03.12.2019

Температура плавления оцинкованной стали

Цинковые сплавы: ГОСТ, температура плавления, свойства, применение

Цинк – это металл синевато-белого цвета, в чистом виде который не могли получить долгое время. Только англичанин Дж. Чемпион в 1738 году приобрел патент на его производство. А через пять лет в Европе появился первый цинковый завод в Бристоле. Его производительность составляла ежегодно всего 200 тонн. По использованию этот популярный цветной металл уступает только меди и алюминию. Выплавляют его в мире миллионы тонн в год.

Свойства цинка

Металл имеет слабые механические свойства. Он ломкий и хрупкий при нормальной температуре, а при повышении ее до 100–150 градусов по Цельсию приобретает тягучесть и легко деформируется: его куют и раскатывают в листы. Для увеличения прочности и температуры плавления в цинк добавляют медь, свинец, олово, алюминий, магний.

Это химически активный металл. На открытом воздухе при температуре 100 градусов Цельсия на поверхности появляется пленка и цинк приобретает тусклый вид. Повышенная влажность и углекислый газ способствуют разрушению элемента. Он легко разъедается кислотами и щелочами, поэтому для промышленного использования применяются только сплавы.

Свойства цинковых сплавов

Отмечаются отличные литейные свойства сплавов. Благодаря высокой пластичности в горячем виде, металлы используют для отливок деталей, имеющих сложную форму, глубокие полости, резьбу и тонкой толщины стенки. Они не прилипают к пресс-форме, потому что не вступают в реакцию с железом. Литые детали имеют высокую точность и чистую поверхность. Сплавы обладают отменными механическими свойствами: достаточным пределом прочности, твердостью и хорошо обрабатываются. Их можно паять и сваривать.

Из недостатков следует отметить склонность к старению, большую плотность и коррозию. При использовании цинковых сплавов происходит их естественный процесс старения, в результате детали уменьшаются в размерах. Самая большая усадка происходит в первые 5 недель, а последующая – на протяжении очень длительного периода времени. Для компенсации размеров деталей их подвергают термической обработке – отжигу. Для уменьшения коррозии в сплавах ограничивают содержание магния до 0,1 %. Для увеличения долговечности деталей их подвергают защитным покрытиям: никелируют, хромируют, кадмируют.

Виды сплавов

По назначению цинковые сплавы делятся на:

Деформируемые. Основу этих сплавов составляет цинк. По свойствам они подобны латуням. Методом литья получают слитки, а из них изготовляют прутки, полосы, листы.
Литейные. Имеют высокую текучесть. Отлично заполняют форму, не прилипая к ней. Получаются качественные отливки сложной конфигурации литьем под давлением.
Антифрикционные. Сплавы обладают низким коэффициентом трения и хорошей прирабатываемостью подшипника к шейке вала.
Припои. Применяются для пайки изделий, обладают хорошей пластичностью и прочностью.
Типографские. Используют для отливки шрифтов ручного и машинного набора. Заменяют токсичные свинцовые сплавы. Стойкие к истиранию.
Протекторные. Защищают внутренние и внешние части морских судов от коррозии. Используют их со специальным лакокрасочным покрытием.

Характеристика и свойства латуни

Медно-цинковый сплав, в котором медь является основным компонентом, а цинк – легирующим, называется латунью. Цвет металла находится в зависимости от состава и изменяется от светло-желтых тонов до красноватых оттенков. Такие сплавы характеризуются устойчивостью к коррозии и обладают высокой прочностью. Они хорошо поддаются разным методам обработки. Текучесть латуни позволяет изготовлять детали, используя метод литья. Применяя пластическую деформацию сплава, из него производят проволоку, листы, ленты, разные профили методом прокатки. Содержание цинка в сплаве может быть различным и составлять от 5 до 45 %. Кроме этого, туда входят и дополнительные легирующие компоненты, которые используются для улучшения свойств латуней:

Никель. Способствует увеличению коррозийности и прочности.
Кремний. Улучшает антифрикционные свойства.
Олово. Влияет на прочность и устойчивость к соленой воде.
Свинец. Совершенствует обрабатываемость.
Марганец. Воздействует на прочность и коррозийную устойчивость.

При различном комбинировании легирующими компонентами получают латуни с необходимыми качествами и характеристиками. Изделия из таких сплавов не подвергаются влиянию окружающей среды, имеют высокую износостойкость.

Применение сплавов

Без цинка и его сплавов не способны существовать многие отрасли от машиностроения до медицины.

Применение цинковых сплавов в различных сферах и отраслях:

машиностроительная – для производства бензобаков, крышек багажников, корпусов карбюраторов, глушителей, бензонасосов, радиаторов, насосов, фурнитуры;
литейная – затворы оружия;
электротехническая – изготовление аккумуляторов, батареек;
полиграфическая – для набора текстов и печати иллюстраций;
обрабатывание металлоконструкций – металлизация и оцинковка различных поверхностей от разрушения и коррозии металла;
медицина – антисептические и противовоспалительные средства, получение радионуклидов для диагностики и лечения ряда заболеваний;
производство краски – изготовление цинковых белил;
строительная – для кровли, облицовки стен, водосточных труб, желобов;
искусство – чеканка монет, графика;
ювелирная – личные украшения, шкатулки, пуговицы, молнии, декоративные накладки;
бытовая – для кухонного оборудования, карнизов.

Цинковые литейные сплавы

К сплавам для литья под давлением предъявляются следующие требования. Они должны:

обладать отличной жидкотекучестью;
не вступать в реакцию и не привариваться к пресс-форме;
иметь небольшой интервал кристаллизации;
располагать прочностью при высоких температурах.

Такие сплавы используются в следующих случаях:

Для отливки под давлением деталей, имеющих сложную конфигурацию и тонкие стенки. Так получают детали тормозной аппаратуры, насосы, используя свойства сплавов, как устойчивость к растрескиванию, жидкотекучесть, низкая температура плавления.
Для изготовления литых декоративных изделий. После гальванизации на поверхности устанавливается красивое и прочное покрытие. Оно может оказаться не совсем качественным при пористой поверхности или излишнем содержании алюминия.
Для получения антифрикционных цинковых сплавов, используемых в машиностроении.
Для литья типографских шрифтов. С изменением технологий отпадает необходимость их изготовления.

Автомобилестроение

Автомобильная промышленность – это одна из передовых областей машиностроения. Здесь стабильно проводятся исследования по использованию новейших материалов и сплавов, которые обладают значительными эксплуатационными и технологическими свойствами. К ним можно отнести и цинковые сплавы по ГОСТ 21437-75.

Читать еще: Температура плавления вольфрама

К нему принадлежат четыре марки сплавов, две из которых относятся к литейным, а другие – к обрабатываемым давлением. Данные материалы используются для производства деталей автомобиля (втулок и подшипников), обладающих антифрикционными свойствами. Литые сплавы из цинка ГОСТ 19424-74 и 25140-82 применяют для изготовления карбюраторов, имеющих сложную форму, и бензонасосов методом литья под давлением, используя их свойство высокой жидкотекучести. Недостаток сплавов – детали практически не подлежат ремонту.

Вместо заключения

Латуни – цинковые сплавы – находят широкое применение в машиностроительной промышленности. Их используют для производства особо прочных деталей, где требуются точные отливки. Большая часть вырабатываемого в мире цинка идет на изготовление оцинкованной стали, потому что он образует защитную пленку, предотвращая их от коррозии. Незаменимы сплавы при изготовлении различных источников электрического тока. Являясь компонентом в припоях, этот цветной металл снижает температуру плавления. Медицинские препараты, содержащие окиси цинка, обладают противовоспалительными и антисептическими свойствами.

Недостаточное количество содержания цинкового микроэлемента в организме человека приводит к возникновению серьезных заболеваний: язвы желудка, цирроза печени, атеросклероза.

Температура кипения и плавления металлов. Температура плавления стали

Температура кипения и плавления металлов

В таблице представлена температура плавления металлов t_пл, их температура кипения t_к при атмосферном давлении, плотность металлов ρ при 25°С и теплопроводность λ при 27°С.

Температура плавления металлов, а также их плотность и теплопроводность приведены в таблице для следующих металлов: актиний Ac, серебро Ag, алюминий Al, золото Au, барий Ba, берилий Be, висмут Bi, кальций Ca, кадмий Cd, кобальт Co, хром Cr, цезий Cs, медь Cu, железо Fe, галлий Ga, гафний Hf, ртуть Hg, индий In, иридий Ir, калий K, литий Li, магний Mg, марганец Mn, молибден Mo, натрий Na, ниобий Nb, никель Ni, нептуний Np, осмий Os, протактиний Pa, свинец Pb, палладий Pd, полоний Po, платина Pt, плутоний Pu, радий Ra, рубидий Pb, рений Re, родий Rh, рутений Ru, сурьма Sb, олово Sn, стронций Sr, тантал Ta, технеций Tc, торий Th, титан Ti, таллий Tl, уран U, ванадий V, вольфрам W, цинк Zn, цирконий Zr.

По данным таблицы видно, что температура плавления металлов изменяется в широком диапазоне (от -38,83°С у ртути до 3422°С у вольфрама). Низкой положительной температурой плавления обладают такие металлы, как литий (18,05°С), цезий (28,44°С), рубидий (39,3°С) и другие щелочные металлы.

Наиболее тугоплавкими являются следующие металлы: гафний, иридий, молибден, ниобий, осмий, рений, рутений, тантал, технеций, вольфрам. Температура плавления этих металлов выше 2000°С.

Приведем примеры температуры плавления металлов, широко применяемых в промышленности и в быту:

температура плавления алюминия 660,32 °С;
температура плавления меди 1084,62 °С;
температура плавления свинца 327,46 °С;
температура плавления золота 1064,18 °С;
температура плавления олова 231,93 °С;
температура плавления серебра 961,78 °С;
температура плавления ртути -38,83°С.

Максимальной температурой кипения из металлов, представленных в таблице, обладает рений Re — она составляет 5596°С. Также высокими температурами кипения обладают металлы, относящиеся к группе с высокой температурой плавления.

Плотность металлов в таблице находится в диапазоне от 0,534 до 22,59 г/см 3 , то есть самым легким металлом является литий, а самым тяжелым металлом осмий. Следует отметить, что осмий имеет плотность большую, чем плотность урана и даже плутония при комнатной температуре.

Теплопроводность металлов в таблице изменяется от 6,3 до 427 Вт/(м·град), таким образом хуже всего проводит тепло такой металл, как нептуний, а лучшим теплопроводящим металлом является серебро.

Температура плавления стали

Представлена таблица значений температуры плавления стали распространенных марок. Рассмотрены стали для отливок, конструкционные, жаропрочные, углеродистые и другие классы сталей.

Температура плавления стали находится в диапазоне от 1350 до 1535°С. Стали в таблице расположены в порядке возрастания их температуры плавления.

Температура плавления стали — таблица

Сталь	t_пл, °С	Сталь	t_пл, °С
Стали для отливок Х28Л и Х34Л	1350	Коррозионно-стойкая жаропрочная 12Х18Н9Т	1425
Сталь конструкционная 12Х18Н10Т	1400	Жаропрочная высоколегированная 20Х23Н13	1440
Жаропрочная высоколегированная 20Х20Н14С2	1400	Жаропрочная высоколегированная 40Х10С2М	1480
Жаропрочная высоколегированная 20Х25Н20С2	1400	Сталь коррозионно-стойкая Х25С3Н (ЭИ261)	1480
Сталь конструкционная 12Х18Н10	1410	Жаропрочная высоколегированная 40Х9С2 (ЭСХ8)	1480
Коррозионно-стойкая жаропрочная 12Х18Н9	1410	Коррозионно-стойкие обыкновенные 95Х18…15Х28	1500
Сталь жаропрочная Х20Н35	1410	Коррозионно-стойкая жаропрочная 15Х25Т (ЭИ439)	1500
Жаропрочная высоколегированная 20Х23Н18 (ЭИ417)	1415	Углеродистые стали	1535

Волков А. И., Жарский И. М. Большой химический справочник. — М: Советская школа, 2005. — 608 с.
Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования.
Физические величины. Справочник. А. П. Бабичев, Н. А. Бабушкина, А. М. Братковский и др.; Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.

Цинковые сплавы: ГОСТ, температура плавления, свойства, применение

Свойства цинка

Читать еще: При какой температуре краснеет сталь

Свойства цинковых сплавов

Виды сплавов

По назначению цинковые сплавы делятся на:

Деформируемые. Основу этих сплавов составляет цинк. По свойствам они подобны латуням. Методом литья получают слитки, а из них изготовляют прутки, полосы, листы.
Литейные. Имеют высокую текучесть. Отлично заполняют форму, не прилипая к ней. Получаются качественные отливки сложной конфигурации литьем под давлением.
Антифрикционные. Сплавы обладают низким коэффициентом трения и хорошей прирабатываемостью подшипника к шейке вала.
Припои. Применяются для пайки изделий, обладают хорошей пластичностью и прочностью.
Типографские. Используют для отливки шрифтов ручного и машинного набора. Заменяют токсичные свинцовые сплавы. Стойкие к истиранию.
Протекторные. Защищают внутренние и внешние части морских судов от коррозии. Используют их со специальным лакокрасочным покрытием.

Характеристика и свойства латуни

Никель. Способствует увеличению коррозийности и прочности.
Кремний. Улучшает антифрикционные свойства.
Олово. Влияет на прочность и устойчивость к соленой воде.
Свинец. Совершенствует обрабатываемость.
Марганец. Воздействует на прочность и коррозийную устойчивость.

Применение сплавов

Без цинка и его сплавов не способны существовать многие отрасли от машиностроения до медицины.

Применение цинковых сплавов в различных сферах и отраслях:

машиностроительная – для производства бензобаков, крышек багажников, корпусов карбюраторов, глушителей, бензонасосов, радиаторов, насосов, фурнитуры;
литейная – затворы оружия;
электротехническая – изготовление аккумуляторов, батареек;
полиграфическая – для набора текстов и печати иллюстраций;
обрабатывание металлоконструкций – металлизация и оцинковка различных поверхностей от разрушения и коррозии металла;
медицина – антисептические и противовоспалительные средства, получение радионуклидов для диагностики и лечения ряда заболеваний;
производство краски – изготовление цинковых белил;
строительная – для кровли, облицовки стен, водосточных труб, желобов;
искусство – чеканка монет, графика;
ювелирная – личные украшения, шкатулки, пуговицы, молнии, декоративные накладки;
бытовая – для кухонного оборудования, карнизов.

Цинковые литейные сплавы

К сплавам для литья под давлением предъявляются следующие требования. Они должны:

обладать отличной жидкотекучестью;
не вступать в реакцию и не привариваться к пресс-форме;
иметь небольшой интервал кристаллизации;
располагать прочностью при высоких температурах.

Такие сплавы используются в следующих случаях:

Для отливки под давлением деталей, имеющих сложную конфигурацию и тонкие стенки. Так получают детали тормозной аппаратуры, насосы, используя свойства сплавов, как устойчивость к растрескиванию, жидкотекучесть, низкая температура плавления.
Для изготовления литых декоративных изделий. После гальванизации на поверхности устанавливается красивое и прочное покрытие. Оно может оказаться не совсем качественным при пористой поверхности или излишнем содержании алюминия.
Для получения антифрикционных цинковых сплавов, используемых в машиностроении.
Для литья типографских шрифтов. С изменением технологий отпадает необходимость их изготовления.

Автомобилестроение

Вместо заключения

Читать еще: Пирометры для измерения температуры бесконтактным методом

Лист оцинкованный – размеры и стоимость

Ни один вид промышленности не обходится без каких-либо металлоизделий, – одно из них, оцинкованный стальной лист.

Что такое оцинкованный лист

Оцинкованный лист представляет собой плоское тонкое металлоизделие, покрытое защитным слоем цинка, который предохраняет основу от коррозии. В качестве основы применяются различные сплавы из железа, – стали различных марок.

Для производства оцинкованного изделия применяется холоднокатаная сталь, которую пропускают через промышленное оборудование с целью получения нужной формы.

Защитное покрытие получают:

Горячее цинкование – покрытие получается посредством окунания листа, в ёмкость с расплавленным цинком. Этот способ является наиболее экономичным, позволяющим создавать эффективный защитный слой, который значительно улучшает технические свойства материала. Толщина покрытия составит 70…250 мкм. Поверхность будет гладкой или обладать выраженным узором кристаллизации. Покрытие может быть нанесено на одну или обе стороны изделия. Используется сырьё марок Ц1 или Ц0.
Гальванизация – метод нанесения защитного слоя путём электрохимических реакций, протекающих в электролитических ваннах. Толщина цинка составит 5…12 мкм. Лист получается более гибким, могущим переносить пластические деформации. Но этот способ обходится дороже по сравнению с горячим цинкованием.

Причина устойчивости к коррозии

Оцинкованную продукцию можно сравнить с композитным материалом, обладающим электрохимической катодной защитой в паре «железо – цинк». Лёгкий металл, выступая в роли анода, принимает на себя окислительные реакции, постепенно разрушается, предохраняя тем самым основной металл. Кроме этого, сам цинк обладает высокой химической стойкостью к атмосферным воздействиям, поэтому срок службы у него достаточно длителен.

Область применения

Оцинкованные изделия пользуются устойчивым спросом во многих сферах промышленности:

Строительство, – изделия применяются для кровельных работ, в качестве ограждений, перекрытий, в разнообразных модульных конструкциях, выпускается оцинкованный строительно-малярный инструмент.
Машиностроение, – кузова автомобилей, корпуса холодильников или стиральных машин, оцинкованные баки под жидкости и многое другое.

Плюсы и минусы

Преимущества оцинкованной стали:

высокая коррозионная стойкость;
сохранение прочностных характеристик основным металлом;
достаточная пластичность для изготовления гнутых профилей без отслаивания защитного слоя;
высокий экономический эффект от метода защитного цинкования;
долговечность изделий;
небольшой вес.

Недостатки:

малая прочность поверхностного слоя, – при механическом повреждении, образуется растущий очаг коррозии, который, если вовремя не заметить и устранить, вызовет полную замену изделия;
цинковое покрытие нельзя применять в агрессивных средах, – в присутствии неорганических кислот и их солей;
ограничение по температурному применению, – температура плавления цинка составляет 420….460°C.

Размеры и классификация

Оцинкованная продукция выпускается в двух видах:

Рулон

Представляет собой прокат стали длиной в несколько десятков метров намотанный в рулон. Средняя ширина составляет 1250 мм. Толщина металла находится в диапазоне 0,2…4 мм. Рулонная намотка удобна для применения в автоматизированных процессах производства однотипных изделий.

Выпускается шириной 1…2,5 метра. Толщина составляет 0,35…3 мм. Длина 1…6 метров. Размер подбирается под определённый вид производства какой-либо промышленной продукции с целью снижения количества отходов.

Прокат осуществляется в соответствии с ГОСТ 14918-80 из углеродистой холоднокатаной стали.

Классификация

Назначение:

холодная штамповка;
холодное профилирование;
общее назначение;
под окраску.

Способность к вытяжке:

нормальная вытяжка;
глубокая вытяжка;
весьма глубокая вытяжка.

Равномерность толщины цинкового покрытия:

нормальная разнотолщинность;
уменьшенная разнотолщинность.

Точность проката:

нормальная точность;
повышенная точность.

По внешнему виду:

с наличием узора кристаллизации;
без узора кристаллизации.

Толщина покрытия:

повышенный класс, – толщина покрытия составляет 40…60 мкм;
1 класс, – покрытие 18…40 мкм;
2 класс, – покрытие 10…18 мкм.

Плоскостность:

высокая плоскостность;
улучшенная плоскостность;
нормальная.

Одно из самых востребованных направлений применения оцинкованного листа, – это выпуск гофрированных изделий.

Гофрированный оцинкованный лист

Гофрированный лист (гофролист), гофросплит – вид промышленного изделия, представляющий собой волнообразный профиль. По внешнему виду очень напоминает всем известный асбоцементный кровельный шифер.

Гофра представляет непрерывную синусоиду, – за счёт такой формы в местах изгиба отсутствуют точки механического напряжения, в которых наиболее вероятен процесс разрушения конструкции. Вместе с тем, такая форма профиля листа значительно увеличивает жёсткость, особенно в поперечном синусоиде, направлении.

Данный вид изделия нашёл широкое применение:

кровельный материал для объектов промышленного, гражданского назначения;
устройство стояночных комплексов общественного транспорта;
возведение ангаров различного назначения и многих других конструкций.

Гофролист имеет ряд определённых достоинств:

низкая стоимость по сравнению с другими кровельными материалами;
высокая поперечная жёсткость;
небольшой вес изделия;
высокая коррозионная стойкость;
устойчив к атмосферным воздействиям;
длительный срок службы;
не горюч;
гофролист удобен при выполнении монтажных работ.

Кроме защитного оцинкованного покрытия, изделие покрывают декоративными полимерными или лакокрасочными покрытиями, это способствует дополнительной защите всего гофролиста и повышает эстетическое восприятие всей конструкции в целом.

Размеры гофросплита находятся в диапазоне:

ширина составляет 900…1250 мм;
толщина 0,3…1 мм;
длина 0,5…6,5 метров.

При монтаже гофроизделия в качестве ограждения (забора) или кровельного материала не требуются специальные знания или навыки. Достаточно владеть молотком, отвёрткой и другими распространёнными строительными инструментами. Монтаж гофролиста очень напоминает работу с обычным асбоцементным шифером.

Ориентировочная стоимость

На стоимость конечного изделия влияет:

стоимость исходного материала, – стального металлопроката;
стоимость цинка;
затраты на метод покрытия и другие экономические факторы.

Очень важный момент – качество продукции, которая целиком зависит от производителя и культуры производства, например, гладкий оцинкованный лист шириной 1250 мм стоит:

толщина 0,4 мм, цена 150…160 руб/м²;
толщина 1,0 мм, цена 320…380 руб/м²;
толщина 1,5 мм, цена 500…560 руб/м²;
толщина 2,0 мм, цена 670…720 руб/м².

Качественное оцинкованное изделие обязательно должно производиться согласно требований технической документации, в частности, по ГОСТ 14918-80, с соблюдением всей технологической цепочки.

Оценка статьи:

Загрузка...