Изменение свойств металов и не металов

При нагреве, помимо структурных превращений в металле, изменяются его механические и физические свойства. Основная цель нагрева - придать металлу необходимые механические свойства.

Пластичность нагреваемой стали увеличивается неравномерно. Пластичность малоуглеродистых, среднеуглеродистых, низколегированных и среднелегированных сталей при нагреве до температуры 200-400° С (а высоколегированных сталей - до температуры 700-850° С) уменьшается. При нагреве стели выше температуры 600-750° С в зависимости от марки стали пластичность резко возрастает. Следовательно, при температуре нагрева выше 600-850° С (температура зависит от марки стали) сталь становится настолько пластичной, что в ней не образуются внутренние напряжения и трещины.

Для процесса нагрева наиболее важным из физических свойств является теплопроводность стали. Теплопроводность - свойство проводить тепло от более нагретой части тела к менее нагретой. Чем выше теплопроводность, тем больше в единицу времени (в час) проникает тепла с поверхности внутрь заготовки и, следовательно, меньше требуется времени для нагрева. Величина теплопроводности характеризуется так называемым коэффициентом теплопроводности.

Коэффициентом теплопроводности называется количество тепла в калориях, передаваемое за один час через стенку площадью 1 м2, толщиной 1 м при разности температур в 1° С. Коэффициент теплопроводности выражается в ккал/мчас °С и обозначается буквой Л (ламбда). Если, например, коэффициент теплопроводности стали 36 ккал/м час °С, то это значит, что через стенку площадью 1 м2 толщиной 1 м при разности температур между наружной и внутренней сторонами стенки в 1°С за один час передается 36 ккал тепла.

Коэффициент теплопроводности определяется опытным путем. Для разных материалов и сталей разных марок он изменяется в очень широких пределах.

Например, теплопроводность для чистого железа равна 60 ккал/м час °С, а для стали марки 30 Х=38,2 ккал/мчас °С. Коэффициент теплопроводности стали зависит от химического состава и температуры стали, а также вида обработки, которой подверглась сталь. Чем меньше сталь содержит примесей, тем больше будет ее теплопроводность. С увеличением в стали содержания углерода теплопроводность уменьшается. Легированные стали имеют теплопроводность меньше, чем углеродистые.

С изменением температуры теплопроводность сталей изменяется. На основании опытных данных установлено, что с повышением температуры до 800-850° С величина коэффициента теплопроводности для обыкновенных углеродистых сталей понижается. Выше температуры 850° С теплопроводность углеродистых сталей незначительно повышается.

При нагреве легированных и специальных сталей теплопроводность их с повышением температуры изменяется в зависимости от рода и количества легирующих элементов. Исследованиями установлено, что у высоколегированных сталей, содержащих хром и никель, с повышением температуры теплопроводность увеличивается.

На величину теплопроводности влияет также и способ обработки металла. Ковка, прокатка и вообще всякая обработка стали давлением повышают ее теплопроводность. У литой стали теплопроводность меньше, чем у стали, обработанной давлением (ковкой, прокаткой).

Закономерности в изменении свойств элементов-неметаллов

Рассмотрим некоторые закономерности в изменении свойств элементов-неметаллов, принадлежащих одному периоду и одной группе на основании строения их атомов.

В периоде:

заряд ядра увеличивается, радиус атома уменьшается, число электронов на внешнем энергетическом уровне увеличивается, электроотрицательность увеличивается, окислительные свойства усиливаются, неметаллические свойства усиливаются.

В группе:

заряд ядра увеличивается, радиус атома увеличивается, число электронов на внешнем энергетическом уровне не изменяется, электроотрицательность уменьшается, окислительные свойства ослабевают, неметаллические свойства ослабевают.

Таким образом, чем правее и выше стоит элемент в Периодической системе, тем ярче выражены его неметаллические свойства.