نقطه ذوب فلزات و آلیاژهای مهندسی رایج
دسترسی سریع به محتوای مقاله
فلزات به دلیل توانایی آنها در تحمل شرایط سخت محبوب هستند و به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. حفظ دمای بالا یکی از این توانایی هاست. کوره‌ها، نازل‌های احتراق، ماشین‌آلات پرسرعت، موتورهای احتراقی، موتورهای جت و سیستم‌های اگزوز به طور مداوم در دمای بالا کار می‌کنند که می‌تواند باعث ذوب برخی مواد شود. از این رو، دمای ذوب فلزات یک معیار انتخاب در هنگام انتخاب مواد برای کاربردهای با دمای بالا است. بنابراین، دمای ذوب فلزات باید قبل از استفاده در یک کاربرد خاص مشخص باشد. در این مقاله به بررسی دمای ذوب فلزات و آلیاژهای مختلف در قالب جدول نقطه ذوب فلزات خواهیم پرداخت.
نقطه ذوب فلزات
نقطه ذوب فلزات [دمای ذوب فلزات] مهم و پرکاربرد مهندسی به شرح زیر است:
- نقطه ذوب آهن 1538 درجه سانتی گراد
- نقطه ذوب مس 1084 درجه سانتی گراد
- نقطه ذوب آلومینیوم 660 درجه سانتی گراد
- نقطه ذوب نیکل 1453 درجه سانتی گراد
- نقطه ذوب روی 419.5 درجه سانتی گراد
- نقطه ذوب تیتانیم 1670 درجه سانتی گراد
- نقطه ذوب کروم 1860 درجه سانتی گراد
- نقطه ذوب کبالت 1495 درجه سانتی گراد
- نقطه ذوب طلا 1063 درجه سانتی گراد
- نقطه ذوب نقره 961 درجه سانتی گراد
- نقطه ذوب تنگستن 3400 درجه سانتی گراد
- نقطه ذوب سیلیسیم 1411 درجه سانتی گراد
- نقطه ذوب قلع 232 درجه سانتی گراد
- نقطه ذوب پلاتین 1770 درجه سانتی گراد
- نقطه ذوب سرب 327.5 درجه سانتی گراد
- نقطه ذوب منیزیم 650 درجه سانتی گراد
- نقطه ذوب منگنز 1244 درجه سانتی گراد
- نقطه ذوب مولیبدن 2620 درجه سانتی گراد
- نقطه ذوب نیوبیوم 2470 درجه سانتی گراد
دلیل اهمیت نقطه ذوب فلزات
دمای ذوب فلزات یکی از مهم ترین فاکتورها در طراحی، ساخت و دامنه کاربردی قطعات مختلف برای صنایع گوناگون است. به عنوان مثال، در صنعت ریخته گری محصول نهایی با ذوب فلز و ریختن آن فلز مایع در قالب هایی با شکل های مختلف ساخته می شود. بنابراین، دمای ذوب آن فلزات یک فاکتور بسیار مهم در انتخاب انواع کوره ذوب فلزات و نیز ساختن قطعات به روش ریخته گری است. هم چنین، دمای ذوب فلزات و آلیاژها یک پارامتر مهم برای اصلاحات فلزی، تولید آلیاژهای جدید و غیره در صنایع متالورژی است.
عملیات حرارتی فلزات و آلیاژها نیز به اطلاعاتی در مورد دمای ذوب آن ماده نیاز دارد تا قطعات به هنگام حرارت دهی برای اصلاحات ریزساختاری یا سختکاری، ذوب نشوند. ضمن اینکه، در کاربردهای دمای بالا باید از فلزات با نقطه ذوب بالا استفاده شود. بنابراین انتخاب مواد به اطلاعات مربوط به دمای نقطه ذوب نیز نیاز دارد. هم چنین، یکی دیگر از زمینه هایی که نقطعه ذوب فلزات در آن بسیار اهمیت دارد جوشکاری و لحیم کاری فلزات است. چراکه جوشکاری ذوبی شامل اتصال قطعات فلزی در حالت مذاب آنها به یکدیگر می شود.
جدول نقطه ذوب فلزات
نقطه ذوب فلز به عنوان پایین ترین دمای فلز تعریف می شود که در آن فلز شروع به تبدیل از فاز جامد به فاز مایع می کند. در نقطه ذوب، فاز جامد و مایع در تعادل با یکدیگر هستند. به طوری که در آن دما فازهای جامد و مذاب برای مدت بسیار کوتاهی هر دو در کنار هم ظاهر می شوند.
بنا به دلایل یادشده در بالا، لازم است تا از دمای ذوب فلزات و آلیاژهای مهم و پرکاربرد اطلاع داشته باشیم. بنابراین، نیاز به یک منبع استاندارد و معتبر است تا در یک زمان کوتاه بتوان به دمای ذوب فلزات مختلف و ترکیبات آنها دسترسی پیدا کرد. این منبع همان جدول نقطه ذوب فلزات و آلیاژها است که در ادامه آورده شده است.
فرمول تبدیل فارنهایت به سانتیگراد
یکی از اصلی‌ترین دغدغه‌های کسانی که با فلزات سروکار دارند، درج شدن دمای ذوب فلزات به‌صورت فارنهایت در مستندات و برخی استاندارها است و افراد به دنبال تبدیل فارنهایت به سانتیگراد هستند. فرمول تبدیل فارنهایت به سانتیگراد به شرح زیر است:
C = (F - 32) ÷ 1.8
به‌عنوان‌مثال، دمای ذوب آلومینیوم که برابر 1220 درجه فارنهایت است، در مقیاس سلسیوس یا سانتیگراد برابر 660 است.
فرمول تبدیل سانتیگراد به فارنهایت
همان‌طور که در بالا به آن اشاره شد، واحدهای دمایی مختلفی برای بیان دمای ذوب و تبخیر فلزات مورداستفاده قرار می‌گیرد که رایج‌ترین آنها سانتیگراد، کلوین و فارنهایت هستند. اما تبدیل سانتیگراد به فارنهایت از دشواری بیشتری برخوردار است. برای تبدیل سانتیگراد به فارنهایت به‌صورت زیر عمل کنید:
F = (C × 1.8) + 32
دمای ذوب فلزات مهم
فلزات و آلیاژها تنوع بسیار زیادی داشته اما آن دسته از فلزات و آلیاژهایی که بیشتر برای ساخت قطعات استفاده می شوند و متداول تر هستند به فلزات مهندسی معروف اند که عبارت اند از فولاد (در انواع دسته ها)، آلومینیوم، نیکل، مس و تیتانیوم. در ادامه به دمای ذوب فلزات مهندسی رایج و آلیاژهای آنها اشاره می شود.
نقطه ذوب آهن
نقطه ذوب آهن 1538 درجه سانتی گراد است. افزودن عناصر آلیاژی به آهن می تواند نقطه ذوب آن را دچار تغییر کند و به همین دلیل نقطه ذوب آهن و فولاد و سایر مشتقات آهن تفاوت دارد. نقطه ذوب آهن یکی از پارامترهای مهم در کاربرد گریدهای مختلف این محصول بشمار می‌رود و معمولا در قیمت آهن آلات در گریدهای مختلف تاثیر میگذارد.
نقطه ذوب فولاد
نقطه ذوب فولاد به نوع فولاد بستگی دارد. این آلیاژ حاوی عناصر آلیاژی دیگر است که به منظور بهبود مقاومت در برابر خوردگی، سهولت ساخت و استحکام به آن اضافه می شوند. بسته به وجود و درصد عناصر آلیاژی، نقطه ذوب فولاد متفاوت است. بر اساس مقدار و درصد عناصر آلیاژی افزوده شده به فولاد، انواع مختلفی از فولادها تحت عنوان فولادهای کربنی، آلیاژی، ضد زنگ و فولاد ابزار ساخته می شوند که هر یک دمای ذوب متفاوتی دارند.
نقطه ذوب فولاد کربنی
فولاد کم کربن حاوی 0.05 تا 0.15 درصد وزنی کربن، تا 0.6 درصد مس، تا 1.65 درصد منگنز و تا 0.6 درصد سیلیسم است. نقطه ذوب فولاد کم کربن 1410 درجه سانتیگراد (2570 درجه فارنهایت) است. فولاد پر کربن نیز حاوی 0.3 تا 1.7 درصد وزنی کربن بوده و دارای نقطه ذوب بین 1425-1540 درجه سانتیگراد (2600-2800 درجه فارنهایت) است.
نقطه ذوب فولادهای آلیاژی
فولادهای آلیاژی حاوی 1 تا 50 درصد وزنی عنصر آلیاژی به عنوان فولاد آلیاژی شناخته می شوند. دو گروه از فولادهای آلیاژی وجود دارد که شامل فولادهای کم آلیاژ و فولادهای پر آلیاژ می شوند. نقطه ذوب فولاد کم آلیاژ 1432 درجه سانتیگراد (2610 درجه فارنهایت) و نقطه ذوب فولاد پر آلیاژ 1415 درجه سانتیگراد (2600 درجه فارنهایت) است.
نقطه ذوب فولادهای ابزار
سخت ترین فولادها، فولادهای ابزار مانند فولاد فنر هستند که شامل 0.7 تا 1.4 درصد وزنی کربن و منگنز، کروم، نیکل، تنگستن، مولیبدن، فسفر و گوگرد به نسبت های مختلف به عنوان عناصر آلیاژی می شوند. نقطه ذوب فولاد ابزار در محدوده 1400 تا 1425 درجه سانتیگراد (2550 تا 2600 درجه فارنهایت) متغیر است.
نقطه ذوب استیل
نقطه ذوب فولاد ضد زنگ حاوی 10.5 تا 11 درصد وزنی کروم، 1510 درجه سانتیگراد (2750 درجه فارنهایت) است. نقطه ذوب فولاد استیل 304 بین 1400-1450 درجه سانتیگراد و نقطه ذوب استیل 316 بین 1375-1400 درجه سانتیگراد است. نقطه ذوب سایر گریدهای پرکاربرد فولاد ضد زنگ عبارت است از:
- نقطه ذوب استیل 430 بین 1425 تا 1510 سانتی گراد.
- نقطه ذوب استیل 420 بین 1450 تا 1510 سانتی گراد.
- نقطه ذوب استیل 410 بین 1480 تا 1530 سانتی گراد.
نقطه ذوب آلومینیوم
در بین آلیاژهای مهندسی، آلومینیوم پس از فولاد پرمصرف ترین فلز است. این امر به دلیل چگالی پایین آن و نیز دمای پایین ذوب به منظور شکل دهی است. آلومینیوم فلز سبکی است که مقاومت به خوردگی مطلوبی دارد و به همین دلیل در صنایع مختلف از خودروسازی گرقته تا ساخت در و پنجره، صنایع هوافضا و غیره مورد استفاده قرار می گیرد. نقطه ذوب آلومینیوم 660 درجه سانتی گراد است.
نقطه ذوب نیکل
نقطه ذوب نیکل 1453 درجه سانتی گراد است که این به معنای قابلیت استفاده از این فلز برای کاربردهای دمابالا است. ضمن اینکه، نیکل به صورت عنصر آلیاژی در فولاد، مقاومت دماپایین فولاد را نیز بهبود می بخشد. پوشش های نیکل یکی از رایج ترین پوشش ها برای اعمال بر روی قطعات مورد استفاده در دمای بالا هستند.
نقطه ذوب مس
دمای ذوب مس 1084 درجه سانتی گراد است و این امر در کنار رسانایی الکتریکی و حرارتی عالی این فلز، یکی از نقاط قوت و عوامل موثر در کاربردهای فراوان این فلز است. در کاربردهایی که به رسانایی الکتریکی در دمای بالا نیاز باشد، می توان از این فلز به صورت های مختلف، مخصوصا در حالت پوشش داده شده، استفاده کرد.
نقطه ذوب برنج
برنج آلیاژی از مس و روی است که بر اساس مقدار و درصد این عناصر آلیاژی خود به انواع مختلفی تقسیم می شود. دو نمونه رایج از آلیاژ برنج موجود در بازار برنج قرمز و برنج زرد هستند. نقطه ذوب برنج قرمز 1000 درجه سانتی گراد و نقطه ذوب برنج زرد 930 درجه سانتی گراد است.
نقطه ذوب برنز
یکی دیگر از آلیاژهای پایه مس، برنز است که عناصر آلیاژی اصلی آن مس و قلع هستند. نقطه ذوب برنز 913 درجه سانتی گراد است. این آلیاژ خواص حرارتی ضعیف تر از مس خالص اما خواص مکانیکی تقویت شده ای دارد. با تفاوت برنج و برنز و مس بیشتر آشنا شوید.
سوالات متداول
1- نقطه ذوب آهن چند است؟
دمای ذوب آهن 1538 درجه سانتی گراد است.
2- دمای ذوب مس چند است؟
دمای ذوب مس 1084 درجه سانتی گراد است
3- دمای ذوب آلومینیوم چند است؟
نقطه ذوب آلومینیوم 660 درجه سانتی گراد است.