Смесь алюминия и железа

Сплавы железа с алюминием обладают уникальными свойствами, позволяющими применять их для изготовления деталей, подверженных термическим воздействиям, окислению или коррозии. Их использование имеет узкую направленность — они ориентированы на промышленные сферы эксплуатации.

Смесь алюминия и железаСплав железа с алюминием

История открытия

Первые попытки применения сплавов алюминия и железа были предприняты Фарадеем в 1820 году. Были попытки использовать сплав алюминия в качестве легирующего элемента для получения высокопрочной стали, но они оказались неэффективными.

Тщательные исследования были возобновлены после 1918 года в СССР, Германии, Англии. Было показано, что при добавлении Al возрастают жаропрочные свойства чугуна. Образцы обладают повышенной прочностью, хрупкостью, стойко переносят контакт с кислыми средами, не склонны к образованию окалин.

Было обнаружено, что появление окалин зависит от толщины оксидной плёнки на образцах: чем она толще, однороднее, тем выше защита поверхности. Важно, чтобы окислы не формировали эвтектическую фазу и не подвергались возгонке, а их ионная проводимость была минимальной.

Условием жаростойкости образца являются потери с окалиной в пределах 2-10-3–4-10-3 г/см2/ч.

Множество проведённых исследований сплавов Fe и Al закончились определением их химических и физических свойств. Это связано с проблемами газового насыщения образцов, угаром алюминия, формированием внутренних оксидных плёнок, разрушением образцов при нормальных условиях.

Наиболее перспективными оказались сплавы с содержанием от 16 до 20% Al и 3% углерода, получившие название «чугаль». Именно их начали выплавлять в СССР.

Позже группа изобретателей во главе с З. Эмингером разработала технологию производства качественных отливок железоалюминиевых образцов. Благодаря этому были получены новые данные.

Состав и структура

Структура сплава алюминия с железом представляет собой пересыщенный раствор Al в α-Fe с упорядочением структуры FeAl (тип В2), наличием включений Fe3AlCx. Свойства определяются упорядочением альфа-фазы и пересыщением. Чтобы сформировать однородный состав, необходим отжиг при температуре выше упорядочения состава с последующим регулируемым охлаждением.

При количестве Al 8–14% формируется столбчатая матричная структура. В процессе отжига структура немного упорядочивается: включения длиной до 150 мкм находятся вдоль границы зёрен. Выделение включений происходит при охлаждении из твёрдой фазы.

Метастабильное состояние фазы определяется количеством включений. Отжиг позволяет их сократить до 2%. Чем больше в составе алюминия, тем больше создаётся негомогенных областей, в результате чего понижается микротвёрдость матрицы до 0,4 ГПа и износостойкость образца.

С увеличением скорости отжига при водяном или воздушном охлаждении количество карбидных включений снижается.

14-20% сплав алюминия с железом имеет также матричную структуру, но карбидная фаза обеднена по Al и структура FeAl не упорядочена. При отжиге на воздухе количество карбидных включений возрастает, за счёт чего повышаются свойства износостойкости и прочности. Если проводить охлаждение в воде, то такого эффекта не наблюдается и образец получается хрупким.

При повышенном содержания в сплаве Al от 20 до 30% карбидной фазы становится меньше, при охлаждении образцов данная фаза отсутствует в структуре или не более 3%. За счёт большого количества алюминия образец приобретает высокую прочность и пластичность. Воздушное охлаждение после отжига стимулирует образование твёрдых износостойких фаз.

Увеличение содержания алюминия в расплаве становится причиной формирования интерметаллида Fe4Al13, который не устраняется после отжига, а образец становится непригодным для какого-либо практического применения.

Для улучшения свойств расплава в состав вводятся следующие легирующие элементы:

  • 0,1–10% Cr;
  • 0,1–0,2% Nb;
  • 0,1–2,0% Si;
  • 0,1–5% B;
  • от 50 до 200 мг/кг Zr.

Содержание углерода — от 100 до 500 мг/кг.

Смесь алюминия и железаТемпература плавления

Характеристики и свойства

Сплавы железа и алюминия имеют следующие характеристики:

  • количество циклов термического нагрева до 240, в зависимости от химического состава;
  • предел прочности на растяжение 100 МПа;
  • отличные литейные свойства сплава;
  • допустимо применение легирующих элементов: Cr, Ni, Ti, Mo, Cu, B, Si, Nb, Zr.

Свойства сплава:

  • хорошая свариваемость при условии термообработки выше +7000С;
  • высокая химическая стойкость;
  • необходимость формирования стабильной фазы расплава при температуре до 9000С;
  • коррозионная стойкость.

Изготовление

Сплав создаётся из отходов дюрали, алюминия и железа путём алитирования. В жаростойкую ёмкость (электродуговую печь) засыпают, очищенные от окалин и грязи, куски стали (степень очистки 99%), 49% смесь Al или алюминиевого сплава, содержащего 2% хлористого аммония, а затем спекают в атмосфере аргона. Температура термообработки может составлять от +9000С до +15000С.

Нагрев ёмкости осуществляют подачей тока на нагревательные элементы или через саму конструкцию, при условии её высокого омического сопротивления.

После нагрева выбирают оптимальный способ отжига, в зависимости от состава компонент, с последующим естественным охлаждением.

Где применяют?

Железоалюминиевые расплавы применяются при производстве деталей и агрегатов, которые подвержены следующим воздействиям:

  • термическому;
  • механическому;
  • окислительному.

Также сплавы заменяют никелевые сверхпрочные сплавы и специальные стали.

Смесь алюминия и железаИзделия из сплава

Достоинства и недостатки

Преимущество сплава железа с алюминием — механические характеристики, которые сравнимы с некоторыми титановыми и никелевыми суперсплавами. Предел прочности при растяжении составляет до 100 МПа.

Другим достоинством является стойкость к окислению и коррозии при температурах до +7000С. При более высоких температурах допустимо применение таких конструкций, но без значительных механических нагрузок.

К недостаткам относят:

  • хрупкость, проявляемую при определённых условиях эксплуатации и зависящую от температуры и нагрузок;
  • при концентрации алюминия менее 12% сплав подвержен окислению, коррозии снижению пластичности;
  • сложность получения стабильной фазы с заданными характеристиками;
  • низкая прочность на растяжение.

Сплав легко расплавляется, что позволяет снизить расходы на его производство. Допустимо использование вторсырья, которое прошло соответствующие этапы очистки от примесей.

Смесь алюминия и железа — Мастерок

Смесь алюминия и оксида железа, используемая в термите, при нормальных условиях стабильна. Однако, учитывая легкость возгорания алюминиевого порошка и полувзрывной характер реакции, необходимо принимать соответствующие меры предосторожности при обращении с ним. [1]

Смесь алюминия с рассчитанным количеством железной окалины называется термитом. Термит применяется для сварки рельсов, паровозных рам, станин сломанных машин и в других подобных случаях, а также для наполнения зажигательных бомб.

Тепло, выделяющееся при горении термита, не рассеивается тотчас же в атмосферу вместе с газообразными продуктами горения, как при горении угля, а остается сосредоточенным в нелетучих продуктах реакции – в расплавленных железе и окиси алюминия, расслаивающихся по ( удельному весу: железо внизу, а окись алюминия вверху.

Этим и объясняется развивающаяся при горении термита очень высокая температура-до. [2]

Смесь алюминия с рассчитанным количеством железной окалины называется термитом. Термит применяется для сварки рельсов ( рис. 232), паровозных рам, станин сломанных машин и в других подобных случаях, а также для наполнения зежигательных бомб.

Тепло, выделяющееся при горении термита, не рассеивается тотчас же в атмосферу вместе с газообразными продуктами горения, как при горении угля, а остается сосредоточенным в нелетучих продуктах реакции – в расплавленных железе и окиси алюминия, расслаивающихся по удельному весу: железо внизу, а окись алюминия вверху.

Этим и объясняется развивающаяся при горении термита очень высокая температура – до 3000 и прожигающее действие термита в зажигательных бомбах. [3]

Смесь алюминия с окислами железа ( термит) служит для сварки рельсов, балок и других стальных конструкций. [4]

Смесь алюминия и оксида железа называется термит. [5]

Навеска смеси алюминия , магния и железа разделена на три равные части. Найти состав смеси в процентах по весу, если известно, что при обработке одной части навески полностью прореагировало 48 78 мл 4 91 % – ной соляной кислоты ( пл. [6]

При нагревании смеси алюминия и A1F3 в вакууме при 650 – 700 образуется черный, а выше 750 – бесцветный сублимат. [7]

На пропитанной водой колонке из смеси алюминия с диметилглиоксимом по образованию характерной зоны было обнаружено существование диметилглиоксимата трехвалентного железа, которое отрицалось другими авторами. [8]

Читать также:  Драгоценные металлы в радиодеталях справочник с фото

  • Обычно для зажигательного состава применяется смесь алюминия ( 24 – 25 %) с окислами железа ( 75 – 76 %) Fe304 и Fe203, называемая железным термитом. [9]
  • Вещества, оставшиеся после прокаливания смеси алюминия с Рез04 без доступа воздуха, растворили в щелочи. [10]
  • Это обусловлено реакцией, протекающей в смесях алюминия и окислов железа ( именуемых термитами); реакция инициируется трением и приводит к разогреву до 3000 С. [11]
  • Для сравнения изучали образование твердых растворов в оксидных смесях алюминия а – А12О3 и хрома а – Сг2О3 марки хч и чда соответственно. [12]

ПОИСК

    Тонкоизмельченную смесь алюминия и железной окалины (FegO ), часто называемую термитом, применяют для сварки металлических изделий, поскольку при поджигании термита выделяется большое количество теплоты и развивается высокая температура.

Рассчитайте минимальную массу термитной смеси, которую необходимо взять для того, чтобы выделилось 665,3 кДж теплоты в процессе алюмотермии, если теплоты образования FegO и AlgOg равны 1117 кДж/моль и 1670 кДж/моль соответственно. [c.64]

Читайте также:  Как опустошить газовый баллон

    Термитная смесь, используемая при сварке, содержит оксид F aOj и металлический алюминий.

Рассчитайте массу полученного железа при горении этой смеси, если масса алюминия, вступившего в реакцию, равна L35 г. [c.132]

    Смесь порошков алюминия и оксида железа (РегОз или Рез04), имеющая название термит, используется для сварки стальных изделий (трубопроводов, рельсов). При горении термитной смеси протекает реакция с большим выделением теплоты  [c.230]

    Сколько алюминия необходимо добавить к 16 г оксида железа (П1), чтобы получить термитную смесь  [c.130]

    В каких случаях на практике применяют термитную смесь  [c.80]

    Смесь порошкообразных алюминия и оксидов железа FejOj или РезО используется для термитной сварки (эта смесь известна под названием термит), Прн поджигании смеси образуется жидкое железо, которое обеспечивает сварку металлов. [c.307]

    Приготовить термитную смесь из 25 г окиси железа и 8 г порошка алюминия. Окись железа предварительно прокалить. На дно хорошо просушенного шамотного тигля поместить сначала 5 г порошка фтористого кальция (зачем ), а затем реакционную смесь.

Утрамбовать ее пестиком и при помощи пробирки сделать углубление (рис. 33).

Вынуть пробирку, опустить в образовавшееся углубление сначала скрученную магниевую ленту, очищенную наждачной бумагой, а затем зажигательную смесь, полученную встряхиванием в банке 9 г перекиси бария и 1 г тонкого порошка магния. [c.79]

    Термитная сварка основана на использовании для нагрева места сварки тепла, выделяющегося при сгорании термита, представляющего собой смесь порошка алюминия и железной окалины. [c.600]

    Производят т. в виде порошка или шашек. Для поджигания используют смесь BaOj и Mg или особые термитные спички. [c.533]

    В продуктах горепия термитных смесей образуются твердые шл яки, но применяются и такие зажпгательные составы, в продуктах горения которых образуются и газы, хотя основой их является термитная смесь.

В последнем случае пмеет место поппженпе температуры горения состава, так как газы прн улетучивании уносят с собохг часть тепла.Если реакция идет между твердыми телами с образованием твердых ше тел, нагреванпе смеси бывает очень велико, примером чего и является смесь Fe.

O-j -j- Л1 и подобные ей термитные смеси. [c.120]

    Алюминий. Свойства-оксид алюминия-соли алюминия-алюмотермическая реакция-термитная смесь-получение алюминия-боксит-алюминат натрия-двойные соли-квасцы-ацетат алюминия [c.470]

    В заторможенной системе реакция может быть возбуждена и нагреванием, которое действует подобно смазке, помогающей преодолеть трение. Так, термитная смесь может существовать сколь угодно долго, пока алюминий защищен от окисления, однако [c.458]

    Существуют так называемые унитарные топлива , под которыми понимаются вещества, содержащие в себе равномерную смесь топлива и окислителя и, следовательно, способные гореть без доступа атмосферного воздуха.

К ним принадлежат различные пороха, бикфордов шнур , термитные смеси и т. п. Однородная горючая смесь может быть создана и в газообразном состоянии (например, из газообразного топлива и воздуха).

Создание и хранение таких смесей требует соблюдения ряда предосторожностей вследствие их значительной взрывоопасности. [c.206]

    В конденсированных (безгазовых) системах ведущая Г. экзотермич рнция протекает в твердой или жидкой фазе с образованием конденсиров. продуктов газофазные в-ва либо не участвуют в р-ции, либо не влияют на распространение фронта Г. Примеры подобных процессов-Г.

нек-рых термитных составов (смесей порошков оксидов и металлов-восстановителей), самораспространяю-щийся высокотемпературный синтез, фронтальная полимеризация. Для Г. безгазовых смесей характерна высокая плотность выделения энергии, скорость Г. для разл.

систем принимает значения от 10 до 10 см/с и постоянна в щироком интервале изменения давления отсутствует диффузия продуктов в исходную смесь, изменение концентрации реагентов происходит только в пределах зоны р-ции (зоны i и i на рис. 2 сливаются в одну). Такая структура фронта Г обусловливает макс.

кол-во избыточной энтальпии в прогретом слое в-ва перед зоной р-ции. В сочетании с высокой температурной чувствительностью скорости р-ции (сверхкритич. значения энергии активации р-ции Е) это может привести к возникновению автоколебаний фронта Г с резкими пульсациями т-ры и скорости Г.

Если пов-сть фронта велика, колебания отд точек теряют синхронность и возникают пространственно неоднородные нестационарные эффекты, напр, т наз. спиновое Г., при к-ром р-ция локализуется в небольшом ярком пятне, движущемся по спирали с пост скоростью в сторону несгоревшего в-ва (рис 5) При Г.

смесей порошков, напр, металла с углеродом, часто возникают широкие (намного превышающие зону прогрева) зоны тепловыделения, обусловленные сильным торможением р-ции продуктами. Интенсивная [c.597]

    Обычно пиротехнический состав представляет собой механиче-скл ю смесь компонентов, из которых основными являются окислитель у горючее вещество. Например, состав красного огня содержит хлората калия — 61%, серы — 16% и карбоната стронция — 23%. Хлорат калия является окислителем, сера — горючим веществом, а углекислый стронций — веществом, окрашивающим пламя, которое получается при сгоранш серы с кислородом, выделяемым хлоратом калия. При горении пиротехнического состава выделяется значительное количество тепла и развивается достаточно высокая температура — от нескольких сот градусов (для дымовых составов) до 2500—3000° (для осветительных и термитных составов). В большинстве своем пиротехнические составы, например, осветительные составы, составы сигнальных огней и др., сгорают с образованием пламени. [c.5]

    В маленький фарфоровый тигель (под тягой ) всыпьте 4 г термитной смеси (А1 + Рез04) и вставьте в нее кусочек магниевой ленты длиной 2—2,5 см. Тигель поставьте на кусок листового асбеста перед тиглем поместите защитный прозрачный экран (стекло, плексиглас).

Пламенем горелки подожгите ленту магния (за счет тепла горящего магния воспламеняется термитная смесь). Реакция алюми-нотермического восстановления протекает бурно. После реакции дайте тиглю остыть ( ) и выньте из него полученный металл. [c.

106]

    В заторможенной системе реакция может быть возбуждена также нагреванием, действие которого подобно действию смазки, помогающей преодолеть трение.

Поэтому следует отличать нагревание как импульс, необходимый для устранения торможения, от выделения теплоты в процессе.

Так, термитная смесь может существовать сколь угодно долго, пока алюминий защищен от окисления, хотя местное нагревание вызывает энергично протекающую реакцию (AZ.298 = = — 202 600).  [c.482]

    В зарубежной практике тигель-форму удерживают на трубе с поверхности земли при помощи длинной рукоятки. Термитную смесь воспламеняют шланговой горелкой без спуска сварщика в шурф. [c.157]

    При проведении плавок небольшого масштаба реактор закрывают крышкой, вакуумным насосом из него удаляют воздух, после чего заполняют аргоном. Подготовленный к плавке реактор устанавливают в специальную камеру, обеспечивающую безопасность работы во время восстановления.

Реакция идет без предварительного подогрева и возбуждается электрозапалом или зажиганием магниевой ленты с термитным запалом (смесь магния и перекиси натрия, смесь нитрата калия и лактозы и др.).

Реакция восстановления проходит в течение нескольких секунд за это время основная часть урана отделяется от шлака последующая выдержка продуктов плавки в расплавленном состоянии способствует почти полному разделению урана и шлака. [c.367]

    После окончания проплавления всей шихты на поверхность расплава подают железотермитную смесь, состоящую из 330 кг железной руды, 35 кг алюминиевого порощка, 20—30 кг ферросилиция и 50 кг извести. Такая термитная смесь повышает температуру шлака и способствует лучшему осаждению корольков металла. [c.215]

    Рекомендуется машины, производящие мелкодиспергирован-ные порошки, также оборудовать отдельными пылеочистительными установками [236]. Особенно важна эта рекомендация для несовместимых пылей.

Например, если пыль окиси железа и пыль алюминия будут смешаны в одном и том же циклоне, то образующаяся в нем термитная смесь окажется намного опаснее, чем в отдельности взятые вещества. Исходя из указанных соображений, не рекомендуется применять стальные воздуховоды для транспортирования алюминиевой пыли.

В производствах, где общие вентиляционные системы оказываются недостаточно эффективными или опасными в отношении распространения взрыва, весьма целесообразно применять обеспыливающие устройства с самостоятельными выводами из здания.

Отсасывающие трубопроводы от аппаратуры и оборудования должны прокладываться в направлении выпуска по кратчайшим расстояниям без резких изгибов с тем, чтобы не допустить падения давления и осаждения [c.234]

    Алюминий восстанавливает многие металлы из их окислов. Способ получения металлов восстановлением их окислов алюминием называют алюминотермией. Смесь, состоящую из порошков алюминия и окисла железа (РбгОз или Рез04), называют термитом.

Последний применяют для термитной сварки стыков трамвайных рельсов. Реакцию в термите вызывают с помощью специального запала (например, смеси порошков А1 и перекиси бария BaOj). Процесс идет согласно уравнениям [c.

161]

    Для инициирования реакции требуется зажигательная смесь при этом часто используют смесь 10 ч. алюминиевого порошка, 40 ч. ВаОг и 7 ч. КСЮ3, которую изготовляют из тонкоизмельченных компонентов смешиванием их пером (не в ступке ) и насыпают на реакционную смесь в виде конусообразной кучки.

Зажигание смеси производят при помощи полоски хорошо высушенной бумаги, пропитанной селитрой, или магниевой ленты длиной примерно 10 см, которую вставляют в зажигательную смесь и поджигают (лучше всего небольшой паяльной лампой — на открытом воздухе ).

В том случае, когда примеси не вредят, рекомендуется помещать на термитную смесь [c.572]

    При попадании волы па горяшуго термитную зажигательную бомбу образуется гремучая смесь (вследствие высокой температуры реакции), поэтому тушение таких бомб небольшим количеством воды неэффективно. [c.185]

Читайте также:  Самодельный минитрактор своими руками фото

    Термитная смесь состоит из порощка алюминия и РсгОз. Запишите уравнение реакции между этими веществами и рассчитайте энтальпию этой реакции. [c.131]

    I — графитовый полутигель 2 — рукоятка 3 — откидной замок 4 — форма 5 — металлическая заслонка в — термитная смесь 7 — камера сгорания — запальное отверстие 9 — крышка тигель-формы 10 —магнит 11 —отверстие для привариваемого проводника. [c.174]

    Алюминотермическим методом получают и другие металлы, например марганец, хром и титан, которые не могут быть получены в чистом виде восстановлением их окисей углем вследствие образования карбидов.

В алюминотер-мической реакции выделяется большое количество тепла за очень короткое время, благодаря чему развивается высокая температура. Температура смеси Рбз04 и А1 ( термитная смесь ) достигает 2400°.

Выделяющееся тепло раньше использовали для сварки железных рельс. [c.564]

    Следует исключить применение тяжелых инструментов (кувалд и др.). Вес каждого инструмента должен быть не более 3 кг.

Должно быть запрещено применение инструментов из алюминия во всех взрывоопасных производствах, так как при трении алюминия о стальные ржавые поверхности может образоваться термитная смесь порошков алюминия и железной окалины Рез04.

При горении термитного порошка (за счет кислорода железной окалины) температура может достичь 2300—3000° С. [c.264]

    В работе Шриля [244] находим данные о выходе бария, о замед- -Ленин экзотермической реакции соответствующими присадками л о замене алюминия в термитном способе другими металлами. -Практически применяется смесь, состоящая из алюминия, окиси  [c.248]

Применение и состав термитной смеси — статья

Термиты находят применение в промышленных и военных целях. Их используют в качестве детонаторов с повышенным тепловым воздействием. Находят применение термосмеси и в пиротехнике — для производства сигнальных огней или химических источников яркого света. Чаще всего термит применяют во время сварочных работ — для соединения деталей под воздействием высоких температур.

Технические свойства

Свойство любой термитной смеси — высокая температура горения, находящаяся в пределах 2000-4000 градусов в зависимости от химического состава и типа окислителя.

Термит возгорается при температуре 800-1500 градусов и способен поддерживать горение при отсутствии кислорода, что расширяет сферу его применения. Так как пламя невозможно потушить водой, термосмеси используются для подводной сварки.

Благодаря высокой удельной теплоте сгорания расплавленные термиты прожигают толстые листы стали, чугуна или блоки бетона, становясь инструментом резки.

  Печь полимеризации для покраски авто-дисков.

Применяемое оборудование

Основу оснастки составляет тигель, который обеспечивает возможность работы с термитами, в том числе по нему производится слив и расплавленной металлической массы. Данный элемент может быть выполнен из керамики или вольфрама, в зависимости от требований к температурному режиму. Отдельно подготавливаются и формы для отливки.

Специальные матрицы позволяют работать с широким спектром расплавленной основы. Также следует подготовить оборудование для термитной сварки в виде зажимных и фиксирующих приспособлений для массивных конструкций, специальный резак и технический карандаш, предназначенный специально для данного рода операций.

В зависимости от условий проведения работ и требований к результату может потребоваться специальная горелка для инвертора и термометр.

Классификация смесей

Разные свойства термосмесей породили систему классификации по составу и назначению. Традиционный термит приготавливается из алюминиевых опилок или пудры и оксида железа в пропорции 1:3.

Для уменьшения скорости сгорания в составе используются алюминиевые опилки. С уменьшением фракции алюминиевого компонента вплоть до состояния пудры скорость горения увеличивается.

Железная термитная смесь традиционного состава используется для сварки металлических конструкций.

Пиротехнические смеси горят при невысокой температуре, но дают яркий свет. Они используются для производства сигнальных ракет и фальшфейров на основе термита. Горючим компонентом такой смеси выступает сера, а окислителем — хлорат калия. Для ускорения горения добавляется карбонат стронция, выступающий катализатором реакции.

Медная термитная смесь приготавливается из оксида меди, количество которого составляет 70 % массовой части, 10-12 % чистого алюминия и такого же количества меди, 8 % ферромарганца. Этот состав обладает наивысшей температурой горения — около 4000 градусов, и предназначен для сварки стальных ответственных конструкций, например, магистральных газопроводов или рельс.

Форма выпуска

Производители термосмесей выпускают их в различной форме. Сухие смеси, предназначенные для дальнейшего формирования в тигле, выпускаются в виде порошка, упакованного в прочную полипропиленовую банку объемом 1000 грамм.

Термиты, пригодные для пайки проводов линий электропередач, выпускаются в форме патрона, имеющего цилиндрическую форму с продольным отверстием.

Для сварки металлоконструкций термитными смесями используют форму карандаша, не требующего прокаливания перед использованием, а для розжига применяются термитные спички.

Приготовление своими руками

Цена 1 килограмма термита колеблется в пределах 3-5 тысяч рублей в зависимости от производителя и назначения смеси.

Зная состав термосмеси, можно приготовить ее самому дома и использовать в качестве сварочного материала для проводов и металлических конструкций.

При помощи цементатора получают термитные карандаши, удобные для сварки металла при отсутствии электрического или углекислотного сварочного аппарата. Изготовление термита происходит в несколько этапов с соблюдением техники безопасности.

Наиболее простой способ изготовления термитной смеси своими руками — приготовление традиционного состава из оксида железа и алюминиевой пудры, которую можно купить в магазине для химреактивов.

Разновидности термитной сварки

Существует четыре основных техники выполнения такой сварки – посредством промежуточного литья, комбинированная, впритык и дуплекс. В процессе выполнения операции промежуточным литьем порошкообразная смесь переходит в состояние жидкого металла, причем это не влияет на исходные характеристики активного вещества-термита.

Обычно данную методику используют для монтажа металлоконструкций, которые предварительно крепятся в нужном положении. Специально для работы с пластинчатыми изделиями, катодными и дренажными выводами применяется стыковая термитная сварка, смесь для которой предварительно обжигается в печи.

Комбинированная техника предполагает сочетание литьевого метода и сварки впритык. То есть мастер может основные работы выполнять при помощи жидкого наплавления, а кромки дорабатывать с помощью деликатной сварки впритык.

Что касается дуплекса, то этот метод предусматривает введение дополнительного этапа, в ходе которого производится прессование оплавленного зазора конструкции.

Получение окиси железа

Оксид железа Fe3O4, основной компонент традиционного термитного состава, представляет собой обычную ржавчину. Но для приготовления термосмеси понадобится химически чистая окалина, получаемая из окиси Fe2O3.

Для производства Fe2O3 понадобится источник питания 12 Вольт постоянного тока или питающийся от сети 220 В выпрямитель с преобразователем и понижающим трансформатором.

В качестве источника оксида железа выступает металлический гвоздь или пластина, которая помещается в стеклянную тару с насыщенным раствором поваренной соли.

Чем больше соли в растворе, тем выше его электропроводность и тем выше скорость получения окиси железа Fe2O3.

Положительный конец провода выпрямителя подсоединяется к металлическому гвоздю, пластине или стержню и опускается в банку с раствором. Второй конец помещается в растворе так, чтобы не было соприкосновения с металлическим стержнем.

  Метод прокола под дорогой для прокладки коммуникаций

Через сутки работы самостоятельно изготовленного прибора с железного стержня соскабливается получившаяся окись железа.

Дальнейшие действия заключаются в измельчении полученного вещества в фарфоровой ступе до состояния мелкодисперсного порошка. Максимальный размер частиц не должен превышать 0,5 мм.

Чтобы сделать полученный реагент пригодным для приготовления термитной смеси, его нужно поместить в тигель и прокалить до красного цвета. Исходный компонент Fe3O4 готов.

Дальнейшее приготовление

Для смешивания компонентов выбирается глубокая пластиковая миска, в которую помещается полученный оксид железа и алюминиевый порошок в соотношении 75 и 25 %, или 3:1. Чтобы компенсировать чистоту полученной окиси железа, ее количество можно увеличить.

Удобней всего смешивать реагенты в пропорции 8 частей окиси к 3 частям алюминиевого порошка, купленного в магазине. Для увеличения длительности горения нужно использовать опилки, которые получаются путем стирания алюминиевого бруска или провода напильником. В этом случае массовая доля опилок и порошка должна составлять те же 3 части.

Экспериментируя с количеством внесенных опилок можно добиться приемлемой скорости сгорания без изменения состава термитной смеси.

Техника безопасности при выполнении сварки

При всей простоте выполнения данного метода сварки именно в силу специфики химических свойств термитных смесей определяются довольно жесткие правила соблюдения техники безопасности. Во-первых, предъявляются специальные требования к организации хранения металлических порошков.

Следует обеспечивать хранение только в сухих и отапливаемых помещениях. Более того, термитная сварка не допускает использования влажных порошков непосредственно в процессе поджига. Во-вторых, предъявляются особые требования и к условиям выполнения сварки. Операцию можно производить только при температуре более 10 °C.

Места соединений должны быть предварительно очищены и обезжирены.

Изготовление термитного карандаша

Термитный карандаш представляет собой стержень из углеродистой стали с нанесенным на него покрытием из термита. Применяется для сварки различных металлических изделий. Изготавливается в форме цилиндра разного диаметра, в зависимости от толщины свариваемого металла. Для розжига смеси используется затравка или шнур.

Читайте также:  Сварка в углекислом газе плавящимся электродом

В домашних условиях простейший термитный карандаш изготавливается из традиционной смеси на основе оксида железа и алюминия, смешанного с клеем. Состав приготавливается как обычное круто замешанное тесто. Полученная масса наносится на кусок стальной проволоки нужной длины и обкатывается до нужного диаметра. Для домашних условий достаточно сформировать цилиндры толщиной 2-3 мм.

На конце полученного цилиндра при помощи клея крепится затравка из смеси бертолетовой соли с алюминиевой пудрой. После высыхания карандаш готов к использованию и не требует предварительного прокаливания.

При необходимости можно сделать карандаши из купленного медного порошкового термита.

Цена медной термитной смеси выше, чем у железной термосмеси, а из килограмма купленного порошка можно приготовить несколько десятков палочек для сваривания металлических труб или уголков толщиной больше 5 мм.

Процесс изготовления медных термитных карандашей основан на смешивании клея с готовым порошком и формировании цилиндров.

Для розжига медных термитных карандашей используется магниевая стружка или кусочки пластика, имеющие температуру горения около 1600 градусов. Собственноручно пластик можно приготовить из пластиковых бутылок или пенопласта, растворив их в ацетоне до получения однородной тугой массы.

Технология сварки проводов

5.1.

Общие указания по технологии сварки

5.1.1.

Закрепленные в приспособлении провода и термитный патрон между торцами стальной трубки и проводами следует уплотнить размоченным в воде листовым асбестом или шнуровым асбестом (3 — 4 витка) для предупреждения вытекания расплавленного металла. Наденьте защитные очки.

5.1.2.

Провода с термопатронами должны быть закреплены на корпусе сварочного приспособления и установлены ограничители подачи. Ограничение подачи производится установкой специальных устройств (см.

приложение 4) или установкой ограничительных проволочных бандажей.

Ограничители подачи или проволочные бандажи следует установить на расстоянии половины длины стальной трубки плюс 2 — 3 мм (отметьте риской на проводе).

5.1.3.

Зажгите спичку о терку на коробке. Подожгите термитную шашку патрона со стороны неплотной (рыхлой) массы, отмеченной красной меткой.

5.1.4.

Горящий патрон должен быть накрыт защитным кожухом и соединение оставляется в покое на время, необходимое для сгорания термитной массы, плюс время на расплавление металла концов проводов и вкладышей (0,2 — 1,5 мин)*. С подачей проводов в зону сварки спешить не следует, так как металл в зоне сварки остается в жидком состоянии несколько минут после сгорания термитной шашки.

________________________________________________

* Меньшее время для проводов сечением 35 — 70 мм2, большее для проводов сечением до 800 мм2. Для промежуточных сечений выбирать время экстраполяцией.

5.1.5.

При сварке с подачей проводов в зону сварки после выдержки указанного времени необходимо открыть защитный кожух и произвести подачу проводов в зону сварки с помощью двухходового винта или пружин.

5.1.6.

При сварке без подачи проводов патронами с радиальным отверстием после выдержки указанного времени надо открыть защитный кожух, произвести перемешивание расплавленного металла в зоне сварки с зачисткой скребком (заостренная стальная проволока диаметром 2 — 3 мм) концов свариваемых проводов (под слоем расплава) и произвести добавление металла в расплав от проволочек свариваемых проводов для вывода шлака, образования прибыли и устранения усадочных раковин.

5.1.7.

После остывания и затвердения расплавленного металла следует сколоть ударами молотка от себя образовавшийся шлак, а отверткой развести концы стальной трубки и снять ее с места сварки (медная трубка при сварке медных проводов не удаляется, а остается на проводах).

5.1.8.

Место сварки необходимо зачистить стальной щеткой или щеткой из кардоленты.

5.1.9.

При сварке проводов в патронах с радиальным отверстием надо откусить литниковую прибыль заостренными клещами или специальными кусачками.

5.2.

Сварка алюминиевых и сталеалюминевых проводов в петлях

5.2.1.

Перед сваркой необходимо подобрать термитные патроны нужных размеров и типов.

5.2.2.

Сварку проводов в петлях анкерных и угловых опор следует выполнять патронами, имеющими вертикальное отверстие. Для этого в термитной шашке и трубке патронов ПАС надо просверлить до алюминиевого вкладыша вертикальное отверстие диаметром 4 — 16 мм (в зависимости от сечения свариваемых проводов) или подобрать нужного размера термитный патрон ПА (см. приложение 1).

5.2.3.

Сварку проводов в петлях можно производить с траверсы опоры с подъемом проводов петли на траверсу, с телескопической вышки или монтажной доски.

5.2.4.

Положение свариваемых проводов, установка ограничителей подачи и процесс сварки показаны на рис. 5.

Рис. 5. Последовательность сварки проводов в петлях с помощью термитных патронов типа ПАС с просверленным вертикальным отверстием и подачей концов проводов в зону сварки (а

) и типа ПА без подачи концов проводов в зону сварки (б) 1 — концы свариваемых проводов; 2 — проволочные бандажи; 3 — уплотнение из шнурового асбеста; 4 — термитная шашка; 5 — алюминиевый вкладыш; 6 — зажимы сварочного приспособления; 7 — сваренные провода; 8 — скребок из стальной проволоки; 9 — уплотнение из размоченного асбеста; 10 — присадочная проволока; 11 — алюминиевые колпачки или втулка

5.2.5.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Смесь алюминия и оксида железа, используемая в термите, при нормальных условиях стабильна.

Однако, учитывая легкость возгорания алюминиевого порошка Рё полувзрывной характер реакции, необходимо принимать соответствующие меры предосторожности РїСЂРё обращении СЃ РЅРёРј.  [1]

Смесь алюминия с рассчитанным количеством железной окалины называется термитом.

Термит применяется для сварки рельсов, паровозных рам, станин сломанных машин и в других подобных случаях, а также для наполнения зажигательных бомб.

Тепло, выделяющееся РїСЂРё горении термита, РЅРµ рассеивается тотчас же РІ атмосферу вместе СЃ газообразными продуктами горения, как РїСЂРё горении угля, Р° остается сосредоточенным РІ нелетучих продуктах реакции — РІ расплавленных железе Рё РѕРєРёСЃРё алюминия, расслаивающихся РїРѕ ( удельному весу: железо РІРЅРёР·Сѓ, Р° РѕРєРёСЃСЊ алюминия вверху. Этим Рё объясняется развивающаяся РїСЂРё горении термита очень высокая температура-РґРѕ.  [2]

Смесь алюминия с рассчитанным количеством железной окалины называется термитом.

Термит применяется для сварки рельсов ( рис. 232), паровозных рам, станин сломанных машин и в других подобных случаях, а также для наполнения зежигательных бомб.

Тепло, выделяющееся РїСЂРё горении термита, РЅРµ рассеивается тотчас же РІ атмосферу вместе СЃ газообразными продуктами горения, как РїСЂРё горении угля, Р° остается сосредоточенным РІ нелетучих продуктах реакции — РІ расплавленных железе Рё РѕРєРёСЃРё алюминия, расслаивающихся РїРѕ удельному весу: железо РІРЅРёР·Сѓ, Р° РѕРєРёСЃСЊ алюминия вверху. Этим Рё объясняется развивающаяся РїСЂРё горении термита очень высокая температура — РґРѕ 3000 Рё прожигающее действие термита РІ зажигательных бомбах.  [3]

Смесь алюминия СЃ окислами железа ( термит) служит для сварки рельсов, балок Рё РґСЂСѓРіРёС… стальных конструкций.  [4]

Смесь алюминия Рё РѕРєСЃРёРґР° железа называется термит.  [5]

Навеска смеси алюминия, магния и железа разделена на три равные части.

Найти состав смеси РІ процентах РїРѕ весу, если известно, что РїСЂРё обработке РѕРґРЅРѕР№ части навески полностью прореагировало 48 78 РјР» 4 91 % — РЅРѕР№ соляной кислоты ( РїР».  [6]

  • РџСЂРё нагревании смеси алюминия Рё A1F3 РІ вакууме РїСЂРё 650 — 700 образуется черный, Р° выше 750 — бесцветный сублимат.  [7]
  • РќР° пропитанной РІРѕРґРѕР№ колонке РёР· смеси алюминия СЃ диметилглиоксимом РїРѕ образованию характерной Р·РѕРЅС‹ было обнаружено существование диметилглиоксимата трехвалентного железа, которое отрицалось РґСЂСѓРіРёРјРё авторами.  [8]
  • Обычно для зажигательного состава применяется смесь алюминия ( 24 — 25 %) СЃ окислами железа ( 75 — 76 %) Fe304 Рё Fe203, называемая железным термитом.  [9]
  • Вещества, оставшиеся после прокаливания смеси алюминия СЃ Рез04 без доступа РІРѕР·РґСѓС…Р°, растворили РІ щелочи.  [10]
  • Это обусловлено реакцией, протекающей РІ смесях алюминия Рё окислов железа ( именуемых термитами); реакция инициируется трением Рё РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє разогреву РґРѕ 3000 РЎ.  [11]
  • Для сравнения изучали образование твердых растворов РІ оксидных смесях алюминия Р° — Рђ12Рћ3 Рё С…СЂРѕРјР° Р° — РЎРі2Рћ3 марки С…С‡ Рё чда соответственно.  [12]

Опубликовано сообщение [43] о полимеризации этена в присутствии смеси алюминия и хлористого алюминия, при которой из реакционной смеси удалось выделить диэтилалюминийхлорид.

Продукт полимеризации этена при 300 С содержал летучие ненасыщенные углеводороды от бутена до додецена.

Отмечалось [87], что полуторные галогениды этилалюминия, например Рђ12 ( РЎ2Рќ5) Р·РЎ1Р·, способствуют полимеризации алкенов РІ высшие алкены.  [13]

Резак предназначен для разделительной резки РІ аргоно-РІРѕРґРѕСЂРѕРґРЅРѕР№ или аргоно-азотной смеси алюминия, стали, магния, меди Рё ее сплавов.  [14]

Большинство исследователей объясняет опасное действие ржавчины образованием термитов — смесей алюминия Рё РѕРєРёСЃРё железа.

Этому процессу благоприятствует измельчение, поэтому мелкодисперсный алюминий особенно опасен.

Установлено, что добавками различных металлов ( олово, цинк, медь) к алюминию нельзя предотвратить искрообразования при истирании таких сплавов с окисью железа.

Содержание РІ сплаве магния, который несколько опаснее алюминия [327], рекомендуется ограничивать пятью процентами.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector