Pika e shkrirjes së metaleve. Metodat e shkrirjes së metaleve me ngjyra: pika e shkrirjes, dendësia dhe vëllimi specifik Tabela e pikës së shkrirjes së lidhjeve

Çdo metal dhe aliazh ka grupin e vet unik të vetive fizike dhe kimike, ndër të cilat jo më pak e rëndësishme është pika e shkrirjes. Vetë procesi nënkupton kalimin e një trupi nga një gjendje grumbullimi në një tjetër, në këtë rast, nga një gjendje e ngurtë kristalore në një gjendje të lëngshme. Për të shkrirë një metal, është e nevojshme të aplikoni nxehtësi në të derisa të arrihet temperatura e shkrirjes. Me të, ai ende mund të mbetet në gjendje të ngurtë, por me ekspozim të mëtejshëm dhe rritje të nxehtësisë, metali fillon të shkrihet. Nëse temperatura ulet, domethënë hiqet një pjesë e nxehtësisë, elementi do të ngurtësohet.

Pika më e lartë e shkrirjes së çdo metali i përket tungstenit: është 3422C o, më e ulëta është për merkurin: elementi shkrihet tashmë në - 39C o. Si rregull, nuk është e mundur të përcaktohet vlera e saktë për lidhjet: mund të ndryshojë ndjeshëm në varësi të përqindjes së përbërësve. Zakonisht ato shkruhen si interval numrash.

Si ndodh

Shkrirja e të gjitha metaleve ndodh afërsisht në të njëjtën mënyrë - duke përdorur ngrohje të jashtme ose të brendshme. E para kryhet në një furrë termike për të dytën, ngrohja rezistente përdoret duke kaluar një rrymë elektrike ose ngrohje me induksion në një fushë elektromagnetike me frekuencë të lartë. Të dy opsionet ndikojnë në metal afërsisht në mënyrë të barabartë.

Me rritjen e temperaturës, amplituda e dridhjeve termike të molekulave, lindin defekte strukturore në grilë, të shprehura në rritjen e dislokimeve, kërcimeve atomike dhe shqetësimeve të tjera. Kjo shoqërohet me këputje të lidhjeve ndëratomike dhe kërkon një sasi të caktuar energjie. Në të njëjtën kohë, një shtresë pothuajse e lëngshme formohet në sipërfaqen e trupit. Periudha e shkatërrimit të rrjetës dhe akumulimit të defektit quhet shkrirje.

Në varësi të pikës së shkrirjes së tyre, metalet ndahen në:

Në varësi të pikës së shkrirjes zgjidhet edhe aparati i shkrirjes. Sa më i lartë të jetë treguesi, aq më i fortë duhet të jetë. Ju mund ta zbuloni temperaturën e elementit që ju nevojitet nga tabela.

Një sasi tjetër e rëndësishme është pika e vlimit. Kjo është vlera në të cilën fillon procesi i zierjes së lëngjeve, ajo korrespondon me temperaturën e avullit të ngopur që formohet mbi sipërfaqen e sheshtë të lëngut të vluar. Zakonisht është pothuajse dyfishi i pikës së shkrirjes.

Të dyja vlerat jepen zakonisht në presion normal. Mes tyre ata drejtpërpjesëtimore.

1. Me rritjen e presionit, sasia e shkrirjes rritet.
2. Me uljen e presionit, sasia e shkrirjes zvogëlohet.

Tabela e metaleve dhe lidhjeve me shkrirje të ulët (deri në 600C o)

Emri i artikullit	emërtim latin	Temperaturat
		Shkrirja	Duke zier
Kallaj	Sn	232 C rreth	2600 C rreth
Plumbi	Pb	327 C rreth	1750 C rreth
Zinku	Zn	420 C o	907 C o
Kaliumi	K	63,6 C o	759 C o
Natriumi	Na	97,8 C o	883 C rreth
Mërkuri	Hg	- 38,9 C o	356,73 C o
Cezium	Cs	28,4 C o	667,5 C o
Bismut	Bi	271,4 C o	1564 C rreth
Paladium	Pd	327,5 C o	1749 C rreth
Poloniumi	Po	254 C rreth	962 C rreth
Kadmium	Cd	321,07 C o	767 C o
Rubidiumi	Rb	39,3 C o	688 C rreth
Galium	Ga	29,76 C o	2204 C rreth
Indium	Në	156,6 C o	2072 C rreth
Taliumi	Tl	304 C rreth	1473 C rreth
Litium	Li	18.05 C o	1342 C rreth

Tabela e metaleve dhe lidhjeve me shkrirje mesatare (nga 600C o deri në 1600C o)

Emri i artikullit	emërtim latin	Temperaturat
		Shkrirja	Duke zier
Alumini	Al	660 C o	2519 C rreth
Germanium	Ge	937 C rreth	2830 C rreth
Magnezi	Mg	650 C o	1100 C rreth
Argjendi	Ag	960 C o	2180 C rreth
Ari	Au	1063 C o	2660 C rreth
Bakri	Cu	1083 C rreth	2580 C rreth
Hekuri	Fe	1539 C rreth	2900 C rreth
Silikoni	Si	1415 C rreth	2350 C rreth
Nikel	Ni	1455 C rreth	2913 C rreth
Barium	Ba	727 C rreth	1897 C rreth
Berilium	Bëhuni	1287 C rreth	2471 C rreth
Neptunium	Np	644 C rreth	3901,85 C o
Protaktinium	Pa	1572 C rreth	4027 C rreth
Plutonium	Pu	640 C o	3228 C rreth
Aktinium	Ac	1051 C rreth	3198 C rreth
Kalciumi	Ca	842 C rreth	1484 C rreth
Radiumi	Ra	700 C o	1736,85 C o
Kobalt	Co	1495 C rreth	2927 C rreth
Antimoni	Sb	630,63 C o	1587 C rreth
Stronciumi	Sr	777 C rreth	1382 C rreth
Urani	U	1135 C rreth	4131 C rreth
Mangani	Mn	1246 C rreth	2061 C rreth
Konstantin		1260 C rreth
Duralumin	Lidhje alumini, magnezi, bakri dhe mangani	650 C o
Invar	Aliazh hekuri nikel	1425 C rreth
Tunxh	Lidhje bakri dhe zinku	1000 C o
Nikel argjendi	Lidhje e bakrit, zinkut dhe nikelit	1100 C rreth
Nikrom	Lidhje e nikelit, kromit, silikonit, hekurit, manganit dhe aluminit	1400 C rreth
Çeliku	Lidhje hekur-karbon	1300 C o - 1500 C o
Fechral	Lidhje e kromit, hekurit, aluminit, manganit dhe silikonit	1460 C rreth
Gize	Lidhje hekur-karbon	1100 C o - 1300 C o

Tabela e metaleve dhe lidhjeve zjarrduruese (mbi 1600C o)

Emri i artikullit	emërtim latin	Temperaturat
		Shkrirja	Duke zier
Tungsteni	W	3420 C rreth	5555 C rreth
Titanium	Ti	1680 C rreth	3300 C rreth
Iridiumi	Ir	2447 C rreth	4428 C rreth
Osmium	Os	3054 C rreth	5012 C rreth
Platinum	Pt	1769.3 C o	3825 C rreth
Rhenium	Re	3186 C rreth	5596 C rreth
Kromi	Kr	1907 C rreth	2671 C rreth
Rodium	Rh	1964 C rreth	3695 C rreth
Rutenium	Ru	2334 C rreth	4150 C rreth
Hafnium	Hf	2233 C rreth	4603 C rreth
Tantalum	Ta	3017 C rreth	5458 C rreth
Teknetium	Tc	2157 C rreth	4265 C rreth
Thorium	Th	1750 C rreth	4788 C rreth
Vanadium	V	1910 C rreth	3407 C rreth
Zirkoni	Zr	1855 C rreth	4409 C o
Niobium	Nb	2477 C rreth	4744 C rreth
Molibden	Mo	2623 C rreth	4639 C rreth
Karbitet e hafniumit		3890 C rreth
Karbitet e niobiumit		3760 C rreth
Karbitet e titanit		3150 C rreth
Karbitet e zirkonit		3530 C rreth

Në industrinë metalurgjike, një nga fushat kryesore është derdhja e metaleve dhe lidhjeve të tyre për shkak të kostos së ulët dhe thjeshtësisë relative të procesit. Mund të derdhen forma me çdo formë dhe dimensione të ndryshme, nga të vogla në të mëdha; Është i përshtatshëm si për prodhim masiv ashtu edhe për prodhim të personalizuar.

Derdhja është një nga fushat më të vjetra të punës me metale dhe fillon rreth epokës së bronzit: 7-3 mijëvjeçari para Krishtit. e. Që atëherë, janë zbuluar shumë materiale, duke çuar në përparime në teknologji dhe në rritje të kërkesave në industrinë e shkritores.

Në ditët e sotme, ka shumë drejtime dhe lloje të hedhjes, të ndryshme procesi teknologjik. Një gjë mbetet e pandryshuar - vetia fizike e metaleve për të kaluar nga e ngurtë në të lëngshme dhe është e rëndësishme të dihet se në cilën temperaturë fillon shkrirja. lloje të ndryshme metalet dhe lidhjet e tyre.

Procesi i shkrirjes së metaleve

Ky proces tregon kalimin e një lënde nga një gjendje e ngurtë në një gjendje të lëngshme. Kur arrihet pika e shkrirjes, metali mund të jetë ose në gjendje të ngurtë ose të lëngët, rritja e mëtejshme do të çojë në kalimin e plotë të materialit në një lëng.

E njëjta gjë ndodh kur ngurtësohet - kur të arrihet kufiri i shkrirjes, substanca do të fillojë të kalojë nga një gjendje e lëngshme në një gjendje të ngurtë dhe temperatura nuk do të ndryshojë deri në kristalizimin e plotë.

Duhet mbajtur mend se këtë rregull i aplikueshëm vetëm për metal i pastër. Lidhjet nuk kanë një kufi të qartë të temperaturës dhe i nënshtrohen tranzicionit të gjendjes disa varg:

1. Solidus është linja e temperaturës në të cilën përbërësi më i shkrirë i aliazhit fillon të shkrihet.
2. Liquidus është pika përfundimtare e shkrirjes së të gjithë përbërësve, nën të cilën fillojnë të shfaqen kristalet e para të aliazhit.

Është e pamundur të matet me saktësi pika e shkrirjes së substancave të tilla, pika e kalimit të gjendjes tregohet me një interval numerik.

Në varësi të temperaturës në të cilën metalet fillojnë të shkrihen, ato zakonisht ndahen në:

• Me shkrirje të ulët, deri në 600 °C. Këto përfshijnë kallaj, zink, plumb dhe të tjerë.
• Shkrirje mesatare, deri në 1600 °C. Lidhjet më të zakonshme dhe metalet si ari, argjendi, bakri, hekuri, alumini.
• Refraktore, mbi 1600 °C. Titani, molibden, tungsten, krom.

Ekziston edhe një pikë vlimi - pika në të cilën metali i shkrirë fillon të kalojë në një gjendje të gaztë. Kjo është një temperaturë shumë e lartë, zakonisht 2 herë më e lartë se pika e shkrirjes.

Efekti i presionit

Temperatura e shkrirjes dhe temperatura e barabartë e ngurtësimit varen nga presioni, duke u rritur me rritjen e tij. Kjo për faktin se me rritjen e presionit atomet afrohen me njëri-tjetrin, dhe për shkatërrim rrjetë kristali ato duhet të largohen. Në presion të rritur, kërkohet energji më e madhe termike dhe temperatura përkatëse e shkrirjes rritet.

Ka përjashtime kur temperatura e nevojshme për t'u shndërruar në gjendje të lëngshme zvogëlohet me rritjen e presionit. Substanca të tilla përfshijnë akulli, bismut, germanium dhe antimon.

Tabela e pikës së shkrirjes

Është e rëndësishme për këdo që merret me industrinë metalurgjike, qoftë saldator, punëtor shkritor, shkrirës apo argjendari, të dijë temperaturat në të cilat shkrihen materialet me të cilat punojnë. Tabela e mëposhtme tregon pikat e shkrirjes së substancave më të zakonshme.

Tabela e pikës së shkrirjes metalet dhe lidhjet

Emri	T pl, °C
Alumini	660,4
Bakri	1084,5
Kallaj	231,9
Zinku	419,5
Tungsteni	3420
Nikel	1455
Argjendi	960
Ari	1064,4
Platinum	1768
Titanium	1668
Duralumin	650
Çeliku i karbonit	1100−1500
Gize	1110−1400
Hekuri	1539
Mërkuri	-38,9
Kupronikeli	1170
Zirkoni	3530
Silikoni	1414
Nikrom	1400
Bismut	271,4
Germanium	938,2
Kallaj	1300−1500
Bronzi	930−1140
Kobalt	1494
Kaliumi	63
Natriumi	93,8
Tunxh	1000
Magnezi	650
Mangani	1246
Kromi	2130
Molibden	2890
Plumbi	327,4
Berilium	1287
Do të fitojë	3150
Fechral	1460
Antimoni	630,6
karabit titani	3150
karabit zirkonium	3530
Galium	29,76

Përveç tryezës së shkrirjes, ka shumë materiale të tjera mbështetëse. Për shembull, përgjigja e pyetjes se cila është pika e vlimit të hekurit qëndron në tabelën e substancave të vlimit. Përveç zierjes, metalet kanë një sërë të tjerash vetitë fizike si forca.

Forca e metaleve

Përveç aftësisë për të kaluar nga një gjendje e ngurtë në një gjendje të lëngshme, një nga vetitë e rëndësishme të një materiali është forca e tij - aftësia e një trupi të fortë për t'i rezistuar shkatërrimit dhe ndryshimeve të pakthyeshme në formë. Treguesi kryesor i forcës është rezistenca që shfaqet kur një pjesë e punës e para-pjekur thyhet. Koncepti i forcës nuk vlen për merkurin sepse është në gjendje të lëngshme. Emërtimi i forcës pranohet në MPa - Mega Pascals.

Grupet e mëposhtme ekzistojnë forca e metaleve:

• E brishtë. Rezistenca e tyre nuk kalon 50 MPa. Këto përfshijnë kallaj, plumb, metale të buta alkaline
• E qëndrueshme, 50−500 MPa. Bakër, alumin, hekur, titan. Materialet e këtij grupi janë baza e shumë lidhjeve strukturore.
• Fortësi e lartë, mbi 500 MPa. Për shembull, molibden dhe tungsten.

Tabela e forcës së metalit

Lidhjet më të zakonshme në jetën e përditshme

Siç mund të shihet nga tabela, pikat e shkrirjes së elementeve ndryshojnë shumë edhe midis materialeve që gjenden zakonisht në jetën e përditshme.

Kështu, pika minimale e shkrirjes së merkurit është -38,9 °C, kështu që në temperaturën e dhomës është tashmë në gjendje të lëngshme. Kjo shpjegon pse termometrat shtëpiake kanë një shenjë më të ulët prej -39 gradë Celsius: nën këtë tregues, merkuri kthehet në një gjendje të ngurtë.

Saldimet më të zakonshme në përdorim shtëpiak, përmbajnë një përqindje të konsiderueshme kallaji, i cili ka një pikë shkrirjeje 231,9 °C, kështu që shumica e saldatorëve shkrihen në temperaturën e funksionimit të saldatorit 250−400 °C.

Përveç kësaj, ka salda me shkrirje të ulët me një kufi më të ulët të shkrirjes, deri në 30 °C, dhe përdoren kur mbinxehja e materialeve që bashkohen është e rrezikshme. Për këto qëllime, ekzistojnë saldime me bismut, dhe shkrirja e këtyre materialeve shtrihet në intervalin nga 29,7 - 120 °C.

Shkrirja e materialeve me karbon të lartë, në varësi të përbërësve aliazh, varion nga 1100 në 1500 °C.

Pikat e shkrirjes së metaleve dhe lidhjeve të tyre janë në një gamë shumë të gjerë temperaturash, nga shumë temperaturat e ulëta(merkur) deri në një kufi prej disa mijëra gradësh. Njohja e këtyre treguesve, si dhe e vetive të tjera fizike, është shumë e rëndësishme për njerëzit që punojnë në fushën metalurgjike. Për shembull, njohja e temperaturës në të cilën shkrihet ari dhe metalet e tjera do të jetë e dobishme për argjendaritë, shkritoret dhe shkritoret.

Pika e shkrirjes Hekuri kimikisht i pastër është 1539 o C. Hekuri teknikisht i pastër, i marrë si rezultat i rafinimit oksidativ, përmban një sasi të caktuar oksigjeni të tretur në metal. Për këtë arsye, pika e tij e shkrirjes bie në 1530 o C.

Pika e shkrirjes së çelikut është gjithmonë më e ulët se pika e shkrirjes së hekurit për shkak të pranisë së papastërtive në të. Metalet e tretura në hekur (Mn, Cr, Ni. Co, Mo, V etj.) ulin pikën e shkrirjes së metalit me 1 - 3 o C për 1% të elementit të futur dhe elementet nga grupi i metaloideve (C , O, S, P dhe etj.) në 30 – 80 o C.

Gjatë pjesës më të madhe të kohëzgjatjes totale të shkrirjes, temperatura e shkrirjes së metalit ndryshon kryesisht si rezultat i ndryshimeve në përmbajtjen e karbonit. Në një përqendrim karboni prej 0,1 - 1,2%, i cili është tipik për përfundimin e shkrirjes në njësitë e shkrirjes së çelikut, temperatura e shkrirjes së metalit mund të vlerësohet me saktësi të mjaftueshme për qëllime praktike nga ekuacioni

Nxehtësia e shkrirjes së hekuritështë 15200 J/mol ose 271,7 kJ/kg.

Pika e vlimit të hekurit në botimet e fundit jepet si 2735 o C. Megjithatë, janë publikuar rezultate kërkimore sipas të cilave pika e vlimit të hekurit është shumë më e lartë (deri në 3230 o C).

Nxehtësia e avullimit të hekuritështë 352,5 kJ/mol ose 6300 kJ/kg.

Presioni i avullit të ngopur të hekurit(P Fe, Pa) mund të vlerësohet duke përdorur ekuacionin

ku T është temperatura e metalit, K.

Rezultatet e llogaritjes së presionit të avullit të ngopur të hekurit në temperatura të ndryshme, si dhe përmbajtjes së pluhurit në fazën e gazit oksidues mbi metal ( X, g/m 3) janë paraqitur në tabelën 1.1.

Tabela 1.1– Presioni i avullit të ngopur të hekurit dhe përmbajtjes së pluhurit të gazrave në temperatura të ndryshme

Sipas ekzistuese standardet sanitare Përmbajtja e pluhurit në gazrat e emetuar në atmosferë nuk duhet të kalojë 0,1 g/m3. Nga të dhënat në tabelën 1.1 është e qartë se në 1600 o C përmbajtja e pluhurit të gazrave mbi sipërfaqen e hapur të metalit është më e lartë se vlerat e lejuara. Prandaj, është e nevojshme të pastrohen gazrat nga pluhuri, të përbërë kryesisht nga oksidet e hekurit.

Viskoziteti dinamik. Koeficienti i viskozitetit dinamik të lëngut () përcaktohet nga relacioni

ku F është forca e bashkëveprimit ndërmjet dy shtresave lëvizëse, N;

S - zona e kontaktit të shtresave, m2;

– gradienti i shpejtësisë së shtresave të lëngshme normale me drejtimin e rrjedhjes, s -1.

Viskoziteti dinamik i lidhjeve të hekurit zakonisht varion në intervalin 0,001 - 0,005 Pa s. Vlera e tij varet nga temperatura dhe përmbajtja e papastërtive, kryesisht karbonit. Kur metali mbinxehet mbi pikën e shkrirjes mbi 25 - 30 o C, ndikimi i temperaturës nuk është i rëndësishëm.

Viskoziteti kinematik lëngu është shpejtësia e transferimit të momentit në një njësi të rrjedhës së masës. Vlera e tij përcaktohet nga ekuacioni

ku është dendësia e lëngut, kg/m3.

Vlera e viskozitetit dinamik të hekurit të lëngshëm është afër 6 10 -7 m 2 / s.

Dendësia e hekurit në 1550 - 1650 o C është e barabartë me 6700 - 6800 kg/m 3. Në temperaturën e kristalizimit, dendësia e metalit të lëngshëm është afër 6850 kg/m3. Dendësia e hekurit të ngurtë në temperaturën e kristalizimit është 7450 kg/m3, në temperaturën e dhomës - 7800 kg/m3.

Nga papastërtitë e zakonshme, karboni dhe silikoni kanë ndikimin më të madh në densitetin e shkrirjes së hekurit, duke e zvogëluar atë. Prandaj, giza e lëngshme e përbërjes së zakonshme ka një densitet prej 6200–6400 kg/m3, giza e ngurtë në temperaturën e dhomës ka një densitet prej 7000–7200 kg/m3.

Dendësia e çelikut të lëngshëm dhe të ngurtë zë një pozicion të ndërmjetëm midis densitetit të hekurit dhe gize dhe është përkatësisht 6500 - 6600 dhe 7500 - 7600 kg/m 3 .

Nxehtësia specifike metali i lëngshëm është praktikisht i pavarur nga temperatura. Në llogaritjet e vlerësimit, vlera e tij mund të merret e barabartë me 0,88 kJ/(kg K) për gize dhe 0,84 kJ/(kg K) për çelikun.

Tensioni sipërfaqësor i hekurit ka një vlerë maksimale në një temperaturë prej rreth 1550 o C. Në rajonin e temperaturave më të larta dhe më të ulëta, vlera e tij ulet. Kjo e dallon hekurin nga shumica e metaleve, të cilat karakterizohen nga një ulje e tensionit sipërfaqësor me rritjen e temperaturës.

Tensioni sipërfaqësor i lidhjeve të lëngshme të hekurit ndryshon ndjeshëm në varësi të përbërjes kimike dhe temperaturës. Zakonisht varion ndërmjet 1000 – 1800 mJ/m2 (Figura 1.1).

Në industrinë metalurgjike, një nga fushat kryesore është derdhja e metaleve dhe lidhjeve të tyre për shkak të kostos së ulët dhe thjeshtësisë relative të procesit. Mund të derdhen forma me çdo formë dhe dimensione të ndryshme, nga të vogla në të mëdha; Është i përshtatshëm si për prodhim masiv ashtu edhe për prodhim të personalizuar.

Derdhja është një nga fushat më të vjetra të punës me metale dhe fillon rreth epokës së bronzit: 7-3 mijëvjeçari para Krishtit. e. Që atëherë, janë zbuluar shumë materiale, duke çuar në përparime në teknologji dhe në rritje të kërkesave në industrinë e shkritores.

Në ditët e sotme, ka shumë drejtime dhe lloje të derdhjes, të ndryshme në procesin teknologjik. Një gjë mbetet e pandryshuar - vetia fizike e metaleve për të kaluar nga një gjendje e ngurtë në një gjendje të lëngshme dhe është e rëndësishme të dihet se në cilën temperaturë fillon shkrirja e llojeve të ndryshme të metaleve dhe lidhjeve të tyre.

Procesi i shkrirjes së metaleve

Ky proces i referohet kalimit të një substance nga një gjendje e ngurtë në një gjendje të lëngshme. Kur arrihet pika e shkrirjes, metali mund të jetë ose në gjendje të ngurtë ose të lëngët, rritja e mëtejshme do të çojë në kalimin e plotë të materialit në një lëng.

E njëjta gjë ndodh kur ngurtësohet - kur të arrihet kufiri i shkrirjes, substanca do të fillojë të kalojë nga një gjendje e lëngshme në një gjendje të ngurtë dhe temperatura nuk do të ndryshojë deri në kristalizimin e plotë.

Duhet mbajtur mend se ky rregull vlen vetëm për metalin e pastër. Lidhjet nuk kanë një kufi të qartë të temperaturës dhe i nënshtrohen kalimeve të gjendjes në një gamë të caktuar:

1. Solidus është linja e temperaturës në të cilën përbërësi më i shkrirë i aliazhit fillon të shkrihet.
2. Liquidus është pika përfundimtare e shkrirjes së të gjithë përbërësve, nën të cilën fillojnë të shfaqen kristalet e para të aliazhit.

Është e pamundur të matet me saktësi pika e shkrirjes së substancave të tilla, pika e kalimit të gjendjes tregohet me një interval numerik.

Në varësi të temperaturës në të cilën metalet fillojnë të shkrihen, ato zakonisht ndahen në:

• Me shkrirje të ulët, deri në 600 °C. Këto përfshijnë zinkun, plumbin dhe të tjerët.
• Shkrirje mesatare, deri në 1600 °C. Lidhjet më të zakonshme dhe metalet si ari, argjendi, bakri, hekuri, alumini.
• Refraktore, mbi 1600 °C. Titani, molibden, tungsten, krom.

Ekziston edhe një pikë vlimi - pika në të cilën metali i shkrirë fillon të kalojë në një gjendje të gaztë. Kjo është një temperaturë shumë e lartë, zakonisht 2 herë më e lartë se pika e shkrirjes.

Efekti i presionit

Temperatura e shkrirjes dhe temperatura e barabartë e ngurtësimit varen nga presioni, duke u rritur me rritjen e tij. Kjo për faktin se me rritjen e presionit atomet afrohen me njëri-tjetrin dhe për të shkatërruar rrjetën kristalore ato duhet të largohen. Në presion të rritur, kërkohet energji më e madhe termike dhe temperatura përkatëse e shkrirjes rritet.

Ka përjashtime kur temperatura e nevojshme për t'u shndërruar në gjendje të lëngshme zvogëlohet me rritjen e presionit. Substanca të tilla përfshijnë akulli, bismut, germanium dhe antimon.

Tabela e pikës së shkrirjes

Është e rëndësishme për këdo që merret me industrinë metalurgjike, qoftë saldator, punëtor shkritor, shkrirës apo argjendari, të dijë temperaturat në të cilat shkrihen materialet me të cilat punojnë. Tabela e mëposhtme tregon pikat e shkrirjes së substancave më të zakonshme.

Tabela e temperaturave të shkrirjes së metaleve dhe lidhjeve

Emri	T pl, °C
Alumini	660,4
Bakri	1084,5
Kallaj	231,9
Zinku	419,5
Tungsteni	3420
Nikel	1455
Argjendi	960
Ari	1064,4
Platinum	1768
Titanium	1668
Duralumin	650
Çeliku i karbonit	1100−1500
	1110−1400
Hekuri	1539
Mërkuri	-38,9
Kupronikeli	1170
Zirkoni	3530
Silikoni	1414
Nikrom	1400
Bismut	271,4
Germanium	938,2
Kallaj	1300−1500
Bronzi	930−1140
Kobalt	1494
Kaliumi	63
Natriumi	93,8
Tunxh	1000
Magnezi	650
Mangani	1246
Kromi	2130
Molibden	2890
Plumbi	327,4
Berilium	1287
Do të fitojë	3150
Fechral	1460
Antimoni	630,6
karabit titani	3150
karabit zirkonium	3530
Galium	29,76

Përveç tryezës së shkrirjes, ka shumë materiale të tjera mbështetëse. Për shembull, përgjigja e pyetjes se cila është pika e vlimit të hekurit qëndron në tabelën e substancave të vlimit. Përveç zierjes, metalet kanë një sërë veçorish të tjera fizike, si forca.

Përveç aftësisë për të kaluar nga një gjendje e ngurtë në një gjendje të lëngshme, një nga vetitë e rëndësishme të një materiali është forca e tij - aftësia e një trupi të fortë për t'i rezistuar shkatërrimit dhe ndryshimeve të pakthyeshme në formë. Treguesi kryesor i forcës është rezistenca që shfaqet kur një pjesë e punës e para-pjekur thyhet. Koncepti i forcës nuk vlen për merkurin sepse është në gjendje të lëngshme. Emërtimi i forcës pranohet në MPa - Mega Pascals.

Ekzistojnë grupet e mëposhtme të forcës së metaleve:

• E brishtë. Rezistenca e tyre nuk kalon 50 MPa. Këto përfshijnë kallaj, plumb, metale të buta alkaline
• E qëndrueshme, 50−500 MPa. Bakër, alumin, hekur, titan. Materialet e këtij grupi janë baza e shumë lidhjeve strukturore.
• Fortësi e lartë, mbi 500 MPa. Për shembull, molibden dhe .

Tabela e forcës së metalit

Lidhjet më të zakonshme në jetën e përditshme

Siç mund të shihet nga tabela, pikat e shkrirjes së elementeve ndryshojnë shumë edhe midis materialeve që gjenden zakonisht në jetën e përditshme.

Kështu, pika minimale e shkrirjes së merkurit është -38,9 °C, kështu që në temperaturën e dhomës është tashmë në gjendje të lëngshme. Kjo shpjegon pse termometrat shtëpiake kanë një shenjë më të ulët prej -39 gradë Celsius: nën këtë tregues, merkuri kthehet në një gjendje të ngurtë.

Saldimet më të zakonshme në përdorim shtëpiak përmbajnë një përqindje të konsiderueshme kallaji, i cili ka një pikë shkrirjeje prej 231,9 °C, kështu që shumica e saldatorëve shkrihen në temperaturën e funksionimit të saldatorit 250−400 °C.

Përveç kësaj, ka salda me shkrirje të ulët me një kufi më të ulët të shkrirjes, deri në 30 °C, dhe përdoren kur mbinxehja e materialeve që bashkohen është e rrezikshme. Për këto qëllime, ekzistojnë saldime me bismut, dhe shkrirja e këtyre materialeve shtrihet në intervalin nga 29,7 - 120 °C.

Shkrirja e materialeve me karbon të lartë, në varësi të përbërësve aliazh, varion nga 1100 në 1500 °C.

Pikat e shkrirjes së metaleve dhe lidhjeve të tyre janë në një diapazon shumë të gjerë temperaturash, nga temperaturat shumë të ulëta (merkuri) deri në disa mijëra gradë. Njohja e këtyre treguesve, si dhe e vetive të tjera fizike, është shumë e rëndësishme për njerëzit që punojnë në fushën metalurgjike. Për shembull, njohja e temperaturës në të cilën shkrihet ari dhe metalet e tjera do të jetë e dobishme për argjendaritë, shkritoret dhe shkritoret.

Pika e shkrirjes së hekurit është një tregues i rëndësishëm i teknologjisë së prodhimit të metalit dhe lidhjeve të tij. Gjatë shkrirjes së lëndëve të para, fizike dhe vetitë kimike mineral dhe metal.

Elementi kimik më i zakonshëm në Tokë.

Vetitë fizike dhe kimike të hekurit

• Elementi kimik numër 26 është më i bollshmi në sistemin diellor. Sipas hulumtimeve, përmbajtja e hekurit në bërthamën e Tokës është 79–85.5%. Për sa i përket bollëkut në koren e planetit, ai është i dyti vetëm pas aluminit.
• Metali në formën e tij të pastër është i bardhë me një nuancë argjendi dhe dallohet për duktilitetin e tij. Prania e papastërtive përcakton parametrat e saj fizikë. Hekuri ka tendencë të reagojë ndaj një magneti.
• Ky element kimik karakterizohet nga polimorfizëm, i cili ndodh kur nxehet. Rritja e përqendrimeve të metalit vërehet në zonat e shpërthimeve të shkëmbinjve. Depozitat industriale formohen si rezultat i proceseve të jashtme dhe të brendshme që ndodhin në koren e tokës.
• Uji i lumit përmban afërsisht 2 mg/l metal, dhe shifra për ujin e detit është 100–1000 herë më pak.
• Hekuri ka disa gjendje oksidimi, të cilat përcaktojnë karakteristikat e tij gjeokimike në një mjedis të caktuar. Në formën e tij neutrale, metali gjendet në thelbin e Tokës.
• Oksidi i hekurit është forma kryesore që gjendet në natyrë, dhe oksidi i hekurit ndodhet në pjesën më të sipërme të kores së tokës si pjesë e formacioneve sedimentare.
• Përmbajtja e elementit kimik nr.26 në mineralet me përbërje të paqëndrueshme rritet me uljen e gradientit të temperaturës. Zierja ndodh kur nxehet në +2861 °C. Nxehtësia specifike e shkrirjes është 247.1 KJ/kg.

Minierat e metaleve

Ndër mineralet që përmbajnë hekur, lënda e parë për prodhimit industrial janë:

• hematit;
• gëtit;
• magnetit.

Gëtiti dhe hidrogoetiti formojnë formacione në koren e motit që janë qindra metra në madhësi. Në zonën e raftit dhe liqenet, tretësirat koloidale të mineraleve formojnë oolite ( xeherore hekuri bishtajore) si rezultat i reshjeve.

Piriti dhe pirotiti, minerale hekuri që gjenden gjerësisht në natyrë, përdoren si lëndë të para për prodhimin e acidit sulfurik.

Mineralet e zakonshme të hekurit përfshijnë gjithashtu:

• siderite;
• lellingitis;
• markaziti;
• ilmenite;
• është i dhunshëm.

Minerali melanteriti, i cili është kristale jeshile e brishtë me një shkëlqim xhami, përdoret në industrinë farmaceutike për prodhimin e preparateve që përmbajnë hekur.

Depozita kryesore e këtij metali ndodhet në Brazil. Kohët e fundit, vëmendja është përqendruar në nyjet minerare të pranishme në fundin e detit që përmbajnë hekur dhe mangan.

Hekuri i shkrirjes

Çfarë e përcakton pikën e shkrirjes së hekurit?

Prodhimi i metaleve përfshin teknologji të ndryshme për nxjerrjen e tij nga lëndët e para të xehes. Metoda më e zakonshme për shkrirjen e hekurit është metoda e furrës së lartë.

Para shkrirjes së metalit, ai reduktohet në një furrë në një temperaturë prej +2000 °C. Për të nxjerrë papastërtitë, shtohet fluksi, i cili dekompozohet kur nxehet në një oksid, i ndjekur nga kombinimi me dioksidin e silikonit dhe formimi i skorjes.

Përveç metodës së furrës së shpërthimit, shkrirja e hekurit kryhet me pjekje të mineralit të grimcuar me argjilë. Përzierja formohet në fishekë dhe përpunohet në një furrë reduktimi hidrogjeni. Shkrirja e mëtejshme e hekurit kryhet në furrat elektrike.

Prodhimi i lidhjeve në furra.

Vetitë e një metali varen nga pastërtia e materialit. Për hekurin teknikisht të pastër, pika e shkrirjes është +1539 °C. Squfuri është një papastërti e dëmshme. Mund të nxirret vetëm nga një zgjidhje e lëngshme. Materiali kimikisht i pastër fitohet nga elektroliza e kripërave të metaleve.

Lidhjet e metaleve

Në formën e tij të pastër, ky material është i butë, kështu që karboni i shtohet përbërjes për të rritur forcën.

Në metalurgji, lidhjet e hekurit quhen metale me ngjyra.

Në varësi të përbërësve të aliazhit, vetitë e materialeve ndryshojnë. Pika e shkrirjes së hekurit ndryshon gjithashtu në prani të përbërësve të aliazhit.

Nxehtësia specifike e shkrirjes së çelikut është 84 kJ. Ky tregues do të thotë se në temperaturën e shkrirjes së çelikut, nevojiten 84 kJ energji për të transferuar 1 kg aliazh nga një gjendje kristalore në një gjendje të lëngshme.

Përbërjet e metaleve të ndryshme formojnë lidhje. Nxehtësia specifike e shkrirjes gizeështë 96–140 kJ. Gize përmban deri në 4% karbon, 1,5% mangan, deri në 4,5% silic dhe papastërti në formën e squfurit dhe fosforit. Ka lidhje të bardha dhe gri.

Në të bardhë, një pjesë e karbonit është në përbërjen e karbitit të hekurit. Kjo aliazh është i brishtë dhe i fortë. Është menduar për prodhimin e strukturave dhe pjesëve.

Një aliazh gri që përmban karbon në formën e grafitit, është i lehtë për t'u përpunuar. Hekuri i derrit shkrihet nga minerali i hekurit në furrat e zjarrit. Shkrirja e mineralit shoqërohet me reaksionin e reduktimit të hekurit nga oksidet me karbon.

Shumica e substancave mund të shkrihen me rritjen e vëllimit kur nxehen. Për gize me një vëllim prej 1000 cm³, kjo shifër është 988-994 cm³.

Gize është lëndë e parë për prodhimin e çelikut, e karakterizuar nga përmbajtja e karbonit (jo më e lartë se 2,14%).

Çeliku klasifikohet sipas përbërjes së tij kimike:

• aliazh;
• karbonit

Çeliku i karbonit përmban papastërti të squfurit, fosforit dhe silikonit. Karakterizohet nga vetitë e ulëta elektrike, forca e ulët dhe është lehtësisht e ndjeshme ndaj korrozionit.

Prania e aditivëve të aliazhit i jep çelikut veti të reja teknike. Më poshtë përdoren si përbërës shtesë:

• molibden;
• nikel;
• tungsten;
• krom;
• vanadium.

Çeliku me aliazh të lartë përmban jo më shumë se 10% aditivë. Lidhja është e qëndrueshme. Teknologjia për prodhimin e çelikut nga gize na lejon të marrim materiale me cilësi të lartë për prodhimin e:

Çeliku përdoret si lëndë e parë në industri të ndryshme. Pa të, është e pamundur të imagjinohet prodhimi i avionëve, ndërtimi i anijeve, industria e automobilave dhe shumë fusha të tjera prodhimi.