نقطه ذوب فلزات

زمان مطالعه: 4 دقیقه

به طور کلی تمام فلزات، مقاومت‌ بسیار زیادی در برابر فشارهای شدید و حرارت بالا دارند. تحمل بار سنگین، ضربات متعدد، محیط های حرارتی و… از جمله خواص و قابلیت های بسیاری از فلزات به خصوص فولاد هستند. کوره‌ها، ماشین‌های احتراقی، موتورهای جت، نازل‌های قابل اشتعال و سیستم‌های تخلیه، همواره در معرض دماهای بالا قرار دارند که این امر می‌تواند به ذوب شدن انواع خاصی از فلزات منجر شود.

زمانی که موضوع انتخاب یک فلز برای مصارف با دمای بالا پیش می آید، نقاط حرارتی گوناگونی باید مورد بررسی قرار گیرند که یکی از مهم ترین آنها دمای ذوب فلز است. در این دانشنامه از اصفهان آهن قصد داریم به بررسی دمای ذوب فلزات و نقطه جوش هر کدام بپردازیم.

منظور از نقطه ذوب فلز چیست؟

دما یا درجه ذوب فلزات، دمایی است که در آن، فلز از حالت جامد به حالت مایع تغییر پیدا می کند. در دمای ذوب، فرم جامد و مایع فلز در حالت تعادل هستند و به یک نسبت مشخص تبدیل می شوند. تا زمانی که حرارت به فلز اعمال ‌شود، دمای آن تا رسیدن به نقطه‌ ذوب نیز افزایش پیدا می کند.

حرارت دهی بیشتر به فلز، موجب تبدیل فرم جامد به مایع می شود. فراموش نکنید که این تغییر حالت به هیچ عنوان موجب تغییر در ترکیبات و ساختار شیمیایی آن نخواهد شد؛ بلکه تنها فرم فیزیکی فلز را تغییر می دهد.

انتخاب فلز مناسب، همانقدر که به ویژگی‌های مکانیکی آن بستگی دارد، به ظرافت‌های ظاهری نیز وابسته است. به همین علت، فلزات برای رسیدن به ظاهر مطلوب باید پرداخت شوند. روش‌های فراوانی برای پرداخت فلزات وجود دارد، اما قبل از انتخاب روش مناسب، باید ملاحظات خاصی را در نظر گرفت.

اهمیت دمای ذوب فلزات

ممکن است برای شما هم این سوال پیش بیاید که چرا توجه به دمای ذوب فلزات مهم است؟ طی فرآیندهای مرتبط با فلز، به دلیل تفاوت در ترکیبات و ساختار هر کدام، توجه به دمای لازم برای ذوب شدن بسیار مهم است.

فرض کنید زمانی که دمای ذوب فلز مس 1084 درجه سانتی گراد است، شما تا دمای 1700 درجه آن را حرارت دهید! مسلما این حرارت بسیار بالا موجب از بین رفتن فلز مس خواهد شد. از مهم ترین دلایل دانستن دمای ذوب فلزات، می ‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

 از‌هم‌گسیختگی اجزای فلز هنگام رسیدن به دمای ذوب

زمانی که فلز به دمای ذوب خود ‌رسید، دیگر قادر نخواهد بود هدف خود را در سیستم به انجام رساند. برای مثال اگر ترکیبات موثر در عملکرد یک کوره، شروع به ذوب شدن کنند، این کوره دیگر قادر نخواهد بود که مانند گذشته به عملکرد خود ادامه دهد. اگر نازل سوخت یک موتور جت ذوب شود، روزنه های موتور مسدود می ‌شوند و این موضوع، باعث از کار افتادن موتور خواهد شد. با توجه به این اصل که گسیختگی در فلزات قبل از ذوب شدن رخ می دهد، توجه به تاثیر هر دما در این روند بسیار حائز اهمیت است.

شکل پذیری فلزات در حالت مایع

فلزات در حالت مایع به بیشترین حد شکل ‌پذیری خود می رسند. در واقع به همین دلیل فلزات را برای اهداف صنعتی متفاوت، به دمای ذوب می ‌رسانند. برای انجام فرآیندهای گُدازگری، جوش کاری ذوبی و ریخته گری فلزات باید در حالت مایع باشند.

انجام عملیات حرارتی موجب تغییر خواص الکتریکی، مغناطیسی و ساختاری فلزات می شود. همان طور که فلزات کاربرد متفاوتی دارند، محیط های متنوع نیز، ویژگی ‌های مختلفی می‌طلبند. عملیات حرارتی فلزات با در نظر گرفتن دمای ذوب و جوش آنها انجام می شود؛ بنابراین باید بدانید که بیشترین دمای کاری مش های فلزی چقدر است.

نقطه‌ ذوب فلزات رایج

نام فلز	دمای ذوب فلز
مس	(1084°C (1983°F
طلا	(1063°C (1945°F
اینکونل	(1390-1425°C (2540-2600°F
چدن	(1204°C (2200°F
سرب	(328°C (622°F
مولیبدن	(2620°C (4748°F
نیکل	(1453°C (2647°F
پلاتین	(1770°C (3218°F
نقره	(961°C (1762°F
فولاد کربنی	(1425-1540°C (2597-2800°F
فولاد ضد زنگ	(1375 – 1530°C (2500-2785°F
تیتانیوم	(1670°C (3038°F
تنگستن	(3400°C (6152°F
روی	(420°C (787°F
آلومینیوم	(660°C (1220°F
برنج	(930°C (1710°F
آلومینیوم برنز	(1027-1038°C (1881-1900°F
کروم	(1860°C (3380°

با توجه به مطالب گفته شده، کسب اطلاع از نقطه ذوب فلزات در انجام فرایندهای صنعتی نکته مهم و بسیار حائز اهمیت است. برای مثال، یک مشعل جوشکاری باید بتواند حرارت تولید‌ شده از قوس الکتریکی را تحمل کند و تجهیزات ریخته گری مثل قالب ها باید دمای ذوب بالاتری نسبت به فلز تحت فرآیند ریخته ‌گری داشته باشند.

آلیاژهای فلزی از چندین عنصر ساخته شده اند؛ بنابراین دمای ذوب آلیاژ به صورت دامنه ‌ای از دماهای مختلف با ترکیبات متنوع است.

منظور از نقطه ذوب فلزات چیست؟

منظور دمایی است که در آن فلز، شروع به تغییر شکل از حالت جامد به حالت مایع می کند.

چه عواملی در نقطه ذوب فلزات تاثیرگذارند؟

ترکیبات شیمیایی می‌توانند نقطه ذوب فلزات را افزایش یا کاهش دهد. همچنین ساختار متالوژیکی در افزایش و کاهش نقطه ذوب موثر است.

چرا نقطه ذوب فلزات اهمیت دارد؟

موفقیت عملیات ذوب و قالب گیری بستگی به انتخاب دمای مناسب دارد؛ بنا براین دمای ذوب فلزات اهمیت بسیار زیادی دارد.