Što je najviše vatrostalni metal: ime i svojstva

Metali su najčešći materijali zajedno sa staklom i plastikom. Koriste ih ljudi od davnina. U praksi, ljudi su naučili svojstva metala i koristili ih profitabilno za pripremanje jela, kućanskih predmeta razne strukture i umjetnička djela. Glavna karakteristika ovih materijala je njihova vatrostalnost i tvrdoća. Zapravo, njihova primjena u određenom području ovisi o tim kvalitetama.

Fizikalna svojstva metala

Svi metali imaju sljedeća opća svojstva:

1. Boja - srebrno siva s karakterističnim sjajem. Iznimke su: bakar i zlato. Oni su označeni crvenkastom i žutom nijansom.
2. Stanje agregacije je čvrsto, osim žive, koja je tekućina.
3. Toplina i električna provodljivost - za svaku vrstu metala izražava se različito.
4. Plastičnost i prilagodljivost - varijabilni parametar ovisno o specifičnom metalu.
5. Točka topljenja i točka vrenja - određuje vatrostalnost i nisku točku tališta, ima različite vrijednosti za sve materijale.

Sva fizikalna svojstva metala ovise o strukturi kristalne rešetke, njenom obliku, snazi ​​i prostornom položaju.

Otpornost metala

Ovaj parametar postaje važan kada se postavlja pitanje o praktičnoj uporabi metala. Za tako važne sektore nacionalnog gospodarstva kao što su zrakoplovna konstrukcija, brodogradnja, strojarstvo, osnova su vatrostalni metali i njihove legure. Osim toga, koriste se za izradu radnog alata visoke čvrstoće. Lijevanje i taljenje dobivaju mnoge važne dijelove i proizvode. Po snazi, svi metali su podijeljeni na krhke i čvrste, a vatrostalnim su podijeljeni u dvije skupine.

Vatrostalni i taljivi metali

1. Vatrostalni materijal - njihova točka taljenja premašuje točku taljenja željeza (1539 ° C). To uključuje platinu, cirkonij, volfram, tantal. Postoji samo nekoliko tih metala. U praksi se primjenjuju još manje. Neke se ne koriste jer imaju visoku radioaktivnost, druge su previše krhke i nemaju potrebnu mekoću, druge su podložne koroziji, a postoje i one koje su ekonomski nerentabilne. Koji je najžešći metal? O tome će se raspravljati u ovom članku.
2. Low-melting su metali koji su na temperaturi manjoj ili jednakoj tališta tin 231.9 ° C može promijeniti njihovo agregacijsko stanje. Na primjer, natrij, mangan, kositar, olovo. Metali se koriste u radio i elektrotehnici. Često se koriste za antikorozivne premaze i kao vodiči.

Volfram je najotporniji metal

To je tvrdi i teški materijal s metalnim sjajem, svijetlo sive boje, visoke vatrostalnosti. Strojna obrada je teška. Na sobnoj temperaturi, to je krti metal i lako se lomi. Uzrok je onečišćenje kisikom i ugljikom. Tehnički čista volfram postaje plastika na temperaturi većoj od 400 stupnjeva Celzija. Pokazuje kemijsku inertnost, loše reagira s drugim elementima. U prirodi se volfram nalazi u obliku složenih minerala, kao što su:

• šelova olovna ruda;
• volframit;
• ferberite;
• Gyubnera.

Volfram se dobiva iz rude primjenom složene kemijske obrade, u obliku praha. Koristeći metode prešanja i sinteriranja, izradite dijelove jednostavnog oblika i šipki. Volfram je vrlo otporan element na temperaturne učinke. Stoga metali nisu mogli omekšati stotinu godina. Nije bilo takvih peći koje se mogu zagrijati na nekoliko tisuća stupnjeva. Znanstvenici su dokazali da je većina vatrostalnog metala volfram. Iako postoji mišljenje da, prema teorijskim podacima, sibborg ima veću vatrostalnost, ali to se ne može čvrsto tvrditi, jer je radioaktivni element i ima kratak životni vijek.

Povijesni podaci

Poznati švedski kemičar Karl Scheele, koji ima struku farmaceuta, otkrio je u malom laboratoriju mangan, barij, klor i kisik, provodeći brojne pokuse. I neposredno prije svoje smrti 1781. otkrio je da je mineral tungsthen sol kiseline koja je tada nepoznata. Nakon dvije godine rada, njegovi učenici, dva brata d'Eluyar (španjolski kemičari), izolirali su novi kemijski element od minerala i nazvali ga volframom. Samo stoljeće kasnije, volfram - najživljeg metala - proizveo je pravu revoluciju u industriji.

Svojstva rezanja volframa

Godine 1864. engleski znanstvenik Robert Müshet upotrijebio je volfram kao legirajući dodatak čeliku, koji je još više izdržao crvenu toplinu i povećao tvrdoću. Rezači, koji su izrađeni od čelika, povećali su brzinu rezanja metala za 1,5 puta, a počela je iznositi 7,5 metara u minuti.

Radeći u tom smjeru, znanstvenici su primili sve nove tehnologije, povećavajući brzinu obrade metala pomoću volframa. Godine 1907. pojavio se novi spoj volframa s kobaltom i kromom, koji je postao osnivač tvrde legure mogu povećati brzinu rezanja. Trenutno, ona je porasla na 2000 metara u minuti, a sve to je zbog volframa - najviše vatrostalnog metala.

Primjena volframa

Taj metal ima relativno visoku cijenu i jako je obrađen, stoga se koristi tamo gdje ga se ne može zamijeniti drugim materijalima sličnih svojstava. Volfram savršeno podnosi visoke temperature, ima značajnu čvrstoću, obdaren je tvrdoćom, elastičnošću i vatrostalnošću, stoga se široko koristi u mnogim industrijama:

• Željezo i čelik. Glavni je potrošač volframa, koji se bavi proizvodnjom visoko kvalitetnih legiranih čelika.
• Električno. Talište najviše vatrostalnog metala je gotovo 3400 ° C. Upornost metala omogućuje da se koristi za proizvodnju žarnih niti, kuka u rasvjetnim i elektronskim cijevima, elektrodama, rendgenskim cijevima, električnim kontaktima.

• Inženjering. Zbog povećane čvrstoće čelika koji sadrže volfram, proizvode se jednodijelni kovani rotori, zupčanici, radilice, klipnjače.
• Zrakoplovstvo. Koji je najviše vatrostalni metal koji se koristi za proizvodnju tvrdih i visokotemperaturnih legura, od kojih čine dijelovi zrakoplovnih motora, vakuumskih uređaja, filamenta? Odgovor je jednostavan - to je volfram.
• Prostor. Od čelika koje sadrže volfram proizvode mlazne mlaznice, odvojene elemente za mlazne motore.
• Vojni. Visoka gustoća metala omogućuje izradu oklopa, metaka, oklopnih torpeda, školjaka i tenkova, granata.
• Kemijski. Otporna žica od volframa protiv kiselina i lužina koristi se za filtere. Uz pomoć volframa mijenja se brzina kemijskih reakcija.
• Tekstilna. Tungstic acid se koristi kao boja za tkaninu i natrijev volfram se koristi za proizvodnju kožnih, svilenih, vodootpornih i vatrootpornih tkanina.

Gornji popis uporabe volframa u različitim područjima industrije ukazuje na visoku vrijednost ovog metala.

Proizvodnja legura s volframom

Volfram, najživljeg metala na svijetu, često se koristi za proizvodnju legura s drugim elementima za poboljšanje svojstava materijala. Legure koje sadrže volfram, u pravilu, proizvode se tehnologijom metalurgije praha, jer se konvencionalnim postupkom svi metali pretvaraju u hlapljive tekućine ili plinove na talištu. Proces fuzije odvija se u vakuumu ili u atmosferi argona kako bi se izbjegla oksidacija. Mješavina koja se sastoji od metalnog praha se preša, peče i tali. U nekim slučajevima, samo je volframov prah prešan i sinteriran, a zatim je porozni predoblik zasićen talinom drugog metala. Tako se dobivaju legure volframa sa srebrom i bakrom. Čak i mali dodaci vatrostalnog metala povećavaju otpornost na toplinu, tvrdoću i otpornost na oksidaciju u slitinama s molibdenom, tantalom, kromom i niobijem. Proporcije u ovom slučaju mogu biti apsolutno sve, ovisno o potrebama industrije. Složenije legure, ovisno o omjeru komponenti s željezom, kobaltom i niklom, imaju sljedeća svojstva:

• ne prigušite u zraku;
• imaju dobru kemijsku otpornost;
• imaju izvrsna mehanička svojstva: tvrdoću i otpornost na habanje.

Prilično složeni spojevi tvore volfram s berilijem, titanom i aluminijem. Otporne su na oksidaciju pri visokim temperaturama i otpornost na toplinu.

Svojstva legura

U praksi se volfram često kombinira s grupom drugih metala. Za proizvodnju kirurških instrumenata koriste se volframove spojeve s kromom, kobaltom i niklom koji imaju visoku otpornost na kiseline. I posebne legure otporne na toplinu, osim volframa - najviše vatrostalnog metala, sadrže krom, nikal, aluminij i nikal. Volfram, kobalt i željezo dio su najboljih marki magnetskog čelika.

Čelici koji sadrže volfram otporni su na abraziju, ne pucaju, uvijek zadržavaju svoju tvrdoću. Alati za rezanje ne samo da povećavaju brzinu obrade metala, već imaju i dugi vijek trajanja.

Najtopliji i vatrostalni metali

Nisko taljenje uključuje sve metale čija je točka taljenja niža od talina (231,9 ° C). Elementi ove skupine koriste se kao antikorozijski premazi, u električnoj i radijskoj tehnici antifrikcijske legure. Živa, točka taljenja od -38,89 ° C, tekuća je na sobnoj temperaturi i široko se koristi u znanstvenim instrumentima, živinim svjetiljkama, ispravljačima, prekidačima, u proizvodnji klora. Merkur ima najnižu točku taljenja u usporedbi s drugim metalima u nisko taljenoj skupini. Sve pripadaju vatrostalnim metalima čija je točka taljenja veća od željeza (1539 ° C). Najčešće se koriste kao aditivi u proizvodnji legiranih čelika, a mogu poslužiti i kao osnova za neke posebne legure. Volfram, koji ima maksimalnu točku taljenja od 3420 ° C, u svom čistom obliku uglavnom se koristi za filamente u električnim žaruljama.

Vrlo često u križaljkama postavljaju pitanja, koji od metala je najtopliji ili najžešći? Sada, bez razmišljanja, možete odgovoriti: najtoplija - živa, a najviše vatrostalna - volfram.

Ukratko o željezu

Taj se metal naziva glavnim konstrukcijskim materijalom. Detalji od željeza nalaze se na svemirskoj letjelici ili podmornici, kao i kod kuće u kuhinji u obliku pribora za jelo i raznih ukrasa. Ovaj metal ima srebrno-sivu boju, ima mekoću, plastičnost i magnetska svojstva. Željezo je vrlo aktivan element, u zraku nastaje oksidni film koji sprječava nastavak reakcije. U vlažnom okruženju pojavljuje se hrđa.

Točka taljenja željeza

Željezo ima plastičnost, dobro se kuje i slabo se obrađuje lijevanjem. Ovaj izdržljivi metal lako se obrađuje i koristi za izradu magnetskih pogona. Dobra savitljivost omogućuje da se koristi za dekoraciju. Je li željezo najotporniji metal? Valja napomenuti da je njegova točka taljenja 1539 ° C. Po definiciji, vatrostalni metali uključuju metale čija je točka taljenja veća od željezne.

Definitivno se može reći da željezo nije najžešće metalo i da čak ne pripada ovoj skupini elemenata. Odnosi se na srednje taljive materijale. Koji je najžešći metal? Takvo pitanje vas sada neće iznenaditi. Možete sigurno odgovoriti - to je volfram.

Umjesto zaključka

U svijetu se proizvodi oko trideset tisuća tona volframa godišnje. Taj metal je svakako uključen u sastav najboljih vrsta čelika za izradu alata. Potrebe metalurgije troše do 95% ukupne proizvodnje volframa. Kako bi se smanjio trošak procesa, uglavnom se koristi jeftinija legura koja se sastoji od 80% volframa i 20% željeza. Koristeći svojstva volframa, njegova legura s bakrom i niklom koristi se za proizvodnju spremnika za skladištenje radioaktivnih tvari. U radioterapiji ista legura služi za proizvodnju sita, pružajući pouzdanu zaštitu.