Знание о точке плавления стали поможет вам выбрать лучшую технику обработки и принять решение о лучшем практическом применении. Сегодняшнее руководство исследует точки плавления различных видов стали.
Так что, прежде чем выбрать сталь для вашего следующего металлообрабатывающего процесса, прочтите это руководство.
Что такое точка плавления металла
Точка плавления – это температура, необходимая для того, чтобы твердое вещество превратилось в жидкое.
Обычно точка плавления металла зависит от структуры металла. В зависимости от состава металла тепло может слабо или быстро протекать через него. Чем быстрее тепло проводится через металл, тем ниже точка плавления. Металлы обычно имеют более высокие точки плавления по сравнению с другими веществами. Это можно объяснить их кристаллической структурой, у которой очень прочные связи.
Учитывая это, давайте исследуем некоторые точки плавления стальных марок.
Типы стали и их температура плавления
Сталь – это сплав. Ее состав включает в себя железо и углерод. Благодаря своей прочности, устойчивости к коррозии и высоким температурам, сталь является одним из наиболее часто используемых сплавов во многих отраслях.
На рынке представлены различные виды и марки стали. Именно это объясняет варьирование температуры плавления металла стали.
Точка плавления нержавеющей стали
Нержавеющая сталь содержит как углерод, так и железо. Также добавляется 10,5 процентов хрома, чтобы сделать ее нержавеющей. Нержавеющая сталь поставляется в различных типах и марках с дополнительными элементами. Чем больше включенных элементов, тем ниже точка плавления. Точка плавления нержавеющей стали варьируется от 1371 до 1540°C в зависимости от типа.
Точка плавления углеродистой стали
Углеродистая сталь состоит из 1-2 процентов углерода и до 1,65 процента марганца. Она может содержать небольшие проценты кремния и меди. Чем выше процент углерода, тем ниже точка плавления. Другие элементы также могут снизить точку плавления. Температура плавления углеродистой стали варьируется от 1425 до 1540°C.
Точка плавления мягкой стали
Мягкая сталь содержит более высокий процент железа и более низкий процент углерода. Существуют различные марки с различными точками плавления. Благодаря низкому проценту углерода, точка плавления мягкой стали обычно выше. Ее температурный диапазон составляет от 1350 до 1530°C.
Точка плавления маражинговой стали
Маражинговая сталь содержит более высокий процент углерода и более высокий процент никеля. Она также содержит небольшие количества кобальта, алюминия и молибдена, среди прочих элементов. Точка плавления маражинговой стали составляет 1413°C.
Точка плавления легированной стали
Легированная сталь состоит из нескольких элементов, включая хром, молибден, ванадий, кремний, марганец, никель и бор. Эти элементы могут составлять от одного до пятидесяти процентов состава металла. Точка плавления варьируется в зависимости от процентного содержания легирующих элементов в вашем типе легированной стали и составляет от 1432 до 1415°C.
Точка плавления инструментальной стали
Инструментальная сталь – самый твердый вид стали. Она содержит молибден, вольфрам, хром и ванадий, которые образуют карбид, а также высокий процент углерода. В некоторых случаях к ней также может быть добавлен никель и кобальт. В зависимости от состава точка плавления может варьироваться от 1400 до 1425°C.
Различные классификации стали
Факторы, влияющие на точку плавления стали
Несколько факторов могут влиять на точку плавления стали. Эти факторы включают:
Сила притяжения
Сталь имеет компактную структуру, удерживаемую металлической связью с сильными силами притяжения. Различные типы стали имеют различные уровни сил притяжения. Точки плавления могут варьироваться в зависимости от того, насколько слабы или сильны эти силы притяжения.
Примеси
Сталь в основном состоит из двух компонентов – углерода и железа. Элементы, такие как марганец и бор, среди прочих, могут быть добавлены для улучшения некоторых свойств стали. Эти элементы рассматриваются как примеси, так как они не являются частью основного состава стали. Некоторые элементы, такие как хром и никель, добавляются для повышения точки плавления, так как у них это значение выше, чем у железа. Однако добавление большого количества элементов в сплав вызовет снижение точки плавления стали.
Давление
Тепловое расширение – один из факторов, которые могут влиять на точку плавления металла. Расширение приводит к снижению сил связи, позволяя металлу изменить свое состояние. Увеличение давления на объект минимизирует скорость расширения как объемное, так и тепловое, тем самым увеличивая точку плавления.
Сравнение точки плавления стали с другими металлами
Точки плавления и кипения металлов
Температура плавления металла зависит от его состава и атомной структуры. Свойства, такие как плотность и теплопроводность, также влияют на точки плавления различных металлов.
Сталь по сравнению с Медью
Сталь представляет собой сплав из железа и углерода. Типы стали различаются в зависимости от добавленных в нее различных элементов. Поэтому различные вариации приводят к различной точке плавления. Температура плавления стали варьируется от 1370°C до 1520°C. Медь – это чистый металл, мягкий и с высокой теплопроводностью. Чем выше теплопроводность, тем ниже температура плавления. У меди температура плавления составляет 1085 °C.
Сталь по сравнению с Латунью
Подобно тому как сталь представляет собой смесь углерода и железа, латунь получается из смеси цинка и меди. Железо обычно имеет очень высокую температуру плавления, и, следовательно, его сплав также имеет высокую температуру плавления. Температура плавления стали варьируется от 1370°C до 1520°C и уменьшается с увеличением процента углерода и других примесей. Температура плавления латуни относительно ниже, так как она изготавливается из меди, у которой также низкая температура плавления. Точка плавления латуни варьируется от 900°C до 940°C в зависимости от состава латуни.
Сталь по сравнению с Бронзой
Бронза представляет собой сплав, чей больший состав состоит из меди. Медь обычно смешивается с элементами, включая цинк, олово, алюминий, марганец или никель. Поскольку она в основном состоит из меди, подобно латуни, ее температура плавления ниже. Железо в стали позволяет ей иметь более высокую температуру плавления, несмотря на то, что в нее также включены аналогичные элементы. Температура плавления стали составляет от 1370°C до 1520°C, что намного выше, чем у латуни, которая колеблется от 850°C до 1000°C.
Сталь по сравнению с Алюминием
Алюминий – чистый металл и один из наиболее широко распространенных металлов благодаря своему широкому распространению. Он обладает высокой теплопроводностью и низкой плотностью. Эти свойства способствуют его низкой температуре плавления. Сталь, с другой стороны, имеет более высокую плотность с существенно более низкой теплопроводностью. Температура плавления алюминия колеблется от 660°C, в то время как у стали намного более высокая температура плавления от 1370°C до 1520°C.
Сталь против Титана
Титан – прочный металл со степенью плотности железа. Однако у титана очень низкая теплопроводность. Его низкая теплопроводность делает его отличным для сопротивления теплу. Хотя он вдвое менее плотен, чем железо, что делает сталь значительно прочнее, его низкая теплопроводность позволяет ему иметь более высокую температуру плавления, чем у стали. Температура плавления стали составляет от 1370°C до 1520°C, в то время как температура плавления титана составляет от 1660°C до 1680°C.
Сталь против Железа
Железо является основным компонентом стали. Чем выше процент железа в стали, тем выше будет температура плавления. Однако сталь также включает углерод, а некоторые типы – другой элемент. Увеличение количества примесей в стали обычно приводит к снижению температуры плавления сплава. Железо очень плотное и обладает низкой теплопроводностью. Температура плавления железа составляет 1538 °C, что выше, чем у стали и колеблется от 1370 °C до 1520 °C.
Как увеличить температуру плавления стали
Есть несколько методов, которые вы можете использовать, чтобы повысить температуру плавления стали и сделать ее более термостойкой. Эти методы включают в себя:
- Уменьшение процента углерода. Чем выше процент углерода в металле, тем ниже его температура плавления. При покупке стали для использования в условиях высокой температуры следует приобретать сталь с более низким процентом углерода.
- Увеличение давления стали. Чем выше давление, тем выше температура плавления. Давление помогает увеличить температуру плавления стали.
- Использование ограниченного количества элементов. Хотя различные элементы могут быть включены из-за их различных преимуществ. Чем больше количество сплавов присутствует, тем ниже температура плавления. Сталь без большого количества элементов имеет более высокую температуру плавления.
- Введение сплавов, которые помогут повысить температуру плавления. Хром и молибден являются примерами элементов, которые могут быть добавлены к стали для повышения ее температуры плавления.
Значимость знания температуры плавления стали
Сталь – универсальный металл, известный своей прочностью и долговечностью. Он используется в нескольких отраслях, включая авиацию, энергетику, автомобильное производство, строительство и производственные отрасли. Знание температуры плавления различных видов стали позволит вам выбрать наиболее подходящий вариант для вашей области.
Покупка стали с более низкой температурой плавления и использование ее в условиях, где она подвергается температурам, превышающим ее температуру плавления, может привести к катастрофическим последствиям. Поэтому очень важно учитывать температуру плавления вида стали.
Вывод
Сталь – прочный металл с очень высокой пределом прочности и усиленной стойкостью к коррозии. Ее относительно высокая температура плавления также означает, что она может выдерживать высокие температуры, при условии, что они не достигают ее температуры плавления. Поэтому важно понимать температуру плавления перед покупкой или получить разъяснения у производителей.
Дополнительные ресурсы:
Температура плавления меди – Источник: KDMFAB
Температуры плавления металлов и сплавов – Источник: Engineering Toolbox
Температуры плавления металлов – Источник: KDMFAB
