Paxildefects.net

Металлы и сплавы. Технология обработки

Цвет, удельный вес, температура плавления, удельная теплоемкость

Цвет

По цвету резко отличаются от других металлов только медь (розовато-красная) и золото (желтое). Серебро имеет характерный белый цвет. Алюминий, магний, платина, олово, кадмий, ртуть – синевато-белый. Висмут – розовато-белый. Сурьма, цинк – синевато-белый. Железо, свинец и мышьяк – сероватый. В сильно измененном состоянии металлы имеют серый, коричневый или черный цвет.

При пребывании в течении длительного времени на воздухе большинство металлов окисляется и темнеет. Металлы не окисляющиеся на воздухе (серебро, золото и металлы платиновой группы), и металлы, у которых образуется на поверхности тончайший защитный слой окиси (алюминий и др.), не изменяют своего цвета и блеска в течении длительного времени.

Удельный вес

Удельным весом металлов называется вес 1см3 вещества, выраженный в граммах.
Кроме небольшой группы легких металлов (алюминий, магний), имеющих удельный вес менее 3, большинство металлов имеет значительный удельный вес (см. табл. 1).

Благодаря большому удельному весу платина (21,4) и золото (19,32), встречающиеся в самородном виде, добываются путем отмывки от сопровождающих их сравнительно легких частиц песка, глины и т.п.
Малый удельный вес алюминия и магния имеет исключительно важное значение при постройке самолетов, и поэтому легкие сплавы этих металлов особенно тщательно изучаются.

В литейном деле большая разница в удельном весе металлов иногда вызывает затруднения при получении однородных сплавов. При сплавлении металлов, сильно различающихся по удельному весу, более легкий металл может всплывать. Такое явление происходит например при изготовлении свинцовой бронзы, содержащей 60% Pb и 40% Cu.

Температура плавления

Температура, при которой нагреваемый металл переходит из твердого состояния в жидкое, называется температурой плавления (см. табл. 1).

Необходимо учитывать изменение температуры плавления сплава при введении в него новых составных частей. Температура плавления платины 1773°, и в окислительном, светлом, не коптящем пламени платиновый тигель легко выдерживает температуру пламени. В коптящем восстановительном пламени (при неполном горении), несмотря на более низкую температуру пламени, платина тигля, вступив в соединение с избытком несгоревшего углерода, может образовать более легкоплавкую и хрупкую углеродистую платину, и тигель испортиться. Чистое железо плавиться при 1539°, углерод – выше 3500°. Однако железо вместе с углеродом дает сравнительно легкоплавкий чугун с температурой плавления приблизительно 1130°. Может получиться и обратное явление, например при сплавлении алюминия и 30% Ni. Ранее считали обязательным начинать плавку всегда с расплавления наиболее тугоплавкого металла, но в данном случае этого делать нельзя. Если начать с расплавления никеля (температура его плавления 1455°) и в него вводить постепенно более легкоплавкий алюминий (температура плавления 660°), то сплав затвердеет.

При содержании 68,5% Ni 31,5% Al образуется химическое соединение AlNi с температурой плавления около 1620°. Поэтому при сплавлении металлов, которые могут дать химические соединения с температурой плавления выше температуры плавления исходных компонентов, необходимо диаграммой состояния, указывающей, как изменяется температура плавления сплава при постепенном изменении его состава, и вести плавку соответственным образом.

Удельная теплоемкость

Количество тепла в больших калориях (килокалориях - ккал), необходимое для повышения температуры 1 кг металла на 1°, называется теплоемкостью металла и обозначается буквой С.

Теплоемкость несколько изменяется с температурой. В таблицах приводиться обычно средняя теплоемкость, измерения в определенном интервале температур, например от 0 до 100° (см. табл. 1).