Metodat e shkrirjes për metalet me ngjyra: pika e shkrirjes, dendësia dhe vëllimi specifik. Karakteristikat fizike, përbërja dhe veçoritë e metalit të hekurit Pika e vlimit të gozhdës së hekurit

Çdo metal ose aliazh ka veti unike, duke përfshirë pikën e shkrirjes së tij. Në këtë rast, objekti kalon nga një gjendje në tjetrën, në një rast të veçantë, ai bëhet i lëngshëm nga i ngurtë. Për ta shkrirë, duhet të aplikoni nxehtësi në të dhe ta ngrohni derisa të arrihet temperatura e dëshiruar. Në momentin kur arrihet pika e dëshiruar e temperaturës së një lidhjeje të caktuar, ajo mund të mbetet ende në gjendje të ngurtë. Ndërsa ekspozimi vazhdon, ai fillon të shkrihet.

Mërkuri ka pikën më të ulët të shkrirjes - shkrihet edhe në -39 °C, tungsteni ka pikën më të lartë - 3422 °C. Për lidhjet (çeliku dhe të tjerët) është jashtëzakonisht e vështirë të përcaktohet shifra e saktë. E gjitha varet nga raporti i përbërësve në to. Për lidhjet shkruhet si interval numerik.

Si funksionon procesi

Elementet, sido që të jenë: ari, hekuri, gize, çeliku apo ndonjë tjetër, shkrihen afërsisht njësoj. Kjo ndodh për shkak të ngrohjes së jashtme ose të brendshme. Ngrohja e jashtme kryhet në një furrë termike. Për përdorim të brendshëm ngrohje rezistente, kalim i rrymës elektrike ose induksioni ngrohje në një fushë elektromagnetike me frekuencë të lartë. Ndikimi është afërsisht i njëjtë.

Kur ndodh ngrohja, rritet amplituda e dridhjeve termike të molekulave. Shfaqet defekte strukturore të rrjetës, e shoqëruar me këputje të lidhjeve ndëratomike. Periudha e shkatërrimit të grilës dhe akumulimit të defekteve quhet shkrirje.

Në varësi të shkallës në të cilën shkrihen metalet, ato ndahen në:

1. me shkrirje të ulët - deri në 600 °C: plumb, zink, kallaj;
2. me shkrirje mesatare - nga 600 °C deri në 1600 °C: ari, bakri, alumini, gize, hekuri dhe mbi të gjitha elementet dhe përbërjet;
3. zjarrdurues - nga 1600 °C: krom, tungsten, molibden, titan.

Varësisht se cila është shkalla maksimale, zgjidhet aparati i shkrirjes. Duhet të jetë më i fortë sa më i fortë të jetë ngrohja.

Vlera e dytë e rëndësishme është shkalla e vlimit. Ky është parametri në të cilin lëngjet fillojnë të ziejnë. Si rregull, është dyfishi i pikës së shkrirjes. Këto vlera janë drejtpërdrejt proporcionale me njëra-tjetrën dhe zakonisht jepen në presion normal.

Nëse rritet presioni, rritet edhe sasia e shkrirjes. Nëse presioni zvogëlohet, atëherë zvogëlohet.

Tabela e karakteristikave

Metalet dhe lidhjet - të domosdoshme baza e falsifikimit, prodhimi i shkritores, prodhimi i bizhuterive dhe shumë fusha të tjera të prodhimit. Pavarësisht se çfarë bën mjeshtri ( bizhuteri bërë prej ari, gardhe prej gize, thika prej çeliku ose byzylykë bakri), Për funksionimin e duhur ai duhet të dijë temperaturat në të cilat shkrihet një element i caktuar.

Për të zbuluar këtë parametër, duhet t'i referoheni tabelës. Në tabelë mund të gjeni edhe shkallën e vlimit.

Ndër elementët më të përdorur në jetën e përditshme, treguesit e pikës së shkrirjes janë:

1. alumini - 660 °C;
2. pika e shkrirjes së bakrit - 1083 °C;
3. pika e shkrirjes së arit - 1063 °C;
4. argjendi - 960 °C;
5. kallaj - 232 °C. Kallaji përdoret shpesh për bashkim, pasi temperatura e një hekuri saldimi të punës është saktësisht 250-400 gradë;
6. plumbi - 327 °C;
7. pika e shkrirjes së hekurit - 1539 °C;
8. pika e shkrirjes së çelikut (një aliazh hekuri dhe karboni) është nga 1300 °C deri në 1500 °C. Ai ndryshon në varësi të ngopjes së çelikut me përbërës;
9. pika e shkrirjes së gize (gjithashtu një aliazh hekuri dhe karboni) - nga 1100 °C deri në 1300 °C;
10. merkuri - -38,9 °C.

Siç duket qartë nga kjo pjesë e tabelës, metali më i shkrirë është merkuri, i cili në temperatura pozitive tashmë është në gjendje të lëngshme.

Pika e vlimit të të gjithë këtyre elementeve është pothuajse dy herë, dhe ndonjëherë edhe më e lartë se pika e shkrirjes. Për shembull, për arin është 2660 °C, për alumini - 2519 °C, për hekurin - 2900 °C, për bakrin - 2580 °C, për merkurin - 356,73 °C.

Për lidhjet si çeliku, gize dhe metale të tjera, llogaritja është afërsisht e njëjtë dhe varet nga raporti i përbërësve në aliazh.

Pika maksimale e vlimit për metalet është Rhenia - 5596 °C. Pika më e lartë e vlimit është për materialet më zjarrduruese.

Ka tabela që tregojnë gjithashtu dendësia e metalit. Metali më i lehtë është litiumi, më i rëndë është osmiumi. Osmiumi ka një densitet më të lartë se uraniumi dhe plutonium, nëse merret parasysh në temperaturën e dhomës. Metalet e lehta përfshijnë: magnez, alumin, titan. Metalet e rënda përfshijnë metalet më të zakonshme: hekur, bakër, zink, kallaj dhe shumë të tjerë. Grupi i fundit është metale shumë të rënda, ku përfshihen: tungsteni, ari, plumbi dhe të tjera.

Një tregues tjetër që gjendet në tabela është përçueshmëria termike e metaleve. Neptuniumi është përçuesi më i keq i nxehtësisë, dhe metali më i mirë për sa i përket përçueshmërisë termike është argjendi. Ari, çeliku, hekuri, gize dhe elementë të tjerë janë në mes midis këtyre dy ekstremeve. Karakteristikat e qarta për secilën mund të gjenden në tabelën e kërkuar.

Pika e shkrirjes, së bashku me dendësinë, i referohet karakteristikave fizike të metaleve. Pika e shkrirjes së metaleve- temperatura në të cilën një metal ndryshon nga gjendja e ngurtë në të cilën është në gjendjen e tij normale (përveç merkurit) në gjendje të lëngshme kur nxehet. Gjatë shkrirjes, vëllimi i metalit praktikisht nuk ndryshon, kështu që temperatura e shkrirjes është normale presioni atmosferik nuk ka efekt.

Pika e shkrirjes së metaleve varion nga -39 gradë Celsius deri në +3410 gradë. Për shumicën e metaleve, pika e shkrirjes është e lartë, megjithatë, disa metale mund të shkrihen në shtëpi duke u ngrohur në një djegës të rregullt (kallaj, plumb).

Klasifikimi i metaleve sipas pikës së shkrirjes

1. Metalet me shkrirje të ulët, pika e shkrirjes së të cilit luhatet deri në 600 gradë Celsius, për shembull zink, kallaj, bismut.
2. Metalet me shkrirje mesatare, të cilat shkrihen në një temperaturë nga 600 në 1600 gradë Celsius: si p.sh alumini, bakri, kallaji, hekuri.
3. Metalet zjarrduruese, pika e shkrirjes së të cilave arrin më shumë se 1600 gradë Celsius - tungsten, titan, krom etj.
4. - i vetmi metal që është në gjendje të lëngët në kushte normale (presioni normal atmosferik, temperatura mesatare e ambientit). Pika e shkrirjes së merkurit është rreth -39 gradë Celsius.

Tabela e temperaturave të shkrirjes së metaleve dhe lidhjeve

Kur shkrihet metali për prodhimin e derdhjeve metalike, zgjedhja e pajisjeve, materialit për formimin e metaleve, etj., varet nga temperatura e shkrirjes Kur lidhni një metal me elementë të tjerë, pika e shkrirjes më së shpeshti zvogëlohet.

Fakt interesant

Mos i ngatërroni konceptet e "pikës së shkrirjes së metalit" dhe "pikës së vlimit të metaleve" - ​​për shumë metale këto karakteristika janë dukshëm të ndryshme: për shembull, argjendi shkrihet në një temperaturë prej 961 gradë Celsius dhe vlon vetëm kur temperatura arrin 2180 gradë.

Pika e shkrirjes së një metali është temperatura minimale në të cilën ai ndryshon nga e ngurtë në të lëngshme. Kur shkrihet, vëllimi i tij praktikisht nuk ndryshon. Metalet klasifikohen sipas pikës së shkrirjes në varësi të shkallës së ngrohjes.

Metalet me shkrirje të ulët

Metalet me shkrirje të ulët kanë një pikë shkrirje nën 600°C. Këto janë zink, kallaj, bismut. Metalet e tilla mund të shkrihen në shtëpi duke i ngrohur në sobë ose duke përdorur një hekur saldimi. Metalet me shkrirje të ulët përdoren në elektronikë dhe teknologji për të lidhur elementët metalikë dhe telat për lëvizje rrymë elektrike. Pika e shkrirjes së kallajit është 232 gradë, dhe zinku është 419.

Metalet me shkrirje mesatare

Metalet me shkrirje mesatare fillojnë të kalojnë nga e ngurtë në të lëngshme në temperatura nga 600°C në 1600°C. Ato përdoren për të bërë pllaka, përforcime, blloqe dhe struktura të tjera metalike të përshtatshme për ndërtim. Në këtë grup metalesh bëjnë pjesë hekuri, bakri, alumini dhe janë gjithashtu pjesë e shumë lidhjeve. Bakri u shtohet lidhjeve metale të çmuara të tilla si ari, argjendi, platini. Ari 750 përbëhet nga 25% metale të aliazhit, duke përfshirë bakrin, i cili i jep një nuancë të kuqërremtë. Pika e shkrirjes së këtij materiali është 1084 °C. Dhe alumini fillon të shkrihet në një temperaturë relativisht të ulët prej 660 gradë Celsius. Ky është një metal i lehtë, i urtë dhe i lirë që nuk oksidohet ose ndryshket, prandaj përdoret gjerësisht në prodhimin e enëve të tavolinës. Pika e shkrirjes së hekurit është 1539 gradë. Ky është një nga metalet më të njohura dhe më të përballueshme, përdorimi i tij është i përhapur në industrinë e ndërtimit dhe automobilave. Por për shkak të faktit se hekuri i nënshtrohet korrozionit, ai duhet të përpunohet shtesë dhe të mbulohet me një shtresë mbrojtëse të bojës, vaj tharjeje ose të parandalojë hyrjen e lagështirës.

Metalet zjarrduruese

Temperatura e metaleve zjarrduruese është mbi 1600°C. Këto janë tungsten, titan, platin, krom dhe të tjerë. Ato përdoren si burime drite, pjesë makinerish, lubrifikantë dhe në industrinë bërthamore. Ato përdoren për të bërë tela, tela të tensionit të lartë dhe përdoren për të shkrirë metale të tjera me një pikë shkrirjeje më të ulët. Platini fillon të kalojë nga i ngurtë në të lëngët në një temperaturë prej 1769 gradë, dhe tungsteni në një temperaturë prej 3420 ° C.

Mërkuri është i vetmi metal që është në gjendje të lëngët në kushte normale, përkatësisht presion normal atmosferik dhe temperaturë mesatare. mjedisi. Pika e shkrirjes së merkurit është minus 39°C. Ky metal dhe avujt e tij janë helmues, prandaj përdoret vetëm në enë të mbyllura ose në laboratorë. Një përdorim i zakonshëm i merkurit është si një termometër për të matur temperaturën e trupit.

- e para për nga rëndësia dhe përhapja material ndërtimor. Ai njihet nga kohët e lashta, dhe vetitë e tij janë të tilla që kur mësuan të shkrinin hekurin në sasi të konsiderueshme, metali zëvendësoi të gjitha lidhjet e tjera. Epoka e hekurit ka ardhur dhe, gjykuar nga kjo, kjo kohë nuk do të përfundojë shpejt. Ky artikull do t'ju tregojë se çfarë graviteti specifik hekuri, cila është pika e tij e shkrirjes në formën e tij të pastër.

Hekuri është një metal tipik dhe është kimikisht aktiv. Substanca reagon në temperaturë normale, dhe ngrohja ose rritja e lagështisë rrit ndjeshëm reaktivitetin e saj. Hekuri gërryhet në ajër, digjet në një atmosferë me oksigjen të pastër dhe në formën e pluhurit të imët mund të ndizet në ajër.

Hekuri i pastër është në thelb i lakueshëm, por metali është shumë i rrallë në këtë formë. Në fakt, hekuri nënkupton një aliazh me përmasa të vogla papastërtish - deri në 0.8%, i cili karakterizohet nga butësia dhe lakueshmëria. substancë e pastër. Lidhjet me karbon - çeliku, gize, çelik inox - janë të rëndësishme për ekonominë kombëtare.

Hekuri karakterizohet nga polimorfizëm: ka deri në 4 modifikime, të ndryshme në strukturën dhe parametrat e grilës:

• α-Fe – ekziston nga zero deri në +769 C. Ka një rrjetë kubike me qendër trupin dhe është ferromagnetike, domethënë ruan magnetizimin në mungesë të një fushe magnetike të jashtme. +769 C – Pika Curie për metalin;
• shfaqet nga +769 në +917 C β-Fe. Ai ndryshon nga faza α vetëm në parametrat e rrjetës. Pothuajse të gjitha vetitë fizike ruhen me përjashtim të atyre magnetike: hekuri bëhet paramagnetik, domethënë humbet aftësinë për të magnetizuar dhe tërhiqet në një fushë magnetike. Metalurgjia nuk e konsideron fazën β si një modifikim të veçantë. Meqenëse tranzicioni nuk ndikon në karakteristikat e rëndësishme fizike;
• në rangun nga 917 deri në 1394 C ka një modifikim γ, i cili karakterizohet nga një grilë kub e përqendruar në fytyrë;
• në temperatura mbi +1394 C, shfaqet faza δ, e cila karakterizohet nga një rrjet kub me qendër trupin.

Në presion të lartë, si dhe kur metali është i dopuar me aditivë të caktuar, formohet një ε-fazë me një grilë gjashtëkëndore të mbushur ngushtë.

Temperatura e tranzicionit fazor ndryshon dukshëm kur dopohet me të njëjtin karbon. Në fakt, vetë aftësia e hekurit për të formuar kaq shumë modifikime shërben si bazë për përpunimin e çelikut në të ndryshme kushtet e temperaturës. Pa tranzicione të tilla, metali nuk do të ishte bërë kaq i përhapur.

Tani është koha për vetitë e hekurit metalik.

Kjo video tregon për strukturën e hekurit:

Vetitë dhe karakteristikat e metalit

Hekuri është një metal mjaft i lehtë, mesatarisht zjarrdurues, me ngjyrë argjendi-gri. Reagon lehtësisht me acide të holluara dhe për këtë arsye konsiderohet një element me aktivitet mesatar. Në ajër të thatë, metali mbulohet gradualisht me një film oksid, i cili parandalon reagimin e mëtejshëm.

Por me lagështinë më të vogël, në vend të një filmi, shfaqet ndryshku - i lirshëm dhe heterogjen në përbërje. Ndryshku nuk parandalon korrozionin e mëtejshëm të hekurit. Sidoqoftë, vetitë fizike të metalit dhe, më e rëndësishmja, lidhjet e tij me karbonin janë të tilla që, pavarësisht nga niveli i ulët rezistenca ndaj korrozionit, përdorimi i hekurit është më se i justifikuar.

Masa dhe dendësia

Pesha molekulare e hekurit është 55.8, që tregon lehtësinë relative të substancës. Sa është dendësia e hekurit? Ky tregues përcaktohet nga modifikimi i fazës:

• α-Fe – 7,87 g/kub. cm në 20 C dhe 7,67 g/cc. cm në 600 C;
• Faza γ ka një densitet edhe më të ulët - 7,59 g/cc në 1000C;
• Dendësia e fazës δ është 7,409 g/cc.

Me rritjen e temperaturës, densiteti i hekurit natyrshëm zvogëlohet.

Tani le të zbulojmë se cila është pika e shkrirjes së hekurit në Celsius, duke e krahasuar atë, për shembull, me gize.

Gama e temperaturës

Metali është mesatarisht zjarrdurues, që do të thotë një temperaturë relativisht e ulët e ndryshimit në gjendjen e grumbullimit:

• pika e shkrirjes - 1539 C;
• pika e vlimit - 2862 C;
• Temperatura Curie, domethënë humbja e aftësisë për të magnetizuar, është 719 C.

Vlen të kihet parasysh se kur flitet për pikën e shkrirjes apo të vlimit, kanë të bëjnë me fazën δ të substancës.

Kjo video do t'ju tregojë për vetitë fizike dhe kimike të hekurit:

Karakteristikat mekanike

Hekuri dhe lidhjet e tij janë aq të përhapura sa, megjithëse filluan të përdoren më vonë se, për shembull, dhe, ato janë bërë standarde origjinale. Kur krahasojnë metalet, ata tregojnë për hekurin: më i fortë se çeliku, 2 herë më i butë se hekuri, etj.

Karakteristikat janë dhënë për një metal që përmban përmasa të vogla të papastërtive:

• fortësia në shkallën Mohs - 4-5;
• Fortësia e Brinelit - 350–450 MN/sq. Për më tepër, hekuri kimikisht i pastër ka një fortësi më të lartë - 588–686;

Treguesit e forcës varen jashtëzakonisht nga sasia dhe natyra e papastërtive. Kjo vlerë rregullohet nga GOST për secilën klasë të aliazhit ose metalit të pastër. Kështu, forca në shtypje për çelikun e palidhur është 400-550 MPa. Kur forcohet kjo shkallë, forca në tërheqje rritet në 700 MPa.

• forca e goditjes së metalit është 300 MN/m²;
• forca e rrjedhshmërisë –100 MN/sq. m.

Ne do të mësojmë më tej se çfarë nevojitet për të përcaktuar kapacitetin specifik të nxehtësisë së hekurit.

Kapaciteti i nxehtësisë dhe përçueshmëria termike

Si çdo metal, hekuri përcjell nxehtësinë, megjithëse performanca e tij në këtë fushë është e ulët: për sa i përket përçueshmërisë termike, metali është inferior ndaj aluminit - 2 herë më pak dhe 5 herë më pak.

Përçueshmëria termike në 25 C është 74,04 W/(m K). Vlera varet nga temperatura;

• në 100 k përçueshmëria termike është 132 [W/(m.K)];
• në 300 K – 80,3 [W/(m.K)];
• në 400 – 69,4 [W/(m.K)];
• dhe në 1500 – 31,8 [W/(m.K)].

• Koeficienti i zgjerimit termik në 20 C është 11,7·10-6.
• Kapaciteti termik i një metali përcaktohet nga struktura e tij fazore dhe varet mjaft komplekse nga temperatura. Me një rritje në 250 C, kapaciteti i nxehtësisë rritet ngadalë, pastaj rritet ndjeshëm derisa të arrihet pika Curie dhe më pas fillon të ulet.
• Kapaciteti specifik i nxehtësisë në diapazonin e temperaturës nga 0 deri në 1000C është 640,57 J/(kg K).

Përçueshmëria elektrike

Hekuri përcjell rrymë, por jo aq mirë sa bakri dhe argjendi. Specifike rezistenca elektrike metal në kushte normale - 9,7·10-8 ohm·m.

Meqenëse hekuri është ferromagnetik, performanca e tij në këtë fushë është më domethënëse:

• induksioni magnetik i ngopjes është 2,18 Tesla;
• përshkueshmëria magnetike - 1.45.106.

Toksiciteti

Metali nuk paraqet rrezik për trupin e njeriut.çeliku dhe prodhimi i produkteve të hekurit mund të jenë të rrezikshëm, por vetëm për shkak të temperaturave të larta dhe atyre aditivëve që përdoren në prodhimin e lidhjeve të ndryshme. Mbetjet e hekurit - skrap - paraqesin rrezik për mjedisin, por janë mjaft të moderuara, pasi metali ndryshket në ajër.

Hekuri nuk është biologjikisht inert, prandaj nuk përdoret si material për proteza. Megjithatë, në trupin e njeriut ky element luan një nga rolet më të rëndësishme: një shkelje në përthithjen e hekurit ose një sasi e pamjaftueshme e këtij të fundit në dietë garanton aneminë në rastin më të mirë.

Hekuri përthithet me vështirësi të mëdha - 5–10% e sasisë totale të furnizuar në trup, ose 10–20% nëse ka mungesë.

• Kërkesa e zakonshme ditore për hekur është 10 mg për burrat dhe 20 mg për gratë.
• Doza toksike - 200 mg / ditë.
• Vdekjeprurëse – 7–35 g Është pothuajse e pamundur të merret një sasi e tillë hekuri, kështu që helmimi me hekur është jashtëzakonisht i rrallë.

Hekuri është një metal, karakteristikat fizike të të cilit, në veçanti forca, mund të ndryshohen ndjeshëm duke iu drejtuar përpunimit ose shtimi i sasive shumë të vogla të elementeve aliazh. Kjo veçori, e kombinuar me disponueshmërinë dhe lehtësinë e nxjerrjes së metaleve, e bën hekurin materialin strukturor më të popullarizuar.

Një specialist do t'ju tregojë edhe më shumë për vetitë e hekurit në videon e mëposhtme:

Tabela tregon pikën e shkrirjes së metaleve t pl , pika e tyre e vlimit t te në presionin atmosferik, dendësia e metaleve ρ në 25°C dhe përçueshmëri termike λ në 27°C.

Pika e shkrirjes së metaleve, si dhe dendësia dhe përçueshmëria termike e tyre jepen në tabelë për këto metale: aktinium Ac, argjend Ag, ari Au, barium Ba, berilium Be, kalcium Ca, kadmium Cd, kobalt Co, krom Cr. , cezium Cs, galium Ga, hafnium Hf, merkur Hg, indium In, iridium Ir, kalium K, litium Li, neptunium Np, osmium Os, protaktinium Pa, plumb Pb, paladium Pd, polonium Po, plutonium Pu, radium Ra, rubidium Pb, renium Re, rodium Rh, rutenium Ru, antimoni Sb, stroncium Sr, tantal Ta, teknetium Tc, torium Th, talium Tl, uranium U, vanadium V, zink Zn, zirkon Zr.

Sipas tabelës, mund të shihet se pika e shkrirjes së metaleve ndryshon në një gamë të gjerë (nga -38,83 ° C për tungsten në 3422 ° C). Metalet si litiumi (18,05°C), ceziumi (28,44°C), rubidiumi (39,3°C) dhe metalet e tjera alkali kanë një pikë të ulët shkrirjeje pozitive.

Metalet më zjarrduruese janë: hafnium, iridium, molibden, niobium, osmium, renium, rutenium, tantal, teknetium, tungsten. Pika e shkrirjes së këtyre metaleve është mbi 2000°C.

Le të japim Shembuj të pikës së shkrirjes së metaleve, i përdorur gjerësisht në industri dhe në jetën e përditshme:

• pika e shkrirjes së aluminit 660,32 °C;
• pika e shkrirjes së bakrit 1084,62 °C;
• pika e shkrirjes së plumbit 327,46 °C;
• pika e shkrirjes së arit 1064,18 °C;
• pika e shkrirjes së kallajit 231,93 °C;
• pika e shkrirjes së argjendit është 961,78 °C;
• Pika e shkrirjes së merkurit është -38.83°C.

Rhenium Re ka pikën maksimale të vlimit të metaleve të paraqitura në tabelë - është 5596°C. Gjithashtu, metalet që i përkasin grupit me pikë shkrirjeje të lartë kanë pika të larta vlimi.

Në tabelë varion nga 0,534 në 22,59, domethënë, metali më i lehtë është , dhe metali më i rëndë është osmiumi. Duhet të theksohet se osmiumi ka një densitet më të madh se edhe plutoniumi në temperaturën e dhomës.

Tabela varion nga 6.3 në 427 W/(m deg), kështu që përçuesi më i keq i nxehtësisë është një metal si neptuni, dhe metali më i mirë që përçon nxehtësinë është argjendi.

Pika e shkrirjes së çelikut

Është paraqitur një tabelë e vlerave të temperaturës së shkrirjes për klasat e zakonshme të çelikut. Konsiderohen çeliqet për derdhje, strukturore, rezistente ndaj nxehtësisë, karboni dhe klasa të tjera të çeliqeve.

Pika e shkrirjes së çelikut varion nga 1350 deri në 1535°C. Çeliqet në tabelë janë të renditur sipas rendit të rritjes së pikës së shkrirjes.

Burimet:

1. Volkov A.I., Zharsky I.M. Libër i madh referimi kimik. - M: Shkolla Sovjetike, 2005. - 608 f.
2. Sasitë fizike. Drejtoria. A. P. Babichev, N. A. Babushkina, A. M. Bratkovsky dhe të tjerë; Ed. I. S. Grigorieva, E. Z. Meilikhova. - M.: Energoatomizdat, 1991. - 1232 f.

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 kallëpe 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 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 këtë rregull Zbatohet vetëm për metal të 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 gjendjeve 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 më shumë me njëri-tjetrin dhe për të shkatërruar rrjetën kristalore ata 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

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.

Forca e metaleve

Përveç aftësisë për të kaluar nga e ngurtë në të lëngshme, një nga vetitë e rëndësishme të materialit është forca e tij - aftësia të ngurta rezistenca ndaj 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 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.

Një metal i lakueshëm i bardhë në argjend me reaktivitet të lartë kimik: hekuri gërryhet shpejt kur ekspozohet ndaj temperaturat e larta ose kur ka lagështi të lartë në ajër. Hekuri digjet në oksigjen të pastër dhe në një gjendje të shpërndarë imët ndizet spontanisht në ajër. Shënohet me simbolin Fe (latinisht Ferrum). Një nga metalet më të zakonshme në koren e tokës (vendi i dytë pas).

Shihni gjithashtu:

STRUKTURA

Janë krijuar disa modifikime polimorfike për hekurin, nga të cilat modifikimi me temperaturë të lartë - γ-Fe (mbi 906°) formon një rrjetë të një kubi të përqendruar në fytyrë të tipit Cu (a 0 = 3,63) dhe me temperaturë të ulët modifikim - rrjeta α-Fe e një kubi të përqendruar të tipit α-Fe ( a 0 = 2,86).
Në varësi të temperaturës së ngrohjes, hekuri mund të gjendet në tre modifikime, të karakterizuara nga struktura të ndryshme rrjetash kristalore:

1. Në intervalin e temperaturës nga më të ulëtat deri në 910°C - a-ferrit (ferrit alfa), që ka një strukturë rrjetë kristalore në formën e një kubi të përqendruar;
2. Në intervalin e temperaturës nga 910 deri në 1390°C - austeniti, rrjeta kristalore e të cilit ka strukturën e një kubi me qendër fytyrën;
3. Në intervalin e temperaturës nga 1390 deri në 1535 ° C (pika e shkrirjes) - d-ferrit (delta ferrit). Rrjeta kristalore e d-ferritit është e njëjtë me atë të a-ferritit. I vetmi ndryshim midis tyre është distanca e ndryshme (më e madhe për ferritin d) midis atomeve.

Kur hekuri i lëngshëm ftohet, kristalet parësore (qendrat e kristalizimit) shfaqen njëkohësisht në shumë pika të vëllimit të ftohur. Me ftohjen e mëvonshme, qelizat e reja kristalore ndërtohen rreth çdo qendre derisa të shterohet e gjithë furnizimi i metalit të lëngshëm.
Rezultati është një strukturë kokrrizore e metalit. Çdo kokërr ka një rrjetë kristali me një drejtim të caktuar të boshteve të saj.
Me ftohjen e mëvonshme të hekurit të ngurtë, gjatë kalimit të ferritit d në austenit dhe austenitit në a-ferrit, qendra të reja kristalizimi mund të shfaqen me një ndryshim përkatës në madhësinë e kokrrizave.

VETITË

Në formën e tij të pastër, në kushte normale, është i ngurtë. Ka një ngjyrë gri argjendi dhe një shkëlqim të theksuar metalik. Vetitë mekanike të hekurit përfshijnë nivelin e tij të fortësisë në shkallën Mohs. Është e barabartë me katër (mesatare). Hekuri ka përçueshmëri të mirë elektrike dhe termike. Tipari i fundit mund të ndihet duke prekur një objekt hekuri në një dhomë të ftohtë. Për shkak se ky material përçon shpejt nxehtësinë, ai largon pjesën më të madhe të saj nga lëkura juaj në një periudhë të shkurtër kohore, kjo është arsyeja pse ndiheni të ftohtë.
Nëse prekni, për shembull, drurin, do të vini re se përçueshmëria e tij termike është shumë më e ulët. Vetitë fizike hekuri - këto janë pikat e tij të shkrirjes dhe vlimit. E para është 1539 gradë Celsius, e dyta është 2860 gradë Celsius. Mund të konkludojmë se vetitë karakteristike të hekurit janë duktiliteti dhe shkrirja e mirë. Por kjo nuk është e gjitha. Gjithashtu, vetitë fizike të hekurit përfshijnë ferromagnetizmin e tij. Çfarë është ajo? Hekuri, vetitë magnetike të të cilit mund t'i vëzhgojmë shembuj praktikçdo ditë, është i vetmi metal që ka një veçori kaq unike dalluese. Kjo shpjegohet me faktin se këtë material të aftë për t'u magnetizuar nën ndikimin e një fushe magnetike. Dhe pas përfundimit të veprimit të këtij të fundit, hekuri, vetitë magnetike të të cilit sapo janë formuar, mbetet magnet për një kohë të gjatë. Ky fenomen mund të shpjegohet me faktin se në strukturën e këtij metali ka shumë elektrone të lira që janë në gjendje të lëvizin.

REZERVAT DHE PRODHIMI

Hekuri është një nga elementët më të zakonshëm në sistemin diellor, veçanërisht në planetët tokësorë, veçanërisht në Tokë. Një pjesë e konsiderueshme e hekurit të planetëve tokësorë ndodhet në bërthamat e planetëve, ku përmbajtja e tij vlerësohet të jetë rreth 90%. Përmbajtja e hekurit në koren e tokës është 5%, dhe në mantel rreth 12%.

Hekuri është mjaft i përhapur në koren e tokës - ai përbën rreth 4.1% të masës së kores së tokës (vendi i katërt midis të gjithë elementëve, i dyti midis metaleve). Në mantel dhe kore, hekuri është i përqendruar kryesisht në silikate, ndërsa përmbajtja e tij është e konsiderueshme në shkëmbinjtë bazë dhe ultrabazikë dhe e ulët në shkëmbinjtë acidikë dhe të ndërmjetëm.
Njihen një numër i madh xeheroresh dhe mineralesh që përmbajnë hekur. Me rëndësi më të madhe praktike janë minerali i kuq i hekurit (hematiti, Fe2O3; përmban deri në 70% Fe), minerali i hekurit magnetik (magnetiti, FeFe 2 O 4, Fe 3 O 4; përmban 72,4% Fe), minerali i hekurit kafe ose limoniti (goetit dhe hidrogoetit, përkatësisht FeOOH dhe FeOOH nH 2 O). Gëtiti dhe hidrogoetiti gjenden më shpesh në koret e motit, duke formuar të ashtuquajturat "kapele hekuri", trashësia e të cilave arrin disa qindra metra. Mund të jenë gjithashtu me origjinë sedimentare, duke rënë nga tretësirat koloidale në liqene ose zona bregdetare të deteve. Në këtë rast, formohen xeherore hekuri olitike, ose bishtajore. Vivianite Fe 3 (PO 4) 2 8H 2 O shpesh gjendet në to, duke formuar kristale të zeza të zgjatura dhe agregate radiale.
Përmbajtja e hekurit në ujin e detit është 1·10−5 -1·10−8%
Në industri, hekuri merret nga minerali i hekurit, kryesisht nga hematiti (Fe 2 O 3) dhe magnetiti (FeO Fe 2 O 3).
Ka mënyra të ndryshme për të nxjerrë hekurin nga xehet. Më i zakonshmi është procesi i domenit.
Faza e parë e prodhimit është reduktimi i hekurit me karbon në një furrë shpërthimi në një temperaturë prej 2000 °C. Në furrën e shpërthimit karboni është në formën e koksit, mineral hekuri në formën e aglomeratit ose peletit dhe fluksi (për shembull, gur gëlqeror) furnizohet nga lart, dhe nga poshtë ato takohen nga një rrjedhë ajri i nxehtë i detyruar.
Përveç procesit të furrës së shpërthimit, procesi i prodhimit të drejtpërdrejtë të hekurit është i zakonshëm. Në këtë rast, minerali i grimcuar paraprakisht përzihet me argjilë të veçantë, duke formuar pelet. Peletat shkrihen dhe trajtohen në një furrë me bosht me produkte të nxehtë të konvertimit të metanit, të cilat përmbajnë hidrogjen. Hidrogjeni redukton lehtësisht hekurin pa e ndotur hekurin me papastërti të tilla si squfuri dhe fosfori, të cilat janë papastërti të zakonshme në qymyr. Hekuri përftohet në formë të ngurtë dhe më pas shkrihet në furrat elektrike. Hekuri kimikisht i pastër përftohet nga elektroliza e tretësirave të kripërave të tij.

ORIGJINA

Origjina e hekurit telurik (tokësor) gjendet rrallë në llavat e bazaltit (Uifak, ishulli Disko, në brigjet perëndimore të Grenlandës, afër Kassel, Gjermani). Në të dyja pikat, pirrotiti (Fe 1-x S) dhe koheniti (Fe 3 C) shoqërohen me të, gjë që shpjegohet si nga reduktimi nga karboni (përfshirë nga shkëmbinjtë pritës) ashtu edhe nga dekompozimi i komplekseve karbonil si Fe( CO) n. Në kokrrat mikroskopike është vendosur më shumë se një herë në shkëmbinj ultrabazikë të alteruar (të serpentinizuar), gjithashtu në paragjenezë me pirrotit, ndonjëherë me magnetit, për shkak të të cilit lind gjatë reaksioneve të reduktimit. Shumë rrallë gjendet në zonën e oksidimit të vendburimeve xeherore, gjatë formimit të xeheve kënetore. Gjetjet janë regjistruar në shkëmbinjtë sedimentarë të lidhur me reduktimin e përbërjeve të hekurit me hidrogjen dhe hidrokarbure.
Në tokën hënore u gjet pothuajse hekur i pastër, i cili shoqërohet si me rënien e meteoritëve ashtu edhe me proceset magmatike. Së fundi, dy klasa meteorësh - hekuri me gurë dhe hekuri - përmbajnë lidhje natyrale të hekurit si një përbërës shkëmbor.

APLIKACIONI

Hekuri është një nga metalet më të përdorura, duke zënë deri në 95% të prodhimit metalurgjik global.
Hekuri është përbërësi kryesor i çeliqeve dhe gizave - materialet më të rëndësishme strukturore.
Hekuri mund të jetë pjesë e lidhjeve të bazuara në metale të tjera - për shembull, nikel.
Oksidi magnetik i hekurit (magnetiti) është një material i rëndësishëm në prodhimin e pajisjeve të memories kompjuterike afatgjatë: disqe, disqe, etj.
Pluhuri ultrafine i magnetitit përdoret në shumë bardh e zi printera lazer të përziera me granula polimer si tonik. Kjo përdor ngjyrën e zezë të magnetitit dhe aftësinë e tij për t'u ngjitur në rulin e transferimit të magnetizuar.
Vetitë unike ferromagnetike të një numri lidhjesh me bazë hekuri kontribuojnë në përdorimin e tyre të gjerë në inxhinierinë elektrike për bërthamat magnetike të transformatorëve dhe motorëve elektrikë.
Kloruri i hekurit (III) (kloruri i hekurit) përdoret në praktikën radio amatore për gdhendjen e pllakave të qarkut të printuar.
Heptati i sulfatit të hekurit (sulfati i hekurit) i përzier me sulfat bakri përdoret për të luftuar kërpudhat e dëmshme në kopshtari dhe ndërtim.
Hekuri përdoret si anodë në bateritë hekur-nikel dhe bateritë hekur-ajër.
Tretësirat ujore të klorureve hekuri dhe hekuri, si dhe sulfatet e tij, përdoren si mpiksje në proceset e pastrimit të ujërave natyrore dhe të zeza në trajtimin e ujërave të ndërmarrjeve industriale.

Hekuri - Fe

KLASIFIKIMI

Hey's CIM Ref1.57