A temperatura de cor do aço está intimamente relacionada ao processo de aquecimento. À temperatura ambiente, o aço não emite luz. Porém, quando aquecido a uma determinada temperatura, começa a brilhar, emitindo inicialmente uma luz vermelha. À medida que a temperatura aumenta ainda mais, a cor do aço muda gradualmente de vermelho para laranja e depois para amarelo.
Este processo está alinhado com o conceito de radiação do corpo negro, onde a temperatura da cor é definida com base na radiação do corpo negro, sendo que o amarelo alaranjado tem uma temperatura de cor mais baixa e o azul tem uma temperatura de cor mais alta.
Especificamente para o aço, quando sua temperatura de cor chega a 3.200K, a cor da luz fica relativamente próxima do vermelho, que é a cor do ferro quando aquecido a mais de mil graus.
Se o aquecimento continuar, o brilho ficará mais forte e a cor ficará mais próxima do branco.
Isto indica que controlando o processo de aquecimento, pode ser conseguida uma mudança de cor de vermelho para quase branco.
- Por volta de 600 graus Celsius, uma leve cor vermelha começa a aparecer
- A 700 graus Celsius, ele se transforma em uma cor laranja clara
- A 800 graus Celsius, fica vermelho
- A 900 graus Celsius, fica vermelho-amarelado
- A 1000 graus Celsius, fica com uma cor vermelho-esbranquiçada
Este não é um método preciso e pode variar dependendo do tipo de aço utilizado. Estas cores são aplicáveis apenas para certos tipos de aços (provavelmente aço carbono). A cor da chama pode ser diferente para diferentes tipos de metais na mesma temperatura.
A relação entre a temperatura de aquecimento do aço e sua cor:
Em 1893, Wien estudou a relação entre o comprimento de onda máximo λmax e a temperatura T, que é λmáx.T=2898μeu•K.
Portanto, a temperatura pode ser avaliada com base na cor da chama (ou seja, no comprimento de onda da luz).
A observação empírica mostra que o vermelho escuro indica 600°C, o vermelho indica 900°C, o amarelo alaranjado indica 1100°C, o amarelo indica 1300°C, o amarelo claro indica 1400°C, o amarelo-branco indica 1500°C e o branco brilhante ( com um toque de amarelo) indica 1600°C.
Existe um tipo de papel sensível à temperatura desenvolvido pela Nichiyu Giken Kogyo Co., Ltd. que pode ser colocado sobre o metal aquecido para mostrar suas mudanças de temperatura por meio de cores diferentes.
Ao observar as mudanças de cor do papel em diferentes partes do metal, pode-se determinar suas respectivas temperaturas e registrá-las de acordo para fazer uma tabela de cores para uso posterior.
A relação entre a cor do aquecimento do aço e a temperatura
| Cor do fogo | Temperatura ℃ |
| Marrom escuro | 520——580 |
| Vermelho escuro | 580——650 |
| Cereja escura | 650——750 |
| Flor de cerejeira | 750——780 |
| Flor de cerejeira clara | 780——800 |
| Luz vermelha | 800——830 |
| Amarelo alaranjado com um toque de vermelho | 830——850 |
| Luz murcha | 880——1050 |
| Amarelo | 1050——1150 |
| Luz amarela | 1150——1250 |
| Branco amarelado | 1250——1300 |
| Branco brilhante | 1300——1350 |
A relação entre a cor de revenido e a temperatura do aço carbono.
| Cor temperada | Temperatura ℃ |
| Luz amarela | 200 |
| Branco amarelado | 220 |
| amarelo dourado | 240 |
| Amarelo-roxo | 260 |
| Roxo escuro | 280 |
| Azul | 300 |
| Azul escuro | 320 |
| Cinza azulado | 340 |
| Azul-cinza branco claro | 370 |
| Preto-vermelho | 400 |
| Preto | 460 |
| Preto Escuro | 500 |
Isto parece exigir muita experiência, pois as temperaturas podem ser diferentes durante o dia e a noite. O termômetro nem sempre é fácil de usar e pode não ser muito preciso.
Também pode haver diferenças entre a temperatura da chama e a temperatura do objeto que está sendo medido.
Como medir com precisão a temperatura da cor do aço?
Existem vários métodos para medir com precisão a temperatura da cor do aço:
1. Medidor de temperatura de cor:
Um medidor de temperatura de cor é uma ferramenta usada especificamente para medir a temperatura de cor de uma fonte de luz. Seu uso é semelhante ao de um fotômetro, principalmente pela colocação da sonda de medição no objeto a ser medido. Este método é adequado para medir diretamente a intensidade de todos os comprimentos de onda da luz emitida pela fonte de luz, obtendo assim o valor da temperatura da cor.
2. Análise Espectral:
A análise espectral mede a temperatura da cor medindo diretamente a intensidade de todo o comprimento de onda da luz emitida pela fonte de luz. Este método pode fornecer informações espectrais mais detalhadas, ajudando a avaliar com precisão a temperatura de cor do aço.
3. Colorímetro:
Um colorímetro é outra ferramenta usada especificamente para medir a temperatura da cor de uma fonte de luz, incluindo tipo filtro e tipo cristal. O colorímetro do tipo filtro mede a temperatura da cor filtrando a luz de comprimento de onda específico, enquanto o colorímetro do tipo cristal determina a temperatura da cor medindo a resposta do cristal a diferentes comprimentos de onda de luz.
A medição precisa da temperatura de cor do aço pode ser obtida usando um medidor de temperatura de cor, análise espectral ou colorímetro. A escolha do método depende dos requisitos específicos de medição e dos recursos disponíveis. Por exemplo, se você precisa obter resultados rapidamente e o requisito de precisão não é muito alto, você pode escolher um medidor de temperatura de cor; se forem necessárias informações espectrais mais detalhadas para uma análise aprofundada, a análise espectral pode ser mais adequada; e se você tiver requisitos muito elevados quanto à precisão dos resultados da medição, considere usar um colorímetro para medições precisas.
Quais são as mudanças detalhadas nas propriedades luminescentes do aço em diferentes temperaturas?
As mudanças detalhadas nas propriedades luminescentes do aço em diferentes temperaturas podem ser compreendidas sob vários aspectos. Primeiramente, quando o metal atinge determinada temperatura, o movimento de suas partículas internas torna-se violento, o que pode fazer com que os fótons atinjam a frequência mínima da luz visível, produzindo assim luminescência vermelha. Isto indica que em temperaturas mais baixas o aço pode não brilhar ou a intensidade da luz pode ser fraca, pois a mudança nos níveis de energia dos elétrons não é suficiente para produzir luz visível.
À medida que a temperatura aumenta, a intensidade de luminescência do fósforo diminuirá devido ao fenômeno de extinção térmica. Este fenômeno se deve principalmente ao aumento da temperatura fazendo com que a vibração da rede da matriz se intensifique, aumentando a interação eletroacústica e a probabilidade de transição não radiativa, reduzindo assim a intensidade da luz. Embora os fósforos sejam mencionados aqui, este princípio também se aplica a materiais metálicos como o aço, e uma diminuição na intensidade da luminescência pode ser observada em altas temperaturas.
Além disso, do ponto de vista dos estudos de luminescência, as mudanças na temperatura têm um impacto significativo na eficiência da refrigeração, e esse impacto tem uma relação cúbica com a temperatura. Isto significa que à medida que a temperatura diminui, a diferença entre a frequência ideal da luz de excitação e a frequência central da forma de linha não uniforme aumentará, atingindo um máximo em temperaturas mais baixas. Isto indica que sob condições de baixa temperatura, as propriedades luminescentes do aço podem variar devido à excitação em frequências específicas, especialmente a baixas temperaturas, onde pode ser mais fácil observar a luminescência em comprimentos de onda específicos.
As propriedades luminescentes do aço mudarão a diferentes temperaturas da seguinte forma: a temperaturas mais baixas, devido à alteração insuficiente nos níveis de energia dos electrões para produzir luz visível, o aço pode não brilhar ou a intensidade da luz pode ser fraca; à medida que a temperatura aumenta, devido à intensificação das vibrações da rede e ao aumento da interação eletroacústica, a intensidade da luminescência do aço pode diminuir; e sob condições de baixa temperatura, a excitação em frequências específicas pode fazer com que o aço exiba diferentes propriedades luminescentes, especialmente em baixas temperaturas, onde pode ser mais fácil observar a luminescência em comprimentos de onda específicos.
Qual é a relação entre a temperatura da cor e a teoria da radiação do corpo negro durante o processo de aquecimento do aço?
A relação entre temperatura de cor e teoria da radiação do corpo negro durante o processo de aquecimento do aço pode ser explicada a partir dos seguintes aspectos:
Definição de temperatura de cor: A temperatura de cor é uma escala que mede a cor de uma fonte de luz e sua unidade é Kelvin. É determinado comparando a cor da fonte de luz com um corpo negro teórico com radiação térmica. A temperatura Kelvin na qual o corpo negro radiante térmico corresponde à cor da fonte de luz é a temperatura de cor dessa fonte.
Teoria da radiação do corpo negro: Um corpo negro é um objeto idealizado que pode absorver toda a energia da radiação que incide sobre ele sem perdas e pode irradiar energia na forma de ondas eletromagnéticas. A lei de Planck descreve a distribuição teórica dos comprimentos de onda na radiação do corpo negro, ou seja, à medida que a temperatura muda, a cor da luz também muda.
A temperatura da cor muda durante o processo de aquecimento do aço: Durante o processo de aquecimento do ferro, o ferro preto fica gradualmente vermelho. Isso ocorre porque à medida que a temperatura aumenta, o corpo negro pode emitir todas as ondas de luz visíveis do espectro, levando à mudança de cor. Este processo é um exemplo da teoria do corpo negro, ilustrando a relação entre a temperatura da cor e as mudanças de temperatura durante o processo de aquecimento de um objeto.
Em aplicações práticas, como selecionamos o material de aço apropriado com base na temperatura da cor?
Em aplicações práticas, a seleção de materiais de aço adequados com base na temperatura de cor requer a consideração de múltiplos fatores. Por exemplo, no projeto de iluminação pública, a escolha de materiais de aço com uma temperatura de cor adequada pode aumentar a eficácia da iluminação rodoviária, tornando as estradas mais seguras e fáceis de navegar. Se o aço utilizado na iluminação pública tiver alta temperatura de cor (tons frios), poderá proporcionar um campo de visão mais claro, mas ao mesmo tempo poderá reduzir o calor do ambiente noturno. Pelo contrário, o aço com baixa temperatura de cor (tons quentes) pode aumentar o calor do ambiente, mas pode afectar a visibilidade.
Além disso, a escolha da temperatura de termoformação é crucial para garantir a qualidade das peças formadas. Diferentes materiais de aço possuem diferentes curvas de propriedades mecânicas de temperatura, o que significa que o estado físico do aço muda durante o processo de aquecimento, afetando sua forma e qualidade finais. Portanto, ao escolher materiais de aço, também é necessário considerar os requisitos de tratamento térmico durante o seu processamento para garantir que o material possa atender às demandas específicas da aplicação sem sacrificar o desempenho.
Ao selecionar materiais de aço adequados com base na temperatura de cor, é importante considerar os efeitos visuais do material, suas propriedades físicas e químicas e os requisitos de tratamento térmico durante seu processamento. Avaliando cuidadosamente esses fatores, pode-se escolher o material de aço que melhor atende aos requisitos específicos da aplicação.
Quais são alguns exemplos específicos do impacto da temperatura da cor do aço no desempenho do produto?
O impacto da temperatura da cor do aço no desempenho do produto reflete-se principalmente nos seguintes aspectos:
1. Processo de tratamento térmico de aço para molde:
A cor do aço do molde não muda em baixas temperaturas, mas quando aquecido a cerca de 600 ℃ e acima, aparece uma leve cor vermelha escura. À medida que a temperatura aumenta, a cor do aço do molde muda gradualmente. Isso mostra que a mudança na temperatura de cor do aço está relacionada à mudança de desempenho durante o processo de tratamento térmico, e a mudança de cor reflete indiretamente as mudanças na estrutura interna e no desempenho do material.
2. Mudanças na resistência e plasticidade do aço:
Um aumento na temperatura leva a uma redução na resistência do aço e a um aumento na deformação. Especialmente perto de 250 ℃, a resistência à tração do aço aumenta, mas a plasticidade e a tenacidade diminuem, enquanto ocorre um fenômeno de fragilidade azul, ou seja, o filme de óxido fica azul. Este fenômeno mostra que a mudança na temperatura de cor do aço em uma temperatura específica (como a mudança de cor do filme de óxido) está intimamente relacionada às mudanças no desempenho mecânico, especialmente as mudanças na resistência à tração, plasticidade e tenacidade.
