Mikä on alumiinin sulamispiste?

Alumiini sulaa, mutta miten? Luulin ennen, että kaikki metallit sulavat samalla tavalla. Sitten huomasin, että seokset muuttavat kaiken.

Puhdas alumiini sulaa noin 660 °C:ssa (1220 °F), mutta tämä arvo muuttuu, kun sitä seostetaan. Tässä kerrotaan, miten ja miksi näin tapahtuu.

Näet numeron lisäksi myös logiikan sen takana, miksi alumiini sulaa niin kuin se sulaa.

Mikä on alumiinin sulamislämpötila?

Uskoin ennen, että alumiinilla on yksi ainoa sulamispiste. Mutta eri lähteistä sain hieman erilaisia lukuja. Se sai minut uteliaaksi.

Puhtaan alumiinin sulamislämpötila on 660,32 °C eli noin 1220,6 °F.

Tämä arvo on johdonmukainen kaikissa teknisissä ja metallurgisissa lähteissä. Tarkkuus - 660,32 °C - on peräisin valvotuissa olosuhteissa tehdyistä laboratoriokokeista. Jokapäiväisessä käytössä pyöristän sen 660 °C:een yksinkertaisuuden vuoksi.

Kun työskentelen alumiinin kanssa, tämä luku auttaa minua ohjaamaan, miten sulatan, muovaan tai valan sitä. Mutta tämä koskee vain puhdasta alumiinia. Kun siihen sekoitetaan muita metalleja, asiat muuttuvat.

Miksi alumiini sulaa tässä lämpötilassa

Alumiini on metallinen alkuaine, jolla on vahvat atomisidokset. Se kuuluu jaksollisen järjestelmän 13. ryhmään. Alumiinin metallisidokset ovat stabiileja 660 °C:seen asti. Kun näiden sidosten ylittämiseen saadaan riittävästi lämpöenergiaa, alumiini muuttuu kiinteästä nesteeksi.

Tämä tekee alumiinista käyttökelpoisen valmistuksessa - se on tarpeeksi kuumaa muokattavaksi, mutta ei niin kuumaa, etteivät peruslaitteet pysty käsittelemään sitä.

Sulamispiste Yhteenveto

Miten seostaminen muuttaa alumiinin sulamispistettä?

Luulin aina, että sulamispisteet ovat kiinteitä. Mutta sitten näin alumiiniseoksia, jotka sulavat alemmissa tai korkeammissa lämpötiloissa. Se hämmensi minua.

Muiden alkuaineiden, kuten kuparin tai magnesiumin, lisääminen muuttaa alumiinin sulamiskäyttäytymistä, jolloin se sulaa yhden pisteen sijasta useilla eri alueilla.

Seostaminen tuo mukanaan erilaisia atomirakenteita ja sidoslujuuksia. Nämä häiritsevät alumiinin säännöllistä ristikkoa. Tämän seurauksena alumiiniseokset sulavat kahdessa lämpötilassa:

• Solidus: piste, jossa sulaminen alkaa
• Liquidus: kohta, jossa aineesta tulee täysin nestemäinen

Näiden kahden lämpötilan välillä seos on "mössömäisessä" tai osittain sulassa tilassa. Tämä on tärkeää prosesseissa, kuten valussa tai suulakepuristuksessa.

Yleiset seosaineet ja niiden vaikutukset

Kukin näistä elementeistä muuttaa alumiinin sulamisprofiilia. Esimerkiksi kuparin lisääminen voi laskea soliduksen 500 °C:een, mutta liquidus voi silti olla 600 °C tai enemmän.

Esimerkki: Alumiini 6061

Alumiini 6061 sisältää magnesiumia ja piitä. Sen sulamisalue on:

• Solidus: 582°C
• Liquidus: 652°C

Se on 78 °C puoliksi nestemäisessä tilassa. Valmistuksen aikana tämä auttaa täyttämään monimutkaisia muotteja tai muotoja.

Mikä on puhtaan alumiinin sulamisalue?

Luulin ennen, että sulamisalue koskee vain seoksia. Sitten kuulin joidenkin ihmisten mainitsevan, että myös puhtaille metalleille on olemassa sulamisalue.

Puhtaan alumiinin jyrkkä sulamispiste on 660,32 °C, mikä tarkoittaa, että se siirtyy suoraan kiinteästä aineesta nesteeksi.

Toisin kuin seokset, puhdas alumiini ei sula vähitellen. Kun se saavuttaa 660,32 °C, koko rakenne muuttuu lähes välittömästi nestemäiseksi normaalipaineessa. Sulamisaluetta ei ole olemassa.

Tämän jyrkän sulamispisteen vuoksi puhdas alumiini käyttäytyy laboratoriokokeissa ennustettavasti. Siitä on hyötyä tarkkuutta vaativissa sovelluksissa, kuten elektroniikassa tai kalvojen valmistuksessa.

Miksi ei kantamaa?

Puhtaassa alumiinissa kaikki atomit ovat samanlaisia ja muodostavat yhtenäisen ristikon. Kuumennettaessa tämä ristikko rikkoutuu tasaisesti yhdessä lämpötilassa. Tämän vuoksi ei esiinny mössövyöhykettä.

Seokset sen sijaan sisältävät erilaisia atomeja, jotka sulavat kukin eri tavalla. Tämä aiheuttaa asteittaisia siirtymiä.

Lämpötilan vertailutaulukko

Missä lämpötilassa alumiiniseos sulaa?

Muistan, kun katselin tietolehtiä ja näin kaksi numeroa yhden sijasta. Se hämmensi minua aluksi.

Alumiiniseokset sulavat koostumuksesta riippuen 500 °C:n ja 670 °C:n välillä, jolloin sulamisalue on soliduksen ja liquiduksen välillä.

Annas kun selitän sen todellisilla numeroilla:

Esimerkkiseokset

Nämä luvut vaihtelevat paljon. Tarkistan aina valmistajan tiedot hitsauksen, taonnan tai valun yhteydessä. Väärä lämpötila voi pilata rakenteen tai vähentää lujuutta.

Miksi sillä on merkitystä

• Casting: Tarvitsee tarkan lämpötilan muottien täyttämiseksi, mutta välttääkseen rakeiden virheitä.
• Puristaminen: Puolikiinteä faasi parantaa virtausta ja rakennetta.
• Hitsaus: Seoksen koostumus vaikuttaa täyteaineeseen ja lämpövyöhykkeeseen.

Jotkin seokset on suunniteltu alhaisempiin sulamispisteisiin energian käytön vähentämiseksi. Toiset taas tarvitsevat korkeampia nestepisteitä, jotta suorituskyky säilyy kuumuudessa.

Päätelmä

Alumiinin sulamispiste vaikuttaa aluksi yksinkertaiselta - 660 °C. Mutta kun seokset tulevat mukaan, sulamiskäyttäytyminen muuttuu. Seostaminen siirtää lämpötilaa ja luo sulamisalueen. Se, onko se 500 °C vai 670 °C, riippuu seoksesta. Kun tiedän eron, voin muotoilla, hitsata ja käsitellä alumiinia turvallisemmin ja tehokkaammin.