ما هي درجة انصهار الألومنيوم؟

يذوب الألومنيوم، ولكن كيف بالضبط؟ كنت أعتقد أن جميع المعادن تنصهر بنفس الطريقة. ثم وجدت أن السبائك تغير كل شيء.

يذوب الألومنيوم النقي عند حوالي 660 درجة مئوية (1220 درجة فهرنهايت)، لكن هذه القيمة تتغير عند خلطه بالسبائك. إليك كيف ولماذا يحدث ذلك.

سترى ليس فقط الرقم، ولكن أيضًا المنطق وراء سبب ذوبان الألومنيوم بالطريقة التي يذوب بها.

ما هي درجة حرارة انصهار الألومنيوم؟

كنت أعتقد أن الألومنيوم له نقطة انصهار واحدة. لكن مصادر مختلفة أعطتني أرقاماً مختلفة قليلاً. وهذا ما جعلني أشعر بالفضول.

وتبلغ درجة حرارة انصهار الألومنيوم النقي 660.32 درجة مئوية أو حوالي 1220.6 درجة فهرنهايت.

هذه القيمة متسقة عبر المصادر الهندسية والمعدنية. الدقة -660.32 درجة مئوية- مأخوذة من الاختبارات المعملية في ظروف مضبوطة. في الاستخدام اليومي، أقوم بتقريبها إلى 660 درجة مئوية للتبسيط.

عندما أعمل مع الألومنيوم، يساعدني هذا الرقم في توجيه كيفية صهره أو تشكيله أو صبّه. ولكن هذا فقط للألومنيوم النقي. بمجرد خلط معادن أخرى، تتغير الأمور.

لماذا يذوب الألومنيوم عند درجة الحرارة هذه

الألومنيوم عنصر فلزي ذو روابط ذرية قوية. وهو ينتمي إلى المجموعة 13 في الجدول الدوري. الروابط الفلزية في الألومنيوم مستقرة حتى 660 درجة مئوية. وبمجرد توفير طاقة حرارية كافية للتغلب على هذه الروابط، يتحول الألومنيوم من مادة صلبة إلى سائل.

هذا السلوك يجعل الألومنيوم مفيدًا في التصنيع - ساخنًا بما يكفي لتشكيله، ولكن ليس ساخنًا لدرجة أن المعدات الأساسية لا تستطيع التعامل معه.

ملخص درجة الانصهار

كيف تغير السبائك درجة انصهار الألومنيوم؟

لطالما اعتقدت أن درجات الانصهار ثابتة. ولكن بعد ذلك رأيت سبائك الألومنيوم التي تنصهر عند درجات حرارة أقل أو أعلى. وقد حيرني ذلك.

وتؤدي إضافة عناصر أخرى مثل النحاس أو المغنيسيوم إلى تغيير سلوك انصهار الألومنيوم، مما يجعله ينصهر على نطاق بدلاً من نقطة واحدة.

تُدخل السبائك تراكيب ذرية وقوة روابط مختلفة. يؤدي ذلك إلى تعطيل شبكة الألومنيوم العادية. ونتيجة لذلك، تنصهر سبائك الألومنيوم على درجتي حرارة:

• سوليدوس:: النقطة التي يبدأ عندها يبدأ الذوبان
• ليكويدوس:: النقطة التي تصبح فيها المادة سائلة بالكامل

وبين هاتين الدرجتين، تكون السبيكة في حالة "طرية" أو منصهرة جزئيًا. وهذا أمر مهم في عمليات مثل الصب أو البثق.

عناصر السبائك الشائعة وتأثيراتها

يغير كل عنصر من هذه العناصر شكل انصهار الألومنيوم. على سبيل المثال، قد تؤدي إضافة النحاس إلى انخفاض درجة الصلابة إلى 500 درجة مئوية، ولكن قد تظل درجة انصهار السائل 600 درجة مئوية أو أكثر.

مثال على ذلك: ألومنيوم 6061

يحتوي الألومنيوم 6061 على المغنيسيوم والسيليكون. نطاق انصهاره هو:

• سوليدوس: 582°C
• ليكويدوس: 652°C

أي 78 درجة مئوية من الحالة شبه السائلة. أثناء التصنيع، يساعد ذلك على ملء القوالب أو الأشكال المعقدة.

ما هو مدى انصهار الألومنيوم النقي؟

كنت أعتقد أن نطاق الانصهار ينطبق فقط على السبائك. ثم سمعت بعض الأشخاص يذكرون نطاقًا حتى على المعادن النقية.

تبلغ درجة انصهار الألومنيوم النقي درجة انصهار حادة عند 660.32 درجة مئوية، مما يعني أنه يتحول مباشرة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة.

على عكس السبائك، لا ينصهر الألومنيوم النقي تدريجيًا. فبمجرد أن تصل درجة الحرارة إلى 660.32 درجة مئوية، يصبح الهيكل بأكمله سائلاً على الفور تقريباً تحت الضغط العادي. لا يوجد "نطاق ذوبان".

درجة الانصهار الحادة هذه هي السبب في أن الألومنيوم النقي يتصرف بشكل متوقع في التجارب المعملية. وهو مفيد في التطبيقات التي تتطلب الدقة، مثل الإلكترونيات أو إنتاج الرقائق المعدنية.

لماذا لا يوجد نطاق؟

في الألومنيوم النقي، تكون جميع الذرات متماثلة وتشكل شبكة منتظمة. وعند تسخينها، تتكسر هذه الشبكة بشكل منتظم عند درجة حرارة واحدة. ولهذا السبب لا تظهر أي منطقة طرية.

وعلى النقيض من ذلك، تحتوي السبائك على ذرات مختلفة تذوب كل منها بشكل مختلف. وهذا يسبب انتقالات تدريجية.

جدول مقارنة درجات الحرارة

عند أي درجة حرارة تذوب سبائك الألومنيوم؟

أتذكر أنني كنت أنظر إلى أوراق البيانات وأرى رقمين بدلاً من رقم واحد. أربكني ذلك في البداية.

تنصهر سبائك الألومنيوم بين 500 درجة مئوية و670 درجة مئوية اعتمادًا على تركيبها، مما يشكل نطاق انصهار بين الصلابة والسيلان.

دعني أوضح ذلك بالأرقام الحقيقية:

أمثلة على السبائك

تختلف هذه الأرقام كثيرًا. أتحقق دائمًا من بيانات الشركة المصنعة عند اللحام أو التشكيل أو الصب. يمكن أن تؤدي درجة الحرارة الخاطئة إلى تدمير الهيكل أو تقليل القوة.

ما أهمية ذلك

• الصب: يحتاج إلى درجة حرارة دقيقة لملء القوالب ولكن مع تجنب عيوب الحبوب
• البثق: الطور شبه الصلب يحسن التدفق والبنية
• اللحام: تؤثر تركيبة السبيكة على معدن الحشو ومنطقة الحرارة

بعض السبائك مصممة للحصول على درجات انصهار أقل لتقليل استخدام الطاقة. ويحتاج البعض الآخر إلى سائل أعلى للحفاظ على الأداء تحت الحرارة.

الخاتمة

تبدو درجة انصهار الألومنيوم بسيطة في البداية -660 درجة مئوية. ولكن عندما تدخل السبائك في اللعب، يتغير سلوك الانصهار. تغير السبائك درجة الحرارة وتخلق نطاق انصهار. سواء كانت 500 درجة مئوية أو 670 درجة مئوية تعتمد على المزيج. تتيح لي معرفة الفرق تشكيل ولحام ومعالجة الألومنيوم بأمان وفعالية أكبر.