У металуршкој индустрији једно од главних подручја је ливење метала и њихових легура због јефтиности и релативне једноставности поступка. Калупи се могу обликовати било ког облика разних димензија, од малих до великих; Погодан је за масовну и појединачну производњу.
Ливење је једно од најстаријих подручја рада са металима, а почиње око бронзаног доба: 7–3 миленијума пре нове ере. е. Од тада је откривено пуно материјала који су довели до развоја технологије и повећаних захтева за ливарску индустрију.
Данас постоји много области и врсте ливења које се разликују у технолошком процесу. Једна ствар остаје непромењена - физичко својство метала да прелазе из чврстог у течно и важно је знати на којој температури почиње топљење различитих врста метала и њихових легура.
Процес топљења метала
Овај процес значи прелазак неке супстанце из чврстог у течно стање. Након постизања тачке топљења, метал може бити и у чврстом и у течном стању, а даљње повећање ће довести до потпуног преласка материјала у течно.
Иста ствар се дешава и при скрућивању - када се достигне граница топљења, супстанца ће почети прелазити из течног у чврсто стање, а температура се неће променити све док се потпуно не кристализује.
Треба имати на уму да се ово правило односи само на чисти метал. Легуре немају јасну температурну границу и врше прелаз стања у одређеном распону :
- Солидус је температурна линија на којој се почиње топити најгорива компонента легуре.
- Течност је крајња талиште свих компоненти, испод које се почињу појављивати први легирани кристали.
Немогуће је тачно измерити тачку топљења ових материја; нумерички јаз је означен прелазном тачком стања.
У зависности од температуре на којој почиње топљење метала, обично се деле на :
- Подесива, до 600 ° Ц. Они укључују коситар, цинк, олово и друге.
- Средње топљење, до 1600 ° Ц. Најчешће су легуре и метали као што су злато, сребро, бакар, гвожђе, алуминијум.
- Ватростални, преко 1600 ° Ц. Титан, молибден, волфрам, хром.
Постоји и тачка кључања - тачка у којој растопљени метал достиже прелазак у гасовито стање. Ово је веома висока температура, обично 2 пута тачка топљења.
Ефекат притиска
Тачка топљења и једнака температура очвршћавања зависе од притиска, који расте са порастом. То је због чињенице да се с повећањем притиска атоми приближавају једни другима, а да би уништили кристалну решетку морају се уклонити. При повишеном притиску потребна је велика енергија топлотног кретања и одговарајућа температура топљења расте.
Постоје изузеци када температура потребна за прелазак у течно стање пада са повећаним притиском. Ове супстанце укључују лед, бизмут, германијум и антимон.
Табела талишта
Важно је да свака особа која је повезана са металуршком индустријом, било да се ради о заваривачу, котачу, топионици или драгуљу, зна температуре на којима се топи материјал са којим ради. Табела испод показује тачке топљења најчешћих материја.
Табела температура топљења метала и легура
| Наслов | Т °, ° Ц |
|---|---|
| Алуминијум | 660.4 |
| Бакар | 1084.5 |
| Тин | 231.9 |
| Цинк | 419.5 |
| Волфрам | 3420 |
| Никал | 1455 |
| Сребро | 960 |
| Злато | 1064.4 |
| Платинум | 1768 |
| Титанијум | 1668 |
| Дуралумин | 650 |
| Угљенични челик | 1100-1500 |
| Ливено гвожђе | 1110-1400 |
| Гвожђе | 1539 |
| Меркур | -38.9 |
| Цупроницкел | 1170 |
| Цирконијум | 3530 |
| Силицијум | 1414 |
| Ницхроме | 1400 |
| Бизмут | 271.4 |
| Германијум | 938.2 |
| Лименка | 1300-1500 |
| Бронза | 930-1140 |
| Кобалт | 1494 |
| Калијум | 63 |
| Натријум | 93.8 |
| Месинг | 1000 |
| Магнезијум | 650 |
| Манган | 1246 |
| Цхроме | 2130 |
| Молибден | 2890 |
| Олово | 327.4 |
| Берилијум | 1287 |
| Победиће | 3150 |
| Фецхрал | 1460 |
| Антимона | 630.6 |
| титан-карбид | 3150 |
| цирконијум-карбид | 3530 |
| Галијум | 29.76 |
Поред стола за топљење, постоје и многи други пратећи материјали. На пример, одговор на питање која је тачка кључања железа лежи у табели кључања. Поред врења, метали имају и низ других физичких својстава, као што су снага.
Метална чврстоћа
Поред способности преласка са чврстог на течно, једно од важних својстава материјала је и његова чврстоћа - способност чврстог материјала да се одупре лому и неповратним променама облика. Главним показатељем снаге сматра се отпорност настала пуцањем гредице која се претходно запалила. Концепт снаге не односи се на живу, јер је у течном стању. Ознака снаге прихваћена је у МПа - Мега Пасцалс.
Постоје следеће групе чврстоће метала :
- Фрагилна. Отпорност им не прелази 50МПа. Они укључују коситар, олово, меке алкалне метале
- Издржљив, 50-500МПа. Бакар, алуминијум, гвожђе, титанијум. Материјали ове групе су основа многих структурних легура.
- Висока чврстоћа, преко 500МПа. На пример, молибден и волфрам.
Табела чврстоће метала
| Метал | Отпор, МПа |
|---|---|
| Бакар | 200-250 |
| Сребро | 150 |
| Тин | 27 |
| Злато | 120 |
| Олово | 18 |
| Цинк | 120-140 |
| Магнезијум | 120−200 |
| Гвожђе | 200-300 |
| Алуминијум | 120 |
| Титанијум | 580 |
Најчешће легуре у свакодневном животу
Као што се види из табеле, талиште елемената се увелике разликује чак и у материјалима који се често налазе у свакодневном животу.
Дакле, минимална талиште живе је -38, 9 ° Ц, тако да је на собној температури већ у течном стању. То објашњава чињеницу да термометри за домаћинство имају нижу ознаку од -39 степени Целзијуса: испод овог показатеља, жива прелази у чврсто стање.
Превари, најчешће у домаћој употреби, садрже значајан проценат калаја који има талиште 231, 9 ° Ц, па се већина продавача топи при радној температури лемилице од 250 до 400 ° Ц.
Поред тога, постоје топљиви лемилице са нижом границом талине, до 30 ° Ц и користе се када је прегревање лемљених материјала опасно. У ове сврхе постоје продавци с бизмутом, а таљење ових материјала се креће у распону од 29, 7 - 120 ° Ц.
Таљење високо угљеничних материјала, у зависности од легирајућих компоненти, креће се у распону од 1100 до 1500 ° Ц.
Тачке топљења метала и њихових легура налазе се у веома широком температурном опсегу, од веома ниских температура (жива) до границе од неколико хиљада степени. Познавање ових показатеља, као и других физичких својстава, веома је важно за људе који раде у металуршкој области. На пример, познавање температуре на којој се злато и други метали топе корисно је драгуљима, котачима и топионицама.