Температура плавления нержавеющей стали и чугуна. При какой температуре плавится сталь?

Щелочные металлы характеризуются низкими температурами плавления, что значительно расширяет температурный диапазон для мокрого перехода нещелочных металлов.

Температура плавления металлов: таблица по возрастанию

Литье металлов и сплавов является важной сферы в металлургии, так как этот процесс отличается доступностью и сравнительной простотой. Формы для литья можно изготовить в различных конфигурациях и размерах — от небольших до крупных, что делает эту технологию подходящей как для массового, так и для индивидуального производства.

Литье представляет собой одну из самых древних областей металлообработки, восходящую к бронзовому веку — с 7-го по 3-е тысячелетие до нашей эры. На протяжении времени было открыто много новых материалов, что способствовало техническому прогрессу и увеличению требований к литейной отрасли.

На сегодняшний день существует большое разнообразие направлений и методов литья, которые различаются по своим технологическим процессам. Однако неизменным остается одно — физическое свойство металлов изменяться из твердой формы в жидкую. Важно знать, при какой температуре начинается плавление различных металлов и их сплавов.

Температуры плавления легкоплавких металлов (до 600°C)

Название элемента или соединения	Алфавитный символ периодической таблицы элементов	Температура плавления	Температура кипения
Ртуть	Hg	-38,9°C	+356,7°C
Литий	Li	+18°C	+1342°C
Цезий	Cs	+28,4°C	+667,5°C
Калий	K	+63,6°C	+759°C
Натрий	Na	+97,8°C	+883°C
Индий	In	+156,6°C	+2072°C
Олово	Sn	+232°C	+2600°C
Висмут	Bi	+271,4°C	+1564°C
Таллий	Tl	+304°C	+1473°C
Кадмий	Cd	+321°C	+767°C
Свинец	Pb	+327°C	+1750°C
Цинк	Zn	+420°C	+907°C

Библиографический список

1. Каваками К., Китагава Т., Мияшита Й. и др. II Технический отчет Nippon Kokan. 1982. Т. 36. С. 26…27.
2. Шреуве Х. II Verlag Stakleisen mbH. Дюссельдорф, 1987. С. 104.
3. Вторая Всемирная Конференция Основателей Утраченных Моделей. Дюссельдорф, 1-4 июня 1960 года.
4. Аймарда Ж. П., Детрез П. II Fonderie, 330-й Январь, 1974. С. 11…24.
5. Хираи М., Канамру К., Мори Х. II Tetsu to Hagane, 52 (1969). С. 85.
6. Роезер В. Р., Венсель Х. Т. Температуры замерзания высокочистого железа и некоторых сталей // Журнал исследований Национального бюро стандартов. 1941. Т. 26. С. 273…287.
7. Кагава А., Окамота Т. Влияние легирующих элементов на температуру и состав для перитектической реакции в простой углеродистой стали // Материаловедение и технология. Октябрь 1986. т. 2. №10. с. 997…1008.
8. Эндрюс К. В. Диапазоны затвердевания стали // Записка, представленная комитету по фазовым диаграммам сплавов Металлургического общества, 1981. с. 1…8.
9. Вольф М. // Цюрих, 1982. с. 37…49.
10. Хоу A. A. II Производство железа и стали. 1988. Т. 16. №3. С. 134…142.
11. Jerkontoret.//Стокгольм, 1977. с. 117.
12. Ширманн Е., Швайнинген J. V., Волькер R. и др. II Исследования литейного производства 39, 1987 год. Вып. 4. с. 133…136.
13. Саджен A. А. В., Бхадешиа Х. К. Д. Х. II Материаловедение и технология. Октябрь 1989. т. 5. № 10. с. 977…984.

Вы можете задать свой вопрос или оставить комментарий к этой статье здесь. Напишите нам, и мы обязательно ответим вам.

Перед плавкой металл восстанавливают в печи при температуре 2000°C. Чтобы удалить примеси, добавляется флюс, который при нагревании разлагается до оксида и затем соединяется с кремнеземом, образуя шлак.

Температуры плавления стали

Твердые вещества плавятся, то есть при определенных условиях они превращаются в жидкость. Каждое вещество делает это при своей уникальной температуре.

• Плавление — это процесс, при котором вещество переходит из твердого состояния в жидкое.
• Температура плавления — это температура, при которой кристаллическое твердое вещество становится жидким. Она обозначается символом t.

Физики применяют специальные таблицы для определения температур плавления и кристаллизации, представленные ниже:

Материал	t,°C	Материал	t,°C	Материал	t,°C
Алюминий	660	Медь	1087	Алкоголь	— 115
Вода	— 256	Нафталин	80	Чугун	1200
Вольфрам	3387	Тинктадиен	232	Сталь	1400
Железо	1535	Парафин	55	Титан	1660
Золото	1065	Ртуть	— 39	Цинк	420

Согласно таблице, с уверенностью можно утверждать, что температура плавления стали составляет 1400 °C.

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь представляет собой один из сплавов железа, входящих в состав стали. Она содержит от 15 до 30% хрома, что обеспечивает ей стойкость к коррозии благодаря образованию защитного оксидного слоя на ее поверхности, а также углерод. Существует несколько популярных серий нержавеющей стали, которые обычно импортируются из-за границы. Наиболее известные из них — серии 300 и 400. Эти стали отличаются высокой прочностью, устойчивостью к агрессивным условиям окружающей среды и пластичностью. Серия 200 имеет менее высокие характеристики, но привлекает покупателей своей более низкой стоимостью. Это является выгодным аспектом для производителей. Впервые состав данной стали был обнаружен в 1913 году Гарри Бреарли, который провел ряд различных экспериментов со сталью.

На сегодняшний день нержавеющая сталь подразделяется на три основных категории:

• Термоустойчивая — отличается высокой механической прочностью и способностью выдерживать высокие температуры. Изделия из этой группы активно применяются в фармацевтической, ракетной и текстильной промышленности.
• Антикоррозийная — отличается высокой стойкостью к ржавчине. Используется в бытовой и медицинской технике, а также в машиностроении для производства различных компонентов.
• Термостойкая — устойчива к коррозии при высоких температурах и идеально подходит для применения на химических заводах.

Температура плавления нержавеющей стали колеблется от 1300 °C до 1400 °C, что зависит от качества сплавов и их концентрации.

Чугун и сталь

Чугун представляет собой сплав углерода с железом, содержащий марганец, кремний, серу и фосфор. Он может выдерживать небольшие нагрузки. Одним из его многочисленных преимуществ является низкая стоимость для потребителей. Чугун подразделяется на четыре типа:

• Белый чугун отличается высокой прочностью и ограниченной способностью к резанию. Классификация сплавов зависит от доли углерода в их составе и включает проэвтектические, эвтектические и сверхпроводящие виды. Этот сплав называется белым из-за его белого цвета, который проявляется при разрушении. Кроме того, белый чугун характеризуется уникальной трехмерной металлической структурой и высокой устойчивостью к износу. Он находит применение в производстве механических компонентов, работающих в условиях минимальной смазки. Данный материал используется для создания различных типов чугуна, перечисленных ниже.
• Серый чугун — это сплав, содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор, а также небольшое количество серы. Он отличается простотой производства и имеет ограниченные механические характеристики. Этот материал используется для деталей, не подверженных воздействию ударных нагрузок. Цвет излома серого чугуна определяется его цветом: чем темнее оттенок, тем более мягким является материал. Свойства серого чугуна зависят от температуры окружающей среды и уровня примесей.
• Ковкий чугун — это разновидность чугуна, получаемая из белого железа путём длительного нагрева с последующей термической обработкой. Он включает углерод, кремний, марганец, фосфор и минимальное количество серы. Ковкий чугун обладает повышенной прочностью и гибкостью, что упрощает процесс его обработки.
• Высокопрочный чугун — это наивысшая по прочности категория чугуна. Он содержит углерод, марганец, серу, фосфор и кремний. Высокопрочный чугун выделяется своей исключительной ударной прочностью. Из этого ценного материала производят поршни, коленчатые валы и трубы.

Температуры плавления стали и чугуна отличаются, как указано в таблице выше. Сталь обладает высокой прочностью и устойчивостью к нагреванию по сравнению с чугунами, причем разница температур может достигать 200 градусов Цельсия. Для чугуна температура плавления составляет от 1100 до 1200 градусов Цельсия, что зависит от присутствующих в нем примесей.

Прежде чем приступить к плавке, металл восстанавливают в печи при температуре +2000°C. Для удаления загрязняющих веществ добавляется флюс, который при нагревании распадается до оксида, а затем реагирует с кремнеземом, образуя шлак.

Температура плавления и кипения стали

Сталь представляет собой сплав железа с углеродом, обладающий выдающимися прочностными характеристиками и долговечностью. Этот материал широко используется в строительной индустрии, где его применяют для создания металлических каркасов зданий и конструкций, а также для производства устойчивых элементов различных сооружений.

Температура плавления стали является одним из ключевых параметров, который позволяет оценить функциональность выбранного профиля в рамках проекта. Ранее для вычисления этого значения использовалась формула Линдеманна, однако она предоставляла неточные результаты. В 1999 году Гаврилин И.В. предложил новый подход к расчету, описанный следующей формулой:

Tpl = DH pl / 1,5 N0 k, где:

• Tpl — температура плавления стали,
• DH pl — скрытая температура плавления,
• N0 — скрытая теплота плавления,
• k — постоянная Больцмана.

Для проведения расчетов важно использовать данные из ГОСТа и других нормативных документов, содержащих ключевые характеристики материалов.

При процессе кипения наблюдается потеря объема, молекулы слабо взаимодействуют друг с другом, движутся хаотично в разных направлениях и отходят от поверхности. Процесс достижения температуры кипения происходит тогда, когда давление пара металла становится равным давлению окружающей среды.

Таблицы температур плавления металлов и сплавов

С целью упрощения, пределы фазового перехода из твердого состояния в жидкое представлены по группам в порядке возрастания температуры этого перехода. Из всех известных элементов отобраны наиболее распространенные.

Таблица температур плавления различных металлов и сплавов (температура плавления до +600°С).

Название элемента или соединения	Алфавитный символ периодической таблицы элементов	Температура плавления	Температура кипения
Ртуть	Hg	-38,9°С	+356,7°С
Литий	Li	+18°С	+1342°С
Цезий	Cs	+28,4°С	+667,5°С
Калий	K	+63,6°С	+759°С
Натрий	Na	+97,8°С	+883°С
Индий	In	+156,6°С	+2072°С
Олово	Sn	+232°С	+2600°С
Висмут	Bi	+271,4°С	+1564°С
Таллий	Tl	+304°С	+1473°С
Кадмий	Cd	+321°С	+767°С
Свинец	Pb	+327°С	+1750°С
Цинк	Zn	+420°С	+907°С

Таблица плавления металлов и сплавов, температурный диапазон фазовых переходов от +600 до 1600 °C.

Наименование	Химический состав металла или сплава	Температура плавления	Температура кипения
МЕТАЛЛЫ
Сурьма	Sb	+630,6 °C	+1587 °C
Магний	Mg	+650 °C	+1100 °C
Алюминий	Al	+660 °C	+2519 °C
Барий	Ba	+727 °C	+1897 °C
Кальций	Ca	+842 °C	+1484 °C
Серебро	Ag	+960 °C	+2180 °C
Золото	Au	+1063 °C	+2660 °C
Марганец	Mn	+1246 °C	+2061 °C
Медь	Cu	+1083 °C	+2580 °C
Бериллий	Be	+1287 °C	+2471 °C
Кремний	Si	+1415 °C	+2350 °C
Никель	Ni	+1455 °C	+2913 °C
Кобальт	Co	+1495 °C	+2927 °C
Железо	Fe	+1539 °C	+900 °C
СПЛАВЫ
Дюралюминий	Al + Mg + Cu + Mn	+650 °C
Латунь	Медно-цинковые сплавы	+950…1050 °C
Никелевое серебро	Cu + Zn + Ni	+1100 °C
Чугун	Углеродистое железо	+1100…1300 °C
Углеродистые стали	+1300…1500 °C
Нихром	Fe + Ni + Cr + Si + Mn + Al	+1400 °C
Инвар	Fe + Ni	+1425 °C
Фехраль	Fe + Cr + Al + Mn + Si	+1460 °C

Таблица плавления тугоплавких металлов и сплавов (выше +1600°C).

Во время кипения происходит потеря объема, так как молекулы слабо взаимодействуют и движутся беспорядочно во всех направлениях, удаляясь от поверхности. Температура кипения достигается в тот момент, когда давление паров металла выравнивается с атмосферным давлением.

Выбор плавителя зависит от температуры плавления вещества. Чем выше эта температура, тем более мощный плавитель потребуется. Информацию о температуре нужного элемента можно найти в специальной таблице.

Преимущества и недостатки

Летние характеристики жаропрочных сталей делают их поистине незаменимыми в таких областях, как ракетно-космическая отрасль, высокие технологии, аэрокосмическое производство, основные детали газовых турбин и многие другие. Их доля в высокотехнологичном стальном прокате достигает 50%. Некоторые сплавы могут функционировать при температурах свыше 7000°C. Этот сложный материал невозможно производить без установки специального оборудования и наличия квалифицированного персонала, что приводит к высокой себестоимости. Универсальное применение этих сталей ограничено, поэтому для их эффективной эксплуатации необходима хорошо развитая научно-техническая инфраструктура.

Ниже представлены таблицы с указанием температур плавления различных металлов и их сплавов.

Таблица температур плавления легкоплавких металлов и сплавов

Таблица с точками плавления расплавленных металлов

Наименование	Символ	Температура плавления	Температура кипения
Олово	Sn	232°C	2600°C
Свинец	Pb	327°C	1750°C
Цинк	Zn	420°C	907°C
Калий	K	63,6°C	759°C
Натрий	Na	97,8°C	883°C
Ртуть	Hg	-38,9°C	356,73°C
Цезий	Cs	28,4°C	667,5°C
Висмут	Bi	271,4°C	1564°C
Полоний	Po	254°C	962°C
Кадмий	Cd	321,07°C	767°C
Рубидий	Rb	39,3°C	688°C
Галлий	Ga	29,76°C	2204°C
Индий	In	156,6°C	2072°C
Таллий	Tl	304°C	1473°C
Литий	Li	18,05°C	1342°C

Под управлением Inline

Температура плавления стали

Представлена таблица температур плавления различных марок стали. В ней рассматриваются литые стали, конструкционные стали, жаропрочные стали, углеродистые стали и другие типы стали.

Температура плавления стали варьируется от 1350°C до 1535°C. Стали в таблице перечислены в порядке увеличения их температуры плавления. Температура плавления стали — таблица

Сталь	tpl, °C	Сталь	tpl, °C
Литые стали Cr28L и Cr34L	1350	Коррозионностойкая высокотемпературная сталь 12X18H9T	1425
Конструкционная сталь 12Cr18Ni10T	1400	Высокотемпературный жаропрочный сплав 20Cr23Ni13	1440
Высоколегированный жаропрочный сплав 20Cr20N14C2	1400	Высоколегированный жаропрочный сплав 40Cr10Cr2M	1480
Высоколегированный жаропрочный сплав 20Cr25H20C2	1400	Нержавеющая сталь Kh25C3H (EI261)	1480
Конструкционная сталь 12Cr18Ni10	1410	Жаропрочный сплав 40Cr9C2 (ESKh8)	1480
Коррозионностойкий жаропрочный 12Cr18Ni9	1410	Коррозионная стойкость нормальная 95Cr18…15Cr28	1500
Жаропрочный Cr20Ni35	1410	Термостойкий коррозионностойкий 15X25T (EI439)	1500
Жаропрочный высокопрочный сплав 20X23H18 (EI417)	1415	Углеродистые стали	1535

1. Волков А.И., Жарский И.М. Большой химический справочник — М: Советская школа, 2005 — 608 с.
2. Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство по расчетам и проектированию.
3. Физические ценности. В: А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др. С. Григорьев, Е.З. Мейлихов — М.: Энергоатомиздат, 1991 — 1232 с.

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь представляет собой один из типов сплавов на основе железа, входящих в категорию стали. Этот материал содержит от 15 до 30 % хрома, что обеспечивает его устойчивость к коррозии за счет формирования защитного оксидного слоя на поверхности, а также углерод. Наиболее востребованные виды нержавеющей стали в основном импортируются. Это серии 300 и 400, которые отличаются высокой прочностью, способностью противостоять неблагоприятным условиям и отличной ковкостью. Серия 200 имеет низкое качество, но является более доступной по цене, что делает ее привлекательным решением для производителей. Впервые состав данной стали был обнаружен Гарри Бреарли в 1913 году в ходе множества экспериментов со сталью.

Сегодня нержавеющая сталь классифицируется на три основных группы:

• Термостойкая — характеризуется высокой механической прочностью и стойкостью к высоким температурами. Из таких материалов изготавливаются компоненты, используемые в фармацевтической, аэрокосмической и текстильной промышленностях.
• Антикоррозийная — обладает высокой стойкостью к ржавлению. Применяется в быту, медицине и машиностроении для производства компонентов.
• Термостойкая устойчива к коррозии при высоких температурах, что делает её идеальной для работы на химических заводах.

Температура плавления нержавеющей стали варьируется примерно от 1300 °C до 1400 °C, что зависит от состава и качества сплавов.

Плотность перечисленных в таблице металлов варьируется от 0,534 до 22,59 г/см³. Самым легким из них является литий, а самым тяжелым — осмий. Стоит подчеркнуть, что плотность осмия превосходит плотности урана и плутония при комнатной температуре.

Температуры плавления металлов и сплавов

Чтобы упростить восприятие, границы фазового перехода из твердого состояния в жидкое распределены по группам, упорядоченным по возрастанию температуры плавления. В таблице представлены наиболее распространенные элементы.

Таблица температур плавления расплавленных металлов и их сплавов (температуры плавления до +600°C).

Название элемента или соединения	Алфавитный символ периодической таблицы элементов	Температура плавления	Температура кипения
Ртуть	Hg	-38,9°C	+356,7°C
Литий	Li	+18°C	+1342°C
Цезий	Cs	+28,4°C	+667,5°C
Калий	K	+63,6°C	+759°C
Натрий	Na	+97,8°C	+883°C
Индий	In	+156,6°C	+2072°C
Олово	Sn	+232°C	+2600°C
Висмут	Bi	+271,4°C	+1564°C
Таллий	Tl	+304°C	+1473°C
Кадмий	Cd	+321°C	+767°C
Свинец	Pb	+327°C	+1750°C
Цинк	Zn	+420°C	+907°C

Таблица плавления металлов и сплавов, охватывающая диапазон фазовых переходов от +600 до 1600 °C.

Название	Металл или состав сплава	Температура плавления	Температура кипения
МЕТАЛЛЫ
Сурьма	Sb	+630,6°C	+1587°C
Магний	Mg	+650°C	+1100°C
Алюминий	Al	+660°C	+2519°C
Барий	Ba	+727°C	+1897°C
Кальций	Ca	+842°C	+1484°C
Серебро	Ag	+960°C	+2180°C
Золото	Au	+1063°C	+2660°C
Марганец	Mn	+1246°C	+2061°C
Медь	Cu	+1083°C	+2580°C
Бериллий	Be	+1287°C	+2471°C
Кремний	Si	+1415°C	+2350°C
Никель	Ni	+1455°C	+2913°C
Кобальт	Co	+1495°C	+2927°C
Железо	Fe	+1539°C	+900°C
СПЛАВЫ
Дюралевый сплав	Al+ Mg+Cu+Mn	+650°C
Латунь	Сплав меди и цинка	+950…1050°C
Никелевое серебро	Cu+Zn+Ni	+1100°C
Чугун	Углеродистое железо	+1100…1300°C
Углеродистые стали	+1300…1500°C
Нихром	Fe+Ni+Cr+Si+Mn+Al	+1400°C
Инвар	Fe+Ni	+1425°C
Фехраль	Fe+Cr+Al+Mn+Si	+1460°C

Таблица плавления тугоплавких металлов и сплавов (выше +1600°C).

Название	Символ элемента, тип соединения	Температура плавления	Температура кипения
Титан	Ti	+1680°C	+3300°C
Карбид титана	TiC	+3150°C	–
Торий	Th	+1750°C	+4788°C
Платина	Pt	+1769.3°C	+3825°C
Хром	Cr	+1907°C	+2671°C
Карбид хрома	Cr23C6	+1660°C	–
	Cr7C3	+1780°C	–
	Cr3C2	+1890°C	–
Цирконий	Zr	+1855°C	+4409°C
Карбид циркония	ZrC	+3530°C	–
Ванадий	V	+1910°C	+3407°C
Родий	Rh	+1964°C	+3695°C
Иридий	Ir	+2447°C	+4428°C
Ниобий	Nb	+2477°C	+4744°C
Молибден	Mo	+2623°C	+4639°C
Тантал	Ta	+3017°C	+5458°C
Вольфрам	W	+3420°C	+5555°C

Как протекает процесс

Процесс плавления металлов осуществляется сравнительно схожим образом, независимо от применения внешнего или внутреннего источника тепла. Первый подход предполагает использование нагревательной печи, тогда как второй осуществляется через резистивный нагрев с помощью электрического тока или индукционного нагрева в высокочастотном электромагнитном поле. Оба метода оказывают приблизительно равное влияние на металл.

С увеличением температуры амплитуда тепловых колебаний молекул возрастает, что приводит к возникновению структурных дефектов в кристаллической решетке. Это выражается в формировании дислокаций, пропуске атомов и других нарушениях, сопровождающихся разрывом межатомных связей, что требует затраты определённого количества энергии. Одновременно на поверхности образуется слой с признаками текучести. Период, когда происходит разрушение решетки и накопление дефектов, определяется как плавление.

Категоризация металлов

Металлы классифицируются на разные группы в зависимости от их температуры плавления:

1. Низкотемпературные металлы: их плавление происходит при температурах не превышающих 600°C.
2. Металлы средней плавкости: температура их плавления варьируется от 600°C до 1600°C. К ним относят золото, медь, алюминий, магний, железо, никель и большинство полуметаллов.
3. Тугоплавкие металлы: Чтобы металл перешёл в жидкое состояние, необходима температура выше 1600°C. В эту группу входят хром, вольфрам, молибден и титан.

Выбор плавителя зависит от температуры плавления. Чем выше температура плавления, тем более мощным должен быть плавитель. Информацию о температуре конкретного элемента можно найти в таблицах.

Также важным параметром является температура кипения. Это значение определяет момент, когда жидкости начинают закипать, и соответствует температуре насыщенных паров по отношению к плоской поверхности кипящей жидкости. Обычно температура кипения почти в два раза превышает температуру плавления.