Jaký je bod tání hliníku?

Hliník se taví, ale jak přesně? Dříve jsem si myslel, že všechny kovy tají stejně. Pak jsem zjistil, že slitiny všechno mění.

Čistý hliník se taví při teplotě přibližně 1220 °F (660 °C), ale při legování se tato hodnota mění. Zde se dozvíte, jak a proč k tomu dochází.

Uvidíte nejen číslo, ale také logiku, proč se hliník taví tak, jak se taví.

Jaká je teplota tání hliníku?

Kdysi jsem věřil, že hliník má jediný bod tání. Různé zdroje mi však poskytly trochu jiná čísla. To ve mně vzbudilo zvědavost.

Teplota tání čistého hliníku je 660,32 °C nebo přibližně 1220,6 °F.

Tato hodnota je konzistentní ve všech technických a metalurgických zdrojích. Přesnost - 660,32 °C - pochází z laboratorních zkoušek za kontrolovaných podmínek. Při každodenním používání ji pro zjednodušení zaokrouhlím na 660 °C.

Když pracuji s hliníkem, pomáhá mi toto číslo řídit způsob jeho tavení, tvarování nebo odlévání. Ale to platí jen pro čistý hliník. Po přimíchání dalších kovů se situace mění.

Proč se hliník taví při této teplotě

Hliník je kovový prvek se silnými atomovými vazbami. V periodické tabulce prvků patří do 13. skupiny. Kovové vazby v hliníku jsou stabilní až do teploty 660 °C. Jakmile se dodá dostatek tepelné energie k překonání těchto vazeb, hliník se změní z pevné látky na kapalinu.

Díky tomuto chování je hliník užitečný při výrobě - je dostatečně horký, aby se dal tvarovat, ale ne tak horký, aby si s ním základní zařízení neporadilo.

Shrnutí bodu tání

Jak se legováním mění bod tání hliníku?

Vždycky jsem si myslel, že body tání jsou pevně dané. Ale pak jsem viděl hliníkové slitiny, které se taví při nižších nebo vyšších teplotách. To mě zmátlo.

Přidáním dalších prvků, jako je měď nebo hořčík, se mění chování hliníku při tavení a místo jednoho bodu se taví v různém rozsahu.

Legování zavádí různé atomové struktury a pevnosti vazeb. Ty narušují pravidelnou hliníkovou mřížku. V důsledku toho se hliníkové slitiny taví při dvou teplotách:

• Solidus: bod, kde začíná tání
• Liquidus: bod, kdy se materiál stává plně tekutým

Mezi těmito dvěma teplotami je slitina v "kašovitém" nebo částečně roztaveném stavu. To je důležité při procesech, jako je lití nebo vytlačování.

Běžné legující prvky a jejich účinky

Každý z těchto prvků mění profil tání hliníku. Například přidání mědi může snížit solidus na 500 °C, ale liquidus může být stále 600 °C nebo více.

Příklad: Hliník 6061

Hliník 6061 obsahuje hořčík a křemík. Jeho rozsah tání je:

• Solidus: 582°C
• Liquidus: 652°C

To je 78 °C polotekutého stavu. Při výrobě pomáhá vyplňovat složité formy nebo tvary.

Jaký je rozsah tání čistého hliníku?

Dříve jsem si myslel, že rozsah tavení se vztahuje pouze na slitiny. Pak jsem slyšel, že někteří lidé uvádějí rozsah i pro čisté kovy.

Čistý hliník má ostrý bod tání 660,32 °C, což znamená, že přechází přímo z pevné látky do kapaliny.

Na rozdíl od slitin se čistý hliník postupně netaví. Jakmile teplota dosáhne 660,32 °C, celá struktura se za normálního tlaku téměř okamžitě stane kapalnou. Neexistuje žádný "rozsah" tání.

Tento ostrý bod tání je důvodem, proč se čistý hliník v laboratorních pokusech chová předvídatelně. Je užitečný v aplikacích, které vyžadují přesnost, jako je elektronika nebo výroba fólií.

Proč žádný rozsah?

V čistém hliníku jsou všechny atomy stejné a tvoří jednotnou mřížku. Při zahřátí se tato mřížka při jedné teplotě rovnoměrně rozpadá. Proto se neobjevuje žádná kašovitá zóna.

Naproti tomu slitiny obsahují různé atomy, z nichž každý se taví jinak. To způsobuje postupné přechody.

Srovnávací tabulka teplot

Při jaké teplotě se taví hliníková slitina?

Vzpomínám si, jak jsem se díval do datových listů a viděl dvě čísla místo jednoho. To mě zpočátku mátlo.

Hliníkové slitiny se taví v závislosti na svém složení při teplotách mezi 500 °C a 670 °C a tvoří tak oblast tání mezi solidem a liquidem.

Dovolte mi, abych to rozebral na reálných číslech:

Příklad slitin

Tato čísla se velmi liší. Při svařování, kování nebo odlévání vždy ověřuji údaje výrobce. Špatná teplota může strukturu zničit nebo snížit pevnost.

Proč na tom záleží

• Casting: Potřebuje přesnou teplotu pro naplnění forem, ale vyhnout se vadám zrna.
• Vytlačování: Polotuhá fáze zlepšuje tok a strukturu
• Svařování: Složení slitiny ovlivňuje výplňový kov a tepelnou zónu

Některé slitiny jsou navrženy pro nižší teploty tání, aby se snížila spotřeba energie. Jiné potřebují vyšší liquidus, aby si zachovaly výkon za tepla.

Závěr

Teplota tání hliníku se zdá být na první pohled jednoduchá - 660 °C. Když však do hry vstoupí slitiny, chování při tání se změní. Legování posouvá teplotu a vytváří rozsah tání. Zda je to 500 °C nebo 670 °C, závisí na směsi. Znalost tohoto rozdílu mi umožňuje bezpečněji a efektivněji tvarovat, svařovat a zpracovávat hliník.