Как нагревание металла влияет на его свойства?
Как нагревание металла влияет на его свойства?
Тепло может влиять на электрические, магнитные и структурные свойства металлов. Поскольку металл имеет широкий спектр применения, различные условия подчеркивают различные атрибуты. Жесткость требуется в промышленных приложениях, в то время как низкая электрическая плотность важна в электронных приложениях.
Существует множество методов нагрева металла, которые широко используются для изменения этих свойств. Для получения желаемого результата необходимо тщательно регулировать температуру нагрева металла и скорость его охлаждения.
Ниже перечислены наиболее важные способы преобразования металлов под воздействием тепла:
Магнетизм
электрическое сопротивление
Тепловое расширение
Магнетизм
Железо, никель и кобальт – это три металла, обладающие магнитными свойствами. Их называют ферромагнитными металлами.
Электрическое сопротивление
Электрическое сопротивление металла – это показатель того, насколько сильно он препятствует прохождению электрического тока. Электроны рассеиваются при столкновении с металлической структурой, когда они проходят через металл. Электроны потребляют больше энергии и движутся быстрее, когда металл нагревается. Это вызывает дальнейшее рассеяние, что увеличивает сумму сопротивления. Термометры обычно рассчитывают температуру, измеряя разницу электрического сопротивления в куске провода.
Тепловое расширение
При нагревании металл расширяется. Температура вызывает увеличение длины, площади поверхности и толщины.
Термическая обработка металлов
Термическая обработка – это метод изменения характеристик металла для того, чтобы сделать его более пригодным для желаемого применения. Ниже перечислены наиболее распространенные методы термической обработки:
Отжиг
Нормализация
Закалка
Отпуск
Отжиг
Такие материалы, как железо, сталь, медь, латунь и серебро, обычно размягчаются путем отжига. При этом материал нагревается до определенной температуры, а затем медленно и неуклонно охлаждается.
Нормализация
Нормализация, также известная как нормализация, – это процесс, используемый для достижения однородности размера и состава зерен в сплавах. Металл нагревается до определенной степени, а затем охлаждается воздухом. Полученный металл не содержит примесей и обладает повышенной прочностью и твердостью. Нормализация часто используется для производства более твердой и жесткой стали, но она менее пластична, чем отжиг. Поскольку процедура улучшает этот атрибут, нормализации обычно подвергаются изделия, которые могут быть подвергнуты механической обработке.
Закалка
Сталь и другие сплавы закаливают для улучшения их механических свойств. При закалке металл нагревают до высокой температуры и выдерживают до тех пор, пока часть углерода не расплавится.
Затем металл гасят, то есть быстро охлаждают в масле или воде. В результате закалки получается сплав с высокой прочностью и износостойкостью. Закалка, с другой стороны, делает его более хрупким и поэтому непригодным для промышленного применения. Поверхностная закалка используется в тех случаях, когда поверхность детали должна быть достаточно твердой для предотвращения износа и разрушения, сохраняя при этом пластичность и упругость, чтобы выдерживать ударные и толчковые нагрузки.
Закалка
Закалка используется для повышения пластичности стали. Незакаленная сталь очень прочна, но она слишком пористая для большинства практических применений. Отпуск – это метод низкотемпературной термообработки, используемый для достижения желаемого соотношения твердости и жесткости после закалки (нейтральной закалки, двойной закалки, науглероживания в среде, карбонитрирования или индукционной закалки). Чтобы уменьшить часть избыточной твердости, сталь нагревают до более низкой температуры.
После этого металл охлаждается на воздухе, в результате чего получается более твердый и менее хрупкий материал.
Что происходит с металлом при нагреве » Строительный портал
Многие металлы и сплавы, нагретые до высокой температуры, становятся пластичными. Железо, сталь, медь, алюминий, магний, латунь, алюминиево-железистая бронза, дюралюмин и некоторые другие металлы и сплавы при нагревании приобретают способность коваться и изменять свою форму без разрушения. Другие металлы и сплавы, например, серый чугун, оловянистая бронза, цинковые сплавы в нагретом состоянии не приобретают способности деформироваться, при ударах и сдавливании становятся хрупкими и разрушаются. Для железа и стали обычно чем выше температура нагрева, тем выше пластичность. Так, например, для стали, нагретой до. 950°, усилие при ковке потребуется в 2,2 раза больше, чем для стали, нагретой до 1200°, а для стали, нагретой до 700°, усилие потребуется в 4,5 раза больше.
е. когда в стали начнут происходить внутренние превращения, о чем подробно будет сказано позднее. При нагреве же от комнатной температуры, т. е. от 15° до 600° прочность стали изменяется не одинаково, а именно: до температуры 300° предел прочности углеродистой стали на растяжение увеличивается и только при нагреве выше 300° он начинает уменьшаться. Ho, получая при температуре около 300° повышенный предел прочности, сталь при этих температурах становится хрупкой и приобретает, как говорят, синеломкость.
При нагреве цветных металлов и сплавов наблюдается сходная картина. Разница лишь только в том, что поскольку они имеют температуру плавления более низкую, чем сталь, то все критические температуры их смещаются вниз. Например, при нагреве до 800° прочность меди уменьшается в 6—7 раз, прочность алюминия при нагреве до 600° уменьшается в 30—35 раз.
Таким образом, нагретые металлы становятся в 25—35 раз менее прочными. Следовательно, в нагретом состоянии они требуют примерно во столько же раз меньше усилий и расхода энергии для их деформации.
Если сталь нагревать еще дальше, т. е. до еще более высокой температуры — выше 1300°, то зерна становятся очень крупными и может начаться их быстрое оплавление. Этому часто препятствует сама печь, которая не может дать температуры, необходимой для расплавления стали — более 1400° Когда зерна или кристаллы начинают оплавляться, то в межкристаллическое пространство будет проникать кислород воздуха, образуя там на гранях зерен хрупкую пленку окислов железа.
С изменением структуры изменяются и механические свойства металла. Чем крупнее зерна, тем сталь имеет меньшую прочность и не только за счет собственного металла, а также и за счет меж-кристаллического пространства, в котором расположены различные, менее прочные неметаллические материалы, например, сера и фосфор, которые плавятся при низких температурах. Нагретый металл, с увеличенными кристаллами, легче растянуть, а следовательно, потребуется меньшее усилие и для сжатия.
Как влияет нагрев металла на его свойства?
16 июня 2021 г. 16 июня 2021 г. | 10:21
Тепло может влиять на электрические, магнитные и структурные свойства металлов.
Поскольку металл имеет различное применение, различные условия подчеркивают разные атрибуты. Прочность требуется в промышленных приложениях, тогда как низкая электрическая плотность важна в электронных приложениях.
Просмотрите наши качественные продукты Просмотрите наши качественные продукты
Многие методы нагревания металла широко используются для изменения этих свойств. Температура, при которой металл нагревается, и скорость его охлаждения строго регулируются для получения желаемого результата.
Воздействие тепла на металл
Ниже перечислены наиболее важные способы преобразования металлов под действием тепла:
- Магнетизм
- Электрическое сопротивление
- Тепловое расширение
Магнетизм
Железо, никель и кобальт — три металла, обладающих магнитными свойствами. Его называют ферромагнитным металлом. Нагревание этих металлов уменьшает их магнетизм до такой степени, что магнетизма больше нет.
Температура Кюри – это температура, при которой это происходит. Эта температура составляет 626° по Фаренгейту для никеля, 2012° по Фаренгейту для кобальта и 1418° по Фаренгейту для железа.
Электрическое сопротивление
Электрическое сопротивление металла является показателем того, насколько глубоко металл препятствует прохождению электрического тока. Электроны рассеиваются при столкновении с металлической структурой, когда они проходят через металл. Электроны потребляют больше энергии и движутся быстрее, пока металл нагревается. Это вызывает дальнейшее рассеяние, что увеличивает сумму сопротивлений. Термометры обычно вычисляют температуру, измеряя разницу в электрическом сопротивлении отрезка провода.
Тепловое расширение
При нагревании металл расширяется. Температура вызывает увеличение длины, площади поверхности и толщины. Тепловое расширение – это техническое название этого явления. Степень теплового расширения зависит от металла. Тепловое расширение происходит из-за тепла, увеличивающего движение атомов металла.
При строительстве металлических конструкций важно учитывать тепловое расширение. Простым примером является строительство бытовых труб, которые должны допускать расширение и сужение при смене времен года.
Термическая обработка металлов
Термическая обработка – это метод изменения характеристик металла, чтобы сделать его более подходящим для желаемого применения. Ниже приведены наиболее распространенные методы термической обработки:
- Отжиг
- Нормализация
- Закалка
- Закалка
Отжиг
Отжиг обычно размягчает такие материалы, как железо, сталь, медь, латунь и серебро. Процедура влечет за собой нагревание материала до определенной степени, а затем медленное и постоянное охлаждение. Отжиг изменяет физические и химические характеристики металла, делая его более пластичным и менее жестким. Это упрощает методы резьбы, штамповки и формирования, а также упрощает резку металла. Электропроводность также улучшается за счет отжига.
Нормализация
Нормализация, также известная как нормализация, представляет собой процесс, используемый для достижения однородности размера и состава зерен в сплавах. Металл нагревается до определенной степени перед охлаждением на воздухе. Полученный металл свободен от примесей и имеет повышенную прочность и твердость. Нормализация часто используется для производства более твердой и прочной стали, но она менее пластична, чем отжиг. Поскольку процедура улучшает этот атрибут, процесс нормализации обычно выполняется для продуктов, которые могут подвергаться механической обработке.
Закалка
Стали и другие сплавы закаляются для улучшения их механических свойств. Во время закалки металл нагревают до высокой температуры и выдерживают до тех пор, пока часть углерода не расплавится. Затем металл вынимают и быстро охлаждают в масле или воде. В результате закалки получается сплав с высокой прочностью и износостойкостью. С другой стороны, закалка делает его более хрупким и, таким образом, непригодным для промышленного применения.
Поверхностное упрочнение используется, когда поверхность детали должна быть достаточно твердой, чтобы предотвратить износ и деградацию, сохраняя при этом пластичность и упругость, чтобы выдерживать удары и ударные нагрузки.
Отпуск
Отпуск используется для повышения пластичности стали. Неотпущенная сталь твердая, но слишком пористая для большинства практических применений. Отпуск — это метод низкотемпературной термической обработки для достижения желаемого соотношения твердости и ударной вязкости после закалки (нейтральная закалка, двойная закалка, науглероживание в условиях окружающей среды, нитроцементация или индукционная закалка). Сталь нагревают до более низкой температуры, чтобы уменьшить часть избыточной твердости. После этого металл можно охладить на неподвижном воздухе, в результате чего получается более жесткий и менее хрупкий материал.
Различные качественные продукты для нужд вашего проекта Различные качественные продукты для ваших нужд проекта
Piping Mart
Pipingmart – это портал B2B, специализирующийся на промышленных, металлических и трубопроводных изделиях.
Кроме того, делитесь последней информацией и новостями, касающимися продуктов, материалов и различных типов марок, чтобы помочь бизнесу в этой отрасли.
Делает ли нагревание металл слабее?
❮ Вернуться к блогу
8 апреля 2019 г.
Для достижения идеальных свойств металла часто требуется нагревание. Есть много различных способов, которыми тепло может изменить свойства металла. Некоторые из этих методов включают поверхностную закалку, отпуск стали, дисперсионную закалку и термообработку в вакууме. Однако делает ли нагрев металла его слабее? Вот несколько распространенных способов, которыми термическая обработка металлов изменяет основные свойства и прочность металла.
Metal Transformations
Металлы можно изменить, чтобы приобрести или улучшить определенные черты
которые важны для разных ролей в разных отраслях. Если нужно
структурные элементы для архитектуры, вы будете искать материал с очень
иные качества, чем электропроводка.
Вот три основных способа, которыми
металл трансформируется при термической обработке:
- Состав: Смещая атомы, тепло может образовать новую металлическую структуру. Также известен как аллотропное фазовое превращение, это существенное превращение, т. используется при термической обработке железа и стали.
- Магнетизм: Возможно, самый распространенный способ, которым тепло делает металл необратимым слабее, — это магнитный заряд. Нагрев никеля, железа и кобальта до температур от От 626 до 2012 градусов по Фаренгейту эти металлы могут полностью потерять свои свойства. магнетизм. Магнетизм может быть полезен в некоторых случаях, но в других он может быть ненужным или неудобным.
- Термический
Расширение: Это преобразование используется не только при обработке металла.
продукты, но также может быть ответственностью. Металл расширяется в объеме, длине и
площадь поверхности при нагревании. Это может продолжаться, даже если металл
сформированы и введены в эксплуатацию, поэтому все, от канализационных труб до мостовых кабелей, должно
учитывать тепловое расширение.
Это основные способы, которыми тепло может изменить характеристики металла. Однако при нагревании и охлаждении определенным образом при определенных температур, тепло может изменить металл в гораздо более уникальные и специализированные способы. Узнайте, как термическая обработка может специально изменить металл, чтобы он подходил для различных целей. различные потребности, такие как пластичность, твердость, мягкость, магнетизм и многое другое.
Нагрев для изменения металла
Краткий ответ на вопрос об ослаблении металла да, однако, только для некоторых металлов. Процесс отжига может смягчить различные металлов. Латунь, сталь, железо, медь и серебро можно сделать слабее с помощью нагревание металла до заданной температуры и медленное его охлаждение. Это не только используется для создания изделий из более мягкого металла, но также и с большей электропроводностью те.
Однако было бы неверно утверждать, что тепло всегда
делает металл слабее.
Закалка – это еще один процесс, используемый при термообработке.
компаний для создания более прочных металлических компонентов. Это используется для
стали и подобных сплавов и создает твердый, но хрупкий металл.
Другим популярным процессом, в котором для изменения металла используется тепло, является закалка. Закалка повышает пластичность закаленной стали. Он используется для сохранить преимущества твердой стали с меньшими хрупкими качествами.
Наконец, нормализация сплавов — еще один распространенный способ обработки металла с помощью тепла. Он начинается с нагретого металла, который охлаждается воздухом. Это просто действие, при нагревании до точного температурного диапазона может создать более чистый, твердый металл. Он часто используется для создания стали, которая прочнее, чем отжиг. металла, но и создает менее пластичный продукт.
Итак, тепло действительно может сделать металл слабее. Однако есть
многие процессы, при которых металл упрочняется нагреванием.
