называемых редкоземельных элементов. Так, например, по распространённости в земной коре ниобий и тантал составляют 3%, а цирконий только 2%.

По температурному показателю плавления кроме перечисленных, к ним относятся металлы, так называемой платиновой группы. Ещё их называют благородными или драгоценными.

Определённая схожесть строения атома обусловила схожесть их свойств. На основании этого можно обобщить некоторые черты проявления таких металлов в земной коре и определиться с технологией их добычи, производства и переработки.

Свойства тугоплавких металлов

За счёт того, что они расположены в соседних группах периодической таблицы, физические свойства у тугоплавких металлов достаточно близкие:

• Плотность металла колеблется в интервале от 6100 до 10000 кг/м³. По этому показателю выделяется только вольфрам. У него он равен 19000 кг/м³.
• Температура плавления. Она превышает температуру плавления железа и колеблется от 1950 °С у ванадия до 3395 °С у вольфрама.
• Удельная теплоёмкость у них незначительно отличается друг от друга и находится в пределах от 200 до 400 Дж/(кг-град).
• Коэффициент теплопроводности сильно меняется от элемента к элементу. Если у ванадия он равен 31 Вт/(м-град), то у вольфрама он достигает величины в 188 Вт/(м-град).

Физические свойства тугоплавких металлов

Химические свойства также достаточно схожие:

• Очень похожее строение атома.
• Обладают высокой химической активностью. Это свойство определяет основные трудности при сохранении стабильности их соединений.
• Прочность межатомных связей определяет высокую температуру плавления. Это обстоятельство объясняет высокую механическую прочность, твёрдость и электрические характеристики (в частности сопротивление).
• Проявляют хорошую устойчивость при воздействии различных кислот.

К основным недостаткам тугоплавких металлов относятся:

• Низкая коррозийная стойкость. Процесс окисления происходит достаточно быстро. Его разделяют на две последовательные стадии. Непосредственное взаимодействие металла с кислородом окружающего воздуха, что приводит к образованию оксидной плёнки. На второй стадии происходит процесс диффузии (проникновения) атомов кислорода через образовавшуюся оксидную плёнку.
• Трудности со свариваемостью тугоплавких металлов. Это вызвано высокой химической активностью к окружающему воздуху при высоких температурах, хрупкостью при насыщении различными примесями. Кроме того, трудно определить точку перегрева и практически невозможно контролировать повышение предела текучести.
• Трудности их получения использования в чистом виде без примесей.
• Необходимость применения специальных покрытий от быстрого окисления. Для сплавов, основу которых составляет вольфрам и молибден, разработаны силицидные покрытия.
• Трудности, связанные с механической обработкой. Для качественной обработки их сначала необходимо нагреть.

Производство тугоплавких металлов

Все способы производства тугоплавких металлов основаны на методиках так называемой порошковой металлургии. Сам процесс происходит в несколько этапов:

1. На начальном этапе получают порошок металла.
2. Затем методами химического восстановления (обычно аммонийных солей или оксидов) выделяют требуемый металл. Такое выделение получается в результате воздействия на порошок водорода.
3. На завершающем этапе получают химическое соединение, называемое гексафторидом соответствующего металла, и уже из него сам металл.

Применение тугоплавких металлов

Начиная со второй половины двадцатого века тугоплавкие металлы стали применяться во многих отраслях промышленного производства. Порошки тугоплавких металлов используются для производства первичной продукции. Тугоплавкие металлы вырабатывают в виде проволоки, слитков, арматуры, прокатного металла и фольги.

Отдельное место такие металлы занимают в технологии выращивания лейкосапфиров. Они относятся к классу монокристаллов и называются искусственными рубинами.

Изделия из тугоплавких металлов входят в состав бытовых и промышленных электрических приборов, огнеупорных конструкций, деталей для двигателей авиационной и космической техники. Особое место занимают тугоплавкие металлы при производстве деталей сложной конфигурации.

Вольфрам

Этот металл открыли в далёком 1781 г. Его температура плавления равна 3380 °С. Поэтому он на сегодняшний день является самым тугоплавким металлом. Получают вольфрам из специального порошка, подвергая его химической обработке. Этот процесс основан на прессовании с последующим спеканием при высоких температурах. Далее его подвергают ковке и волочению на станках. Это связано с его наибольшей тугоплавкостью. Так получают волокнистую структуру (проволоку). Она достаточно прочная и практически не ломается. На конечном этапе его раскатывают в виде тонких нитей или гибкой ленты. Для проведения механической обработки необходимо создать защитную среду из инертного газа. В этой среде температура должна превышать 400 °С. При температуре окружающей среды он приобретает свойства парамагнетика. Ему присущи следующие недостатки:

• сложность в создании условий для механической обработки;
• быстрое образование на поверхности оксидных плёнок. Если в контакте имеются серосодержащие вещества, образуются сульфидные плёнки;
• создание хорошего электрического контакта между несколькими деталями возможно только при создании большого давление.

Вольфрам

Для улучшения свойств вольфрама (тугоплавкости, устойчивости к коррозии, износостойкости) в него добавляют легирующие металлы. Например, рений и торий.

Металл используется для производства нитей накаливания для  осветительных и сушильных ламп. Его добавляют в сварочные электроды, элементы электронных ламп и рентгеновских трубок. Также применяется при производстве элементов ракет, в реактивных двигателях, артиллерийских снарядах.

Молибден

По внешнему виду и характеристикам очень похож на вольфрам. Главным отличием является то, что его удельный вес почти в два раза меньше. Его получают аналогичным образом. Он широко применяется в радиоэлектронной промышленности, для изготовления различных испарителей в вакуумной технике, разрывных электрических контактов. Как и вольфрам, он является парамагнетиком. Для изготовления электродов стекловаренных (стеклоплавильных) печей он просто незаменим.

Ниобий

Температура плавления ниобия составляет 2741 °С. По своим химическим, физическим и механическим свойствам очень напоминает тантал. Он достаточно пластичен. Обладает хорошей свариваемостью и высокой теплопроводностью даже без дополнительного нагрева. Как и все остальные металлы его получают из порошка. Конечные заготовки из ниобия – проволока, лента, труба.

Ниобий

Сам металл и его сплавы демонстрируют эффект сверхпроводимости. Его широко применяют для изготовления анодов, экранных и антидинатронных сеток в электровакуумных приборах. Благодаря хорошей пористости, его успешно применяют в качестве газопоглотителей. В микроэлектронике он идёт на изготовление резисторов в микросхемах.

Ниобий хорошо себя проявил в качестве легирующей добавки. Используется при создании различных жаростойких конструкций, агрегатов работающих в агрессивных и радиоактивных средах. Из сплава стали и ниобия изготавливают некоторые элементы реактивных двигателей. Благодаря его свойству не взаимодействовать с радиоактивными веществами при высоких температурах, например, с ураном, применяется при изготовлении оболочек для урановых элементов, отводящих тепло в реакторах.

Тантал

Внешне имеет светло-серый цвет с небольшим голубоватым оттенком. Температура плавления близка к 3000 °С. Хорошо поддается основным видам обработки. Его можно ковать, прокатывать, производить волочение для изготовления проволоки. Эти операции не требуют значительного нагрева. Для удобства дальнейшего использования тантал изготавливают в форме фольги и тонких листов. Повышение температуры вызывает активное взаимодействие со всеми газами, кроме инертных – с ними никаких реакций не наблюдается.

Тантал

Из тантала производят внутренние элементы генераторных ламп (магнетронов и клистронов). Он активно используется при производстве пластин в электролитических конденсаторах. Очень удобен для изготовления пленочных резисторов. Активно применяется для изготовления так называемых лодочек в испарителях, в которых осуществляется термическое напыление различных материалов на тонкие пленки.

Ввиду ряда своих уникальных качеств, считается незаменимым в ядерной, аэрокосмической и радиоэлектронной промышленности.

Рений

Был открыт позже всех из перечисленных ранее металлов. Он полностью оправдывает свое название «редкоземельный металл», потому что находится в небольших количествах в составе руды других металлов, таких как платина или медь. В основном его используют как легирующую добавку. Полученные сплавы приобретают хорошие характеристики прочности и ковкости. Это один из самых дорогих металлов, поэтому его применение приводит к резкому увеличению цены всего оборудования. Те не менее, его применяют в качестве катализатора.

Хром

Хром — уникальный металл. Широко применяется в промышленности благодаря своим замечательным свойствам: прочности, устойчивости к внешним воздействиям (нагреву и коррозии), пластичности. Достаточно твердый, но хрупкий металл. Имеет серо-стальной цвет. Весь необходимый хром извлекают из руды двух видов хромита железа или окиси хрома.

Основными его свойствами являются:

• Даже при нормальной температуре обладает почти идеальным антиферромагнитным упорядочением. Это придаёт ему отличные магнитные свойства.
• По-разному реагирует на воздействие водорода и азота. В первом случае сохраняет свою прочность. Во втором, становится хрупким и полностью теряет все свои пластические свойства.
• Обладает высокой устойчивостью против коррозии. Это происходит благодаря тому, что при взаимодействии с кислородом на поверхности образуется тонкая защитная плёнка. Она служит для защиты от дальнейшей коррозии.

Кристаллы хрома

Он используется в металлургической, химической, строительной индустриях. Хром, как легирующая добавка, обязательно используется для производства различных марок нержавеющей стали. Особое место занимает при изготовлении такого материала как нихром. Этот материал способен выдерживать очень высокие температуры. Поэтому его используют в различных нагревательных элементах. Хромом активно покрывают поверхности различных деталей (металла, дерева, кожи). Это процесс осуществляется с помощью гальваники.

Токсичность некоторых солей хрома используют для сохранения древесины от повреждения, вредного воздействия грибков и плесени. Они также хорошо отпугивают муравьёв, термитов, насекомых разрушителей деревянных конструкций. Солями хрома обрабатывают кожу. Хром применяется при изготовлении различных красителей.

Благодаря высокой теплостойкости его используют как огнеупорный материал для доменных печей. Каталитические свойства соединений хрома успешно используют при переработке углеводородов. Его добавляют при производстве магнитных лент наивысшего качества. Именно он обеспечивает низкий коэффициент шума и широкую полосу пропускания.

Тугоплавкие металлы — список и область применения

Еще с конца 19 века были известны тугоплавкие металлы. Тогда им не нашлось применения. Единственная отрасль, где их использовали, была электротехника и то в очень ограниченных количествах. Но все резко поменялось с развитием сверхзвуковой авиации и ракетной техники в 50-е года прошлого столетия. Производству потребовались новые материалы, способные выдерживать значительные нагрузки в условиях температур свыше 1000 ºC. 

Список и характеристики тугоплавких металлов

Тугоплавкость характеризуется повышенным значением температуры перехода из твердого состояния в жидкую фазу. Металлы, плавление которых осуществляется при 1875 ºC и выше, относят к группе тугоплавких металлов. По порядку возрастания температуры плавки сюда входят следующие их виды:

• Ванадий
• Хром
• Родий
• Гафний
• Рутений
• Вольфрам
• Иридий
• Тантал
• Молибден
• Осмий
• Рений
• Ниобий.

Современное производство по количеству месторождений и уровню добычи удовлетворяют только вольфрам, молибден, ванадий и хром. Рутений, иридий, родий и осмий встречаются в естественных условиях довольно редко. Их годовое производство не превышает 1,6 тонны.

Жаропрочные металлы обладают следующими основными недостатками:

• Повышенная хладноломкость. Особенно она выражена у вольфрама, молибдена и хрома. Температура перехода у металла от вязкого состояния к хрупкому чуть выше 100 ºC, что создает неудобства при их обработке давлением.
• Неустойчивость к окислению. Из-за этого при температуре свыше 1000 ºC тугоплавкие металлы применяются только с предварительным нанесением на их поверхность гальванических покрытий. Хром наиболее устойчив к процессам окисления, но как тугоплавкий металл он имеет самую низкую температуру плавления.

К наиболее перспективным тугоплавким металлам относят ниобий и молибден. Это связано с их распространённостью в природе, а, следовательно, и низкой стоимостью в сравнении с другими элементами данной группы.

Помимо этого, ниобий зарекомендовал себя как металл с относительно низкой плотностью, повышенной технологичностью и довольно высокой тугоплавкостью. Молибден ценен, в первую очередь, своей удельной прочностью и жаростойкостью.

Самый тугоплавкий металл встречаемый в природе — вольфрам. Его механические характеристики не падают при температуре окружающей среды свыше 1800 ºC. Но перечисленные выше недостатки плюс повышенная плотность ограничивают его область использования в производстве. Как чистый металл он применяется все реже и реже. Зато увеличивается ценность вольфрама как легирующего компонента.

Физико-механические свойства

Металлы с высокой температурой плавления (тугоплавкие) являются переходными элементами. Согласно таблице Менделеева выделяют 2 их разновидности:

• Подгруппа 5A – тантал, ванадий и ниобий.
• Подгруппа 6A – вольфрам, хром и молибден.

Наименьшей плотностью обладает ванадий – 6100 кг\м3, наибольшей вольфрам – 19300 кг\м3. Удельный вес остальных металлов находится в рамках этих значений. Эти металлы отличаются малым коэффициентом линейного расширения, пониженной упругостью и теплопроводностью.

Данные металлы плохо проводят электрический ток, но обладает таким качеством как сверхпроводимость. Температура сверхпроводящего режима составляет 0,05-9 К исходя из вида металла.

Абсолютно все тугоплавкие металлы отличаются повышенной пластичностью в комнатных условиях. Вольфрам и молибден помимо этого выделяются на фоне остальных металлов более высокой жаропрочностью.

Коррозионная стойкость

Жаропрочным металлам свойственна высокая стойкость к большинству видов агрессивных сред. Сопротивление коррозии элементов 5A подгрупп увеличивается от ванадия к танталу. Как пример, при 25 ºC ванадий растворяется в царской водке, между тем как ниобий полностью инертен по отношению к данной кислоте.

Тантал, ванадий и ниобий отличаются устойчивостью к воздействию расплавленных щелочных металлов. При условии отсутствия в их составе кислорода, которые значительно усиливает интенсивность протекания химической реакции.

Молибден, хром и вольфрам имеют большую сопротивляемость к коррозии. Так азотная кислота, которая активно растворяет ванадий, значительно менее воздействует на молибден. При температуре 20 ºC данная реакция вообще полностью останавливается.

Все тугоплавкие металлы охотно вступают в химическую связь с газами. Поглощение водорода из окружающей среды ниобием осуществляется при 250 ºC. Тантал при 500 ºC. Единственный способ остановить эти процессы – проведение вакуумного отжига при 1000 ºC. Стоит заметить, что вольфрам, хром и молибден куда менее склонны к взаимодействию с газами.

Как уже было сказано ранее, лишь хром отличается сопротивляемостью к окислению. Данное свойство обусловлено его способностью образовывать твердую пленку оксида хрома на своей поверхности. Растворение кислорода хромом происходит только при 700 С. У остальных тугоплавких металлов процессы окисления начинаются ориентировочно при 550 ºC.

Хладноломкость

Распространению использования жаропрочных металлов в производстве мешает обладание ими повышенной склонности к хладноломкости. Это означает, что при падении температуры ниже определенного уровня происходит резкое возрастание хрупкости металла. Для ванадия такой температурой служит отметка в -195 ºC, для ниобия -120 ºC, а вольфрама +330 ºC.

Наличие хладноломкости жаропрочными металлами обусловлено содержанием примесями в их составе. Молибден особой чистоты (99,995%) сохраняет повышенные пластические свойства вплоть до температуры жидкого азота. Но внедрение всего 0,1% кислорода сдвигает точку хладноломкости к -20 С.

Области применения

До середины 40-х годов тугоплавкие металлы использовались только как легирующие элементы для улучшения механических характеристик стальных цветных сплавов на основе меди и никеля в электропромышленности. Соединения молибдена и вольфрама применялись также в производстве твердых сплавов.

Техническая революция, связанная с активным развитием авиации, ядерной промышленности и ракетостроения, нашла новые способы использования тугоплавких металлов. Вот неполный перечень новых сфер применения:

• Производство тепловых экранов головного узла и каркасов ракет.
• Конструкционный материал для сверхзвуковых самолётов.
• Ниобий служит материалом сотовой панели космических кораблей. А в ракетостроении его используют в качестве теплообменников.
• Узлы термореактивного и ракетного двигателя: сопла, хвостовые юбки, лопатки турбин, заслонки форсунок.
• Ванадий является основой для изготовления тонкостенных трубок тепловыделяющих элементов термоядерного реактора в ядерной промышленности.
• Вольфрам применяется как нить накаливания электроламп.
• Молибден все шире и шире используется в производстве электродов, применяемых для плавки стекла. Помимо этого, молибден — металл, используемый для производства форм литья под давлением.
• Производство инструмента для горячей обработки деталей.

Рейтинг: 0/5 — 0 голосов

Наиболее тугоплавкий металл. Характеристика металлов

Металлы — это самый распространенный материал (наряду с пластмассами и стеклом), который применяется людьми с древних времен. Уже тогда человеку была известна характеристика металлов, он с выгодой использовал все их свойства для создания прекрасных произведений искусства, посуды, предметов быта, сооружений.

Одной из главных черт при рассмотрении этих веществ является их твердость и тугоплавкость. Именно эти качества позволяют определять область использования того или иного металла. Поэтому рассмотрим все физические свойства и особое внимание уделим вопросам плавкости.

Физические свойства металлов

Характеристика металлов по физическим свойствам может быть выражена в виде четырех основных пунктов.

1. Металлический блеск — все имеют примерно одинаковый серебристо-белый красивый характерный блеск, кроме меди и золота. Они имеют красноватый и желтый отлив соответственно. Кальций — серебристо-голубой.
2. Агрегатное состояние — все твердые при обычных условиях, кроме ртути, которая находится в виде жидкости.
3. Электро- и теплопроводность — характерна для всех металлов, однако выражена в разной степени.
4. Ковкость и пластичность — также общий для всех металлов параметр, который способен варьироваться в зависимости от конкретного представителя.
5. Температура плавления и кипения — определяет, какой металл тугоплавкий, а какой легкоплавкий. Этот параметр разный для всех элементов.

Все физические свойства объясняются особым строением металлической кристаллической решетки. Ее пространственным расположением, формой и прочностью.

Легкоплавкие и тугоплавкие металлы

Данный параметр является очень важным, когда речь заходит об областях применения рассматриваемых веществ. Тугоплавкие металлы и сплавы — это основа машино- и кораблестроения, выплавки и литья многих важный изделий, получения качественного рабочего инструмента. Поэтому знание температур плавления и кипения играет основополагающую роль.

Характеризуя металлы по прочности, можно разделить их на твердые и хрупкие. Если же говорить о тугоплавкости, то здесь выделяют две основные группы:

1. Легкоплавкие — это такие, которые способны менять агрегатное состояние при температурах ниже 1000 ^оС. Примерами могут служить: олово, свинец, ртуть, натрий, цезий, марганец, цинк, алюминий и другие.
2. Тугоплавкими считаются те, чья температура плавления выше обозначенной величины. Их не так много, а на практике применяется еще меньше.

Таблица металлов, имеющих температуру плавления свыше 1000 ^оС, представлена ниже. Именно в ней и располагаются самые тугоплавкие представители.

Название металла	Температура плавления, оС	Температура кипения, оС
Золото, Au	1064.18	2856
Бериллий, Ве	1287	2471
Кобальт, Со	1495	2927
Хром, Cr	1907	2671
Медь, Cu	1084,62	2562
Железо, Fe	1538	2861
Гафний, Hf	2233	4603
Иридий, Ir	2446	4428
Марганец, Mn	1246	2061
Молибден, Мо	2623	4639
Ниобий, Nb	2477	4744
Никель, Ni	1455	2913
Палладий, Pd	1554,9	2963
Платина, Pt	1768.4	3825
Рений, Re	3186	5596
Родий, Rh	1964	3695
Рутений, Ru	2334	4150
Тантал, Та	3017	5458
Технеций, Тс	2157	4265
Торий, Th	1750	4788
Титан, Ti	1668	3287
Ванадий, V	1910	3407
Вольфрам, W	3422	5555
Цирконий, Zr	1855	4409

Данная таблица металлов включает в себя всех представителей, чья температура плавления выше 1000 ^оС. Однако на практике многие из них не применяются по различным причинам. Например, из-за экономической выгоды или вследствие радиоактивности, слишком высокой степени хрупкости, подверженности коррозионному воздействию.

Также из данных таблицы очевидно, что самый тугоплавкий металл в мире — это вольфрам. Наименьший показатель у золота. При работе с металлами важное значение имеет мягкость. Поэтому многие из обозначенных выше также не используются в технических целях.

Наиболее тугоплавкий металл — вольфрам

В периодической системе располагается под порядковым номером 74. Название получил по фамилии известного физика Стивена Вольфрама. При обычных условиях представляет собой твердый тугоплавкий металл серебристо-белого цвета. Обладает ярко выраженным металлическим блеском. Химически практически инертен, в реакции вступает неохотно.

В природе содержится в виде минералов:

• вольфрамит;
• шеелит;
• гюбнерит;
• ферберит.

Учеными было доказано, что вольфрам — наиболее тугоплавкий металл из всех существующих. Однако существуют предположения о том, что сиборгий теоретически способен побить рекорд этого металла. Но он является радиоактивным элементом с очень коротким периодом существования. Поэтому доказать это пока невозможно.

При определенной температуре (свыше 1500 ^оС) вольфрам становится ковким и пластичным. Поэтому возможно изготовление тонкой проволоки на его основе. Это свойство используется для изготовления нитей накаливания в обычных бытовых электрических лампочках.

Как наиболее тугоплавкий металл, выдерживающий температуры больше 3400 ^оС, вольфрам применяется в следующих областях техники:

• как электрод при аргонной сварке;
• для получения кислотоустойчивых, износостойких и жаростойких сплавов;
• в качестве нагревательного элемента;
• в вакуумных трубках как нить накаливания и прочее.

Помимо металлического вольфрама, широко применяются в технике, науке и электронике его соединения. Как самый тугоплавкий металл в мире он и соединения формирует с очень высококачественными характеристиками: прочные, устойчивые практически ко всем видам химического воздействия, не подвергающиеся коррозии, выдерживающие низкие и высокие температуры (победит, сульфид вольфрама, его монокристаллы и другие вещества).

Ниобий и его сплавы

Nb, или ниобий, — при обычных условиях серебристо-белый блестящий металл. Он также является тугоплавким, поскольку температура перехода в жидкое состояние для него составляет 2477 ^оС. Именно это качество, а также сочетание низкой химической активности и сверхпроводимости позволяет ниобию становиться все более популярным в практической деятельности человека с каждым годом. Сегодня этот металл используется в таких отраслях, как:

• ракетостроение;
• авиационная и космическая промышленность;
• атомная энергетика;
• химическое аппаратостроение;
• радиотехника.

Этот металл сохраняет свои физические свойства даже при очень низких температурах. Изделия на его основе отличаются коррозионной устойчивостью, жаростойкостью, прочностью, отличной проводимостью.

Этот металл добавляют к алюминиевым материалам для повышения химической стойкости. Из него изготовляют катоды и аноды, им легируют цветные сплавы. Даже монеты в некоторых странах делают с содержанием ниобия.

Тантал

Металл, в свободном виде и при обычных условиях покрытый оксидной пленкой. Обладает набором физических свойств, которые позволяют ему быть широко распространенным и очень важным для человека. Его основные характеристики следующие:

1. При температуре свыше 1000 ^оС становится сверхпроводником.
2. Это наиболее тугоплавкий металл после вольфрама и рения. Температура плавления составляет 3017 ^оС.
3. Прекрасно поглощает газы.
4. С ним легко работать, так как он прокатывается в пласты, фольгу и проволоку без особого труда.
5. Обладает хорошей твердостью и не хрупкий, сохраняет пластичность.
6. Очень устойчив к воздействию химических агентов (не растворяется даже в царской водке).

Благодаря таким характеристикам сумел завоевать популярность как основа для многих жаропрочных и кислотоустойчивых, антикоррозионных сплавов. Его многочисленные соединения находят применение в ядерной физике, электронике, приборах вычислительного плана. Используются как сверхпроводники. Раньше тантал использовался как элемент в лампах накаливания. Сейчас его место занял вольфрам.

Хром и его сплавы

Один из самых твердых металлов, в естественном виде голубовато-белой окраски. Его температура плавления ниже, чем у рассмотренных до сих пор элементов, и составляет 1907 ^оС. Однако он все равно используется в технике и промышленности повсеместно, так как хорошо поддается механическим воздействиям, обрабатывается и формуется.

Особенно ценен хром в качестве напылителя. Его наносят на изделия для придания им красивого блеска, защиты от коррозии и повышения износостойкости. Процесс называется хромированием.

Сплавы хрома очень популярны. Ведь даже небольшое количество этого металла в сплаве значительно увеличивает твердость и устойчивость последнего к воздействиям.

Цирконий

Один из самых дорогих металлов, поэтому применение его в технических целях затруднено. Однако физические характеристики делают его просто незаменимым во многих других отраслях.

При обычных условиях это красивый серебристо-белый металл. Обладает достаточно высокой температурой плавления — 1855 ^оС. Имеет хорошую твердость, устойчивость к коррозии, так как химически не активен. Также отличается великолепной биологической совместимостью с кожей человека и всего организма в целом. Это делает его ценным металлом для использования в медицине (инструменты, протезы и так далее).

Основные области применения циркония и его соединений, в том числе сплавов, следующие:

• ядерная энергетика;
• пиротехника;
• легирование металлов;
• медицина;
• изготовление биопосуды;
• конструкционный материал;
• как сверхпроводник.

Из циркония и сплавов на его основе изготавливаются даже украшения, способные влиять на улучшение состояния здоровья человека.

Молибден

Если выяснять, какой металл самый тугоплавкий, то, помимо обозначенного вольфрама, можно назвать и молибден. Его температура плавления составляет 2623 ^оС. При этом он достаточно твердый, пластичный и поддающийся обработке.

Используется он в основном не в чистом виде, а как составной компонент сплавов. Они, благодаря присутствию молибдена, значительно укрепляются в износостойкости, жаропрочности и антикоррозийности.

Некоторые соединения молибдена используют как технические смазки. Также этот металл является легирующим материалом, одновременно влияющим и на прочность, и на антикоррозийность, что встречается очень редко.

Ванадий

Серый металл с серебристым блеском. Обладает достаточно высоким показателем плавкости (1920 ^оС). Используется в основном как катализатор во многих процессах, благодаря своей инертности. Применяется в энергетике как химический источник тока, в производствах неорганических кислот. Основное значение имеет не чистый металл, а именно некоторые его соединения.

Рений и сплавы на его основе

Какой металл самый тугоплавкий после вольфрама? Это рений. Его показатель плавкости составляет 3186 ^оС. По прочности превосходит и вольфрам, и молибден. Пластичность его не слишком высока. Спрос на рений очень велик, а вот добыча составляет сложности. Вследствие этого он является самым дорогим металлом из существующих на сегодняшний день.

Применяется для изготовления:

• реактивных двигателей;
• термопар;
• нитей накаливания для спектрометров и прочих устройств;
• как катализатор при нефтепереработке.

Все области применения дорогостоящие, поэтому он используется только в случае крайней необходимости, когда заменить чем-либо другим возможности нет.

Титановые сплавы

Титан — это очень легкий металл серебристо-белого цвета, который находит широкое применение в металлургической промышленности и металлообработке. Может взорваться при нахождении в мелкодисперсном состоянии, поэтому является пожароопасным.

Применяется в авиа- и ракетостроении, при производстве кораблей. Широко используется в медицине благодаря биологической совместимости с организмом (протезы, пирсинги, имплантаты и прочее).

Металлы и сплавы — температуры плавления

Температура плавления — это температура, при которой вещество переходит из твердого в жидкое состояние.

Точки плавления для некоторых металлов и сплавов:

919 9000 — 9 9008 Силикон Силикон

Металл	Точка плавления ( o C)
		Адмиралтейская латунь	900 — 940
Алюминий	660
Алюминиевый сплав	463 — 671
Алюминий Бронза	1027 — 1038
Сурьма	630
Баббит	249
9198 8500	12 Бериллий	Бериллиевая медь	865 — 955
Висмут	271.4
Латунь, красный	1000
Латунь, желтый	930
Кадмий	321
Хром	1860
Кобальт	14958
1084
мельхиор	1170 — 1240
Gold, 24K Pure	1063
Hastelloy C	1320 — 1350
Inconel	1390 — 14258
	1390 — 1425
Иридий	2450
Железо, ковка	1482 — 1593
Железо, серый литье	1127 — 1204
Железо, ковкий	1149
Свинец	327.5
Магний	650
Магниевый сплав	349 — 649
Марганец	1244
Марганцевая бронза	865 — 890
—
молибден	2620
монель	1300 — 1350
никель	1453
ниобий (колумбий)	2470
9 9008		92524
9258
9258		9258		9258		9258		9258		9258 9288
Молибден 1555
Фосфор	44
Платина	1770
Плутоний	640
Калий	63.3
Red Brass	990 — 1025
Рений	3186
Родий	1965
Рутений	2482
9 9008 Силикон	9198	1411
Серебро, монета	879
Серебро, чистый	961
Серебро, стерлинг	893
Натрий	97.83
Припой 50 — 50	215
Сталь углеродистая	1425 — 1540
Сталь нержавеющая	1510
Тантал	2980
17 торий
Олово	232
Титан	1670
Вольфрам	3400
Уран	1132
Ванадий		932
Цинк	419.5
Цирконий	1854

Золото, серебро и медь — давление и температуры плавления

.

Новый сплав имеет самую высокую температуру плавления среди всех известных веществ

Ученые изобрели настоящий адамантий? Новый металлический сплав имеет самую высокую температуру плавления среди всех известных веществ при 4,126 ° C.

• Теоретический сплав представляет собой комбинацию гафния, углерода и азота
• Материал может быть кандидатом для создания реальной версии неразрушимый сплав, который использовался для изготовления когтей Росомахи в комиксах Людей Икс

Ричард Грей для MailOnline

Опубликовано: 13:43 BST, 29 июля 2015 г. | Обновлено: 14:54 BST, 29 июля 2015 г.

Ученые изобрели новый материал с более высокой температурой плавления, чем у любого другого известного вещества.

Экзотический сплав, представляющий собой комбинацию гафния, углерода и азота из редких металлов, начнет плавиться в жидкости только при температуре более 4126 ° C (7460 ° F) — две трети температуры поверхности солнце.

Экстремальная точка плавления делает металл кандидатом на создание реальной версии адамантия — почти неразрушимого вымышленного металла, используемого для создания когтей Росомахи в комиксах Людей Икс.

Ученые изобрели новый материал, который, по их словам, имеет самую высокую температуру плавления среди всех известных материалов.Они рассчитывают, что он будет таять при 4400 градусах Кельвина (4126 ° C). Это свойство сделало бы его сильным кандидатом для воспроизведения вымышленного металлического адамантия, использованного для изготовления когтей Росомахи в X-Men, изображенного выше

Ученые разрабатывают новый материал, используя компьютерное моделирование, чтобы рассчитать оптимальный состав, который даст материалу рекордное плавление. точка.

Исследователи теперь надеются синтезировать материал и проверить его свойства в лаборатории.

ХИМИЯ ВАЛИРИЙСКИХ СТАЛЬНЫХ МЕЧЕЙ В ИГРЕ ТРОНОВ

В «Игре престолов», как утверждается, секрет ковки сверхлегких и прочных валерианских стальных мечей был утерян с гибелью Валирии.

Но, несмотря на вымышленную основу, ученый исследовал, возможно ли сделать подобное оружие, используя добросовестную химию.

Изучая состав современной стали, методы сварки и оценивая все характеристики валерианской стали, он приходит к выводу, что это вообще не сталь, а композит с металлической матрицей.

Выводы были сделаны специалистом по материалам Райаном Конселлом в видео для американского химического общества в Вашингтоне.

Он предполагает, что наилучшим возможным сочетанием могут быть материалы с металлическим каркасом, встроенным в керамику.

Г-н Конселл сказал: «Один из них может обеспечить все экстремальные характеристики, необходимые для валерианской стали.

‘Карбид титана-кремния может быть идеальным выбором.

‘Он обладает прочностью, весом и цветом, необходимыми для валерианской стали, и, если матрица не была идеально согласованной, в лезвии могли проходить завихрения серого цвета.

Профессор Аксель ван де Валье, инженер из Университета Брауна, штат Род-Айленд, который руководил исследованием, сказал: «Преимущество начала с вычислительным подходом состоит в том, что мы можем очень дешево попробовать множество различных комбинаций и найти те, которые могут быть стоит экспериментировать с в лаборатории.

‘Иначе мы бы просто стреляли в темноте. Теперь мы знаем, что у нас есть кое-что, что стоит попробовать ».

До тех пор, пока ученые не синтезируют новый сплав и не проверит его температуру плавления, рекорд самой высокой температуры плавления останется для вещества, полученного с использованием гафния, тантала и углерода (Hf-N-C), который плавится при температуре 3,526 ° C.

Исследователи рассчитали формулу для нового сплава (Hf-N-C) путем моделирования физических процессов, которые происходят на атомном уровне, когда вещество плавится.

Они начали с анализа свойств материала Hf-Ta-C, а затем искали соединения, которые могли бы еще больше их увеличить.

Они обнаружили, что Hf-Ta-C сочетает в себе высокую температуру плавления — энергию, поглощаемую или выделяющуюся при преобразовании из твердого состояния в жидкое, — и низкие различия в беспорядке атомов или энтропии в виде твердого вещества или жидкости.

Для плавления большинства металлов требуются высокие температуры, поскольку они имеют стабильные молекулярные структуры, для разрушения которых требуется много энергии. Поведение атомов как жидкости также определяет эту температуру плавления.

Они обнаружили, что их сплав Hf-N-C будет поглощать аналогичное количество энергии при плавлении, но имеет меньшую разницу между энтропией твердого тела и жидкости.

Они выяснили, что его температура плавления будет на 474 ° C выше, чем Hf-Ta-C.

Профессор ван де Валле и доктор Киджун Хонг, которые также приняли участие в исследовании, говорят, что их исследования могут помочь в разработке новых типов теплозащитных экранов на космических кораблях или в газовых турбинах.

Новый материал будет изготовлен из гафния из редких металлов вместе с небольшим количеством углерода и азота, что придает ему химическую формулу, показанную выше. Это будет иметь самую высокую температуру плавления, которая еще не обнаружена.

Большинству металлов требуются высокие температуры для плавления, потому что они имеют стабильные молекулярные структуры, для разрушения которых требуется много энергии. Поведение атомов как жидкости также определяет эту температуру плавления. Выше показано изображение расплавленного металла на литейном заводе

. Однако они предупреждают, что точное использование Hf-N-C будет неясным, пока они не смогут проверить его другие свойства.Они работают с исследователями из Калифорнийского университета в Дэвисе, чтобы синтезировать соединение.

Профессор ван де Валле добавил: Точка плавления — не единственное свойство, которое важно [в области применения материалов.

‘Вам нужно будет учитывать такие вещи, как механические свойства и стойкость к окислению, а также всевозможные другие свойства.

‘Итак, принимая во внимание эти вещи, вы можете смешать с этим другие вещи, которые могут понизить температуру плавления.

‘Но так как вы уже начинаете так высоко, у вас есть больше возможностей для настройки других свойств.Поэтому я думаю, что это дает людям представление о том, что можно сделать ».

Соединения, изготовленные из гафния и углерода, имеют одни из самых высоких из известных температур плавления, поэтому инженеры использовали компьютерное моделирование, чтобы рассчитать, какие сплавы гафния имели бы самую высокую температуру плавления, выше

.

Поделитесь или прокомментируйте эту статью:

,

Точка плавления стали — поразительная наука

Точка плавления стали

Понравилось? Поделись!

Если вы пытаетесь выяснить, какова температура плавления стали, вы попали на нужную страницу. Читайте дальше, чтобы узнать больше об этой теме.

Сталь — это сплав железа. Почти 90% стали, производимой во всем мире, — это углеродистая сталь, то есть сплав железа и углерода с различным процентным содержанием углерода (0.От 2 до 2,1% по весу). Чистое железо очень мягкое и коррозийное и не может использоваться в активной среде, где железо может химически реагировать с образованием оксидов или сульфидов. Добавление углерода решает эту проблему, делая сталь менее реакционноспособной и, таким образом, предотвращая ее окисление, сохраняя при этом желательные качества железа. Точка плавления определяется как температура, при которой состояние любого вещества изменяется от твердого к жидкому. Например, температура плавления льда составляет 0 ° C или 32 ° F, когда он меняет свое состояние с твердого льда на жидкую воду.Знание температуры плавления стального сплава важно для его превращения в полезную форму.

Точка плавления стали

Хотите написать для нас? Ну, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим …

Давайте работать вместе!

Температура, при которой сталь плавится, зависит от ее типа. Большинство типов этого сплава имеют следы других элементов (включая металлы), добавленных к нему, чтобы улучшить его коррозионную стойкость, простоту изготовления и прочность.Их температура плавления зависит от процентного содержания других элементов в них. Как правило, температура плавления стали составляет около 1370 ° C (2500 ° F). Позвольте нам понять больше о типах стальных сплавов и их соответствующих точках плавления. Существует пять основных видов стали:

1. Углеродистая сталь:
   Сталь с содержанием углерода от 0,05 до 0,15% по весу называется мягкой или низкоуглеродистой сталью. Это также известно как простая углеродистая сталь. Помимо углерода, он также содержит следы меди (0.6%), марганец (1,65%) и кремний (0,6%). Температура плавления низкоуглеродистой стали составляет 1410 ° C (2570 ° F). Этот тип далее классифицируется на среднеуглеродистую сталь, высокоуглеродистую сталь и сверхвысокоуглеродистую сталь с температурами плавления в диапазоне 1425-1540 ° C (2600-2800 ° F). Сталь с содержанием углерода от 0,3 до 1,7% называется высокоуглеродистой сталью.
2. Нержавеющая сталь:
   Это самый популярный стальной сплав, который используется в основном для изготовления кухонных столовых приборов. Это также известно как сталь inox, или просто inox, и сплавлено с 10.5-11% хрома по весу. Существует пять видов нержавеющей стали, а именно: аустенитная, ферритная, мартенситная, мартенситная, твердеющая при осадке и дуплексная нержавеющая сталь. Температура плавления нержавеющей стали составляет 1510 ° C (2750 ° F).
3. Maraging Steel:
   Этот тип представляет собой в основном низкоуглеродистый железный сплав с никелем в качестве основного легирующего элемента (от 15 до 25 мас.%). Его температура плавления составляет 1413 ° C (2575 ° F). В основном это используется для изготовления велосипедных рам, лезвий для фехтования и головок клюшек для гольфа.
4. Легированная сталь:
   Сталь, легированная с количеством элементов от 1 до 50 мас.%, Называется легированной сталью. Они состоят из двух групп: низколегированных и высоколегированных сталей, причем наиболее часто из них используются первые. Температура плавления низколегированной стали составляет 1432 ° C (2610 ° F), а плавления высоколегированной стали — 1415 ° C (2600 ° F).
5. Инструментальная сталь:
   Как следует из названия, этот тип в основном используется для изготовления инструментов, так как это самый твердый сорт стали.Это более тяжелая версия углеродистых и легированных сталей с содержанием углерода в диапазоне от 0,7 до 1,4%. Марганец, хром, никель, вольфрам, молибден, фосфор и сера являются одними из элементов, добавляемых в различных пропорциях для изготовления других типов инструментальной стали. Температура плавления этого типа варьируется в диапазоне от 1400 до 1425 ° C (от 2550 до 2600 ° F).

Важность стали известны всем и каждому. Одним из главных достоинств стали является ее простота переработки без потери физических свойств в процессе.

Похожие сообщения

• Свойства мягкой стали

  Цель данной статьи — объяснить, что такое мягкая сталь, и представить некоторые из наиболее важных фактов, связанных с ней. Знать различные свойства мягкой стали и понимать роль …

• Физические свойства стали Сталь

  Сталь, сплав углерода и железа, имеет много существенных преимуществ с точки зрения долговечности и универсальности. В данной статье рассматриваются компоненты стали и ее физические свойства.

• Использование оцинкованной стали

  Прочтите следующую статью, чтобы получить больше информации о оцинкованной стали и ее различном использовании.

Получайте обновления прямо на Ваш почтовый ящик

Подпишитесь, чтобы получать самые свежие и лучшие статьи с нашего сайта автоматически каждую неделю (давать или брать) … прямо на Ваш почтовый ящик. ,