Какие металлы боится холода?
Обработка металла холодом – необходимая процедура для большинства сталей и других металлов. Криогенная технология повышения прочности целесообразна в производстве измерительных инструментов, изделий, которые эксплуатируются на морозе.
Под действием низких температур увеличиваются внутренние напряжения в составе вещества, металл на холоде сужается. При проектировании металлоконструкций нужно учитывать, что сплавы по-разному реагируют на изменение температуры.
Металл на холоде сужается или расширяется?
Свойства металла в зависимости от температуры меняются. При охлаждении движение молекул внутри вещества замедляется, происходит сжатие. Но в некоторых случаях при дальнейшем понижении температуры металл расширяется от холода. Кубическая структура кристаллической решетки галлия, лития, плутония, кремния и некоторых сплавов провоцирует расширение вещества на холоде. Такое явление называется низкотемпературной аномалией плотности.
Чтобы выяснить, что происходит с металлом на холоде, нужно проанализировать состав вещества. Обычное железо при температуре ниже 40 градусов становится хрупким и растрескивается на морозе из-за расширения. Усилить термическую стойкость можно добавлением циркония.
Низколегированная сталь на морозе утрачивает пластичность. Для производства высокопрочных, пластичных стальных соединений добавляется ванадий. Полученный сплав используется в производстве деталей ходовой части транспортных средств, которые можно эксплуатировать в районах Сибири и Арктики.
При похолодании хрупким становится чугун. Причина его слабости – высокоуглеродный состав. Молекулы углерода плотно упакованы в составе сплава, ионные взаимодействия ослаблены, поэтому на чугунных заготовках легко образуются трещины и дефекты. Низкая стойкость к холоду также связана с пористой структурой.
Какой металл больше всего боится холода?
В давние времена существовало понятие «оловянная чума». Оно связано с тем, что пуговицы, пряжки и ложки из олова разрушались во время сильных холодов. Это металл на холоде быстро превращается в порошок.
Элементы военного обмундирования, выполненные из олова, приходили в полную негодность в морозную погоду. При температуре ниже минус 30 градусов армия теряла боеспособность.
Самые холодоустойчивые металлы
Морозоустойчивость - ключевая характеристика материала для эксплуатации в условиях минусовых температур. Металлы, которые сохраняют стабильность свойств на холоде:
В производстве морской техники, задействованной в освоении арктических месторождений применяются специальные хладостойкие стали. При создании ледокольного флота используются листовой прокат толщиной от 6 до 100 мм.
Содержание углерода в хладостойких сталях не превышает 0,2%. В них почти отсутствует перлит. Свойства судовых сталей нового поколения:
-
Низкий порог хладноломкости.
-
Податливость обработки давлением, легкость резки.
-
Хорошая свариваемость.
-
Прочность.
Технология производства судостроительной стали определяется ГОСТ 5521-93, ГОСТ Р 52927-2015. Хладостойкий листовой прокат подходит для строительства ледоколов, сооружения морских понтонов и платформ, обшивки судов.
Металлы с низкой температурой плавления
В списке материалов с самой низкой температурой плавления лидирует ртуть. Топовые позиции в десятке самых легкоплавких металлов также занимают цезий, франций, галлий и рубидий. Легкоплавкостью отличаются калий и натрий. Расплавить их можно даже в кипятке.
