نقطه ذوب آلومینیوم - راهنمای نهایی برای متالورژیست ها

آلومینیوم نه تنها بزرگترین فلز موجود روی زمین است، بلکه کاربردهای متعددی در صنایع مختلف دارد.

درک نقطه ذوب آلومینیوم در تصمیم گیری برای کاربرد ایده آل برای آن بسیار مهم است. در اینجا نگاه دقیق تری به نقطه ذوب آلومینیوم داریم.

نقطه ذوب آلومینیوم خالص چیست؟

ابتدا، نقطه ذوب آلومینیوم به نقطه ای اطلاق می شود که در آن از جامد به مایع تبدیل می شود. در خالص ترین شکل، آلومینیوم دارای نقطه ذوب 660 درجه سانتیگراد است که معادل 1220 درجه فارنهایت است.

این نسبت در مقایسه با سایر فلزات مانند مس و فولاد کم است. قابل ذکر است که اکثر کاربردهای آلومینیوم از آن به شکل آلیاژی آن استفاده می کنند.

از این رو عواملی مانند ترکیب آلیاژ در آلومینیوم بر نقطه ذوب آن تأثیر می گذارد. علاوه بر این، از آنجایی که آلومینیوم نقطه ذوب پایین تری دارد، افزودن آن به فلزات دیگر باعث کاهش نقطه ذوب آنها می شود.

عنصر آلومینیوم
عنصر آلومینیوم

نقطه ذوب آلیاژها و گریدهای آلومینیوم

همانطور که قبلا ذکر شد، بیشتر کاربردهای آلومینیوم از شکل آلیاژ آن است. آلیاژهای آلومینیوم از ترکیب آلومینیوم خالص با عناصری مانند روی، آهن، مس، منیزیم و نیکل ساخته می‌شوند.

گفتنی است، آلیاژ آلومینیوم شامل 4 رقم است که اولین آن نشان دهنده خلوص یا نوع آلیاژ است.

رقم دوم تغییرات آلیاژ را مشخص می کند. با این حال، رقم سوم و چهارم بسته به آلیاژ نشانه های متفاوتی دارند.

در سری 1xxx، رقم های سوم و چهارم نشان دهنده خلوص هستند در حالی که در سری های دیگر، نشان دهنده آلیاژهای گروه هستند.

با درک این نکته که در اینجا نقاط ذوب مختلف آلیاژها و گریدهای آلومینیوم وجود دارد.

آلیاژ آلومینیوم و نمراتنقطه ذوب (° C)نقطه ذوب (°F)
1xxx، آلومینیوم خالص6601220
2xxx، آلومینیوم-مس5481018
3xxx، آلومینیوم- منگنز640-6551184-1211
4xxx، آلومینیوم – سیلیکون5771070
5xxx، آلومینیوم-منیزیم605-6501121-1202
6xxx، آلومینیوم-منیزیم-سیلیکون580-6501076-1202
7xxx، آلومینیوم-روی475-635887-1175

 

نقطه ذوب آلیاژهای آلومینیوم
نقطه ذوب آلیاژهای آلومینیوم

عوامل موثر بر دمای ذوب آلومینیوم

نقطه ذوب آلومینیوم هرگز ثابت نیست و می تواند توسط عوامل مختلفی تغییر یابد، مانند:

· ناخالصی ها

ناخالصی ها معمولاً تأثیرات قابل توجهی بر نقطه ذوب آلومینیوم و فلزات به طور کلی دارند. ناخالصی ها نقطه ذوب آلومینیوم را کاهش می دهند زیرا در آرایش مولکول ها اختلال ایجاد می کنند. به این ترتیب، تغییر از حالت جامد به مایع برای آن آسان تر می شود.

این توضیح می دهد که چرا افزودن آلیاژ در آلومینیوم خالص نقطه ذوب آلومینیوم را کاهش می دهد. در غیر این صورت می توانید به این فرآیند به عنوان فرورفتگی نقطه ذوب اشاره کنید.

· فشار

به طور معمول، هر چه فشار بیشتر باشد، نقطه ذوب بالاتر است. این به این دلیل است که برای گرم کردن آلومینیوم برای رسیدن به نقطه ذوب به انرژی بیشتری نیاز است.

· نیروی جاذبه

نیروی جذب بیشتر منجر به نقطه ذوب آلومینیوم بالاتر می شود. به دلیل پیوندهای قطبی قوی در آلومینیوم، نوسانات کاهش می یابد، اما هم در چگالی و هم در نقطه ذوب افزایش می یابد.

· ترکیب مولکولی

همانطور که قبلا ذکر شد، آلومینیوم دارای پیوندهای قوی است. به این معنی که برای شکستن پیوندهای کووالانسی قوی به انرژی بیشتری نیاز دارد و این به نوبه خود نقطه ذوب آن را افزایش می دهد.

· وزن مولکولی

هر چه وزن مولکولی بالاتر باشد نقطه ذوب بالاتر است و بالعکس. مولکول های بزرگ فضای بزرگ تری برای برهم کنش های بین مولکولی ایجاد می کنند. این منجر به افزایش نیروی جاذبه بین مولکول ها و نقطه ذوب می شود. از این رو، این توضیح می دهد که چرا نقطه ذوب آلومینیوم با افزایش اندازه مولکول افزایش می یابد.

· ترکیب آلیاژ

عناصر آلیاژی به شدت بر نقطه ذوب آلیاژهای آلومینیوم تأثیر می گذارد به این معنا که آنها دارای نقاط ذوب متفاوتی هستند. برخی از آلیاژهای اضافه شده به آلومینیوم خالص عبارتند از روی، مس سیلیکون و منیزیم.

قابل ذکر است که افزودن عناصر آلیاژی به آلومینیوم خالص می تواند برخی از خواص آلیاژها را تغییر دهد.

به یاد داشته باشید که عناصر آلیاژی می توانند استحکام و سختی آلیاژ را افزایش دهند. به عنوان مثال آلیاژ آلومینیوم را در نظر بگیرید که حاوی مقدار زیادی مس است. در این حالت نقطه ذوب کاهش می یابد در حالی که استحکام آلیاژ افزایش می یابد.

مقایسه نقطه ذوب آلومینیوم با سایر فلزات

به طور کلی، نقطه ذوب آلومینیوم در مقایسه با چندین فلز دیگر مانند مس و آهن کمتر است.

افزودن برخی از عناصر در جدول زیر می تواند نقطه ذوب آلومینیوم را افزایش یا کاهش دهد.

جدول زیر مقایسه نقطه ذوب آلومینیوم با سایر فلزات رایج را نشان می دهد.

فلز نقطه ذوب (درجه سانتیگراد)نقطه ذوب (°F)
آلومینیوم6601220
نقطه ذوب برنج9301710
نقطه ذوب مس10841938
نقطه ذوب چدن12042200
نقطه ذوب فولاد ضد زنگ1375-15302500-2785
نقطه ذوب پتاسیم63.3146
نقطه ذوب سدیم97.83208
نقطه ذوب روی420787
نقطه ذوب تنگستن34006152
نقطه ذوب نیکل14532647
نقطه ذوب منیزیم6701240
نقطه ذوب منگنز12602300
نقطه ذوب برنز9131675
نقطه ذوب کروم18601983
نقطه ذوب سرب328622
نقطه ذوب فولاد کربنی1425-15402597-2800
نقطه ذوب تیتانیوم16703038
نقطه ذوب طلا10631945
نقطه ذوب نقره9611762
نقطه ذوب کروم18603380
نقطه ذوب قلع232450
نقطه ذوب کربن36006512
نقطه ذوب سیلیکون14202588

 

بهترین راه برای ذوب آلومینیوم

بهترین و رایج ترین روش ذوب آلومینیوم استفاده از کوره است. در حالت ایده آل، از یک بوته فولادی برای نگهداری آلومینیوم در کوره در حین گرم شدن استفاده می شود.

آلومینیوم کوره های ذوب
آلومینیوم کوره های ذوب

ابتدا بنیانگذار خود را در مکانی امن و پایدار قرار دهید. این می تواند روی پایه فلزی، ماسه، زمین برهنه یا حتی شن باشد. هدف این است که از هرگونه سطحی که ممکن است در اثر ریختن آلومینیوم داغ آسیب ببیند، جلوگیری شود.

بعد، بوته خود را در داخل ریخته گری قرار دهید. اگر کارخانه ریخته گری شما از زغال چوب استفاده می کند، حتماً مقداری زغال در زیر و اطراف بوته خود پر کنید و مطمئن شوید که همه فضاها پوشیده شده است. خواه از ریخته گری با سوخت پروپان یا ریخته گری با سوخت زغال چوب استفاده می کنید، مشعل پروپان یا لوله دمنده را به ریخته گری ثابت کنید.

سپس ریخته گری را روشن کنید و بگذارید چند دقیقه (ترجیحا 10 دقیقه) گرم شود. بوته باید نارنجی شود تا بدانید که ریخته گری به اندازه کافی داغ است.

در نهایت، می توانید آلومینیوم خود را در داخل بوته قرار دهید تا فرآیند ذوب آغاز شود.

برخی از ابزارهای مهمی که برای این فرآیند ذوب آلومینیوم نیاز دارید عبارتند از:

  • انبر قلاب و گریل برای جابجایی بوته
  • قلاب چوپان
  • چوب تفاله
  • انبردست قابل تنظیم

چرا آگاهی از دمای ذوب آلومینیوم حیاتی است؟

درک دمای ذوب آلومینیوم در تعیین ناخالصی های موجود مهم است.

همچنین در مواردی که فلز قابل شناسایی نباشد می توان از نقطه ذوب آلومینیوم برای شناسایی آن استفاده کرد. به عبارت ساده تر، نقطه ذوب را می توان با دمای ذوب سایر فلزات مقایسه کرد تا مشخص شود که آیا آلومینیوم است یا خیر.

فراموش نکنید که محدوده دمای ذوب نیز برای ارزیابی خلوص آلومینیوم استفاده می شود. هر چه محدوده ذوب بیشتر باشد خلوص کمتر است و بالعکس.

این یکی از داده های مفید در ساخت محصولات آلومینیومی است.

آلومینیوم مذاب
آلومینیوم مذاب

کاربرد آلومینیوم بر اساس دمای ذوب

آلومینیوم بزرگترین فلز روی زمین است و کاربردهای آن نیز همینطور است.

کاربرد وسیعی در صنایع مختلف دارد و برخی از کاربردهای آن به دمای ذوب آن بستگی دارد.

به خاطر داشته باشید که اکثر کاربردهای آلومینیوم از آلیاژهای آلومینیوم استفاده می کنند که بر نقطه ذوب آن تأثیر می گذارد. به این ترتیب، آلیاژهای مختلف برای کاربردهای خاص به خوبی مناسب هستند، همانطور که در زیر نشان داده شده است.

 

آلیاژهاینقطه ذوب (درجه سانتیگراد)نقطه ذوب (°F)اپلیکیشن‌ها
2024500-636935-1180قطعات هواپیما، کاربردهای ساختاری قوی، سیلندر، چرخ دنده و شفت، پیستون
3003640-6561190-1211مبدل های حرارتی، لوله ها، کابینت ها، دستگاه های شیمیایی، قطعات تریلر، قطعات کامیون، مخازن سوخت
5052605-6511125-1201تجهیزات دریایی، لوله های هیدرولیک، مخازن تحت فشار، لوازم جانبی نرده، لوازم خانگی
6061580-6501080-1204مصالح ساختمانی، لوله، قطعات خودرو، واگن های راه آهن، مبلمان و قاب دوچرخه
7075475-635890-1175قطعات هواپیما (بال و بدنه)، چرخ دنده های حلزونی، اجزای موشک، چرخ دنده ها و شفت ها

 

بدنه خودرو آلومینیومی
بدنه خودرو آلومینیومی

نتیجه

به طور خلاصه، از آنجایی که آلومینیوم بزرگترین فلز موجود روی زمین است، بیشتر کاربردهای آن از شکل آلیاژی آن استفاده می کنند.

این آلیاژها دارای نقاط ذوب متفاوتی بر اساس عنصر آلیاژی هستند و بنابراین بر کاربردهای آلومینیوم تأثیر می‌گذارند. بنابراین، درک دقیق نقطه ذوب آلیاژ آلومینیومی که استفاده می کنید و سازگاری آن با کاربرد مورد نظر شما بسیار مهم است.

منابع بیشتر:

نقطه ذوب طلا – منبع: HM

نقطه ذوب فلزات – منبع: سوپرمارکت فلزی

نقطه ذوب تیتانیوم – منبع: HM

نقطه ذوب فلزات – منبع: آنلاین فلزات

نقطه ذوب نقره – منبع: HM

دمای ذوب آلومینیوم – منبع: Kloeckner

نقطه ذوب برنج – منبع: HM

نقطه ذوب مس – منبع HM

تنظیمات برگزیده کوکی ها را به روز کنید
رفته به بالا