Яка температура плавлення алюмінію?

Алюміній плавиться, але як саме? Раніше я думав, що всі метали плавляться однаково. Потім я дізнався, що сплави все змінюють.

Чистий алюміній плавиться при температурі близько 660°C (1220°F), але при легуванні це значення змінюється. Ось як і чому це відбувається.

Ви побачите не лише цифри, а й логіку того, чому алюміній плавиться саме так.

Яка температура плавлення алюмінію?

Раніше я вважав, що алюміній має одну єдину температуру плавлення. Але різні джерела давали мені дещо інші цифри. Це викликало у мене цікавість.

Температура плавлення чистого алюмінію становить 660,32°C або близько 1220,6°F.

Це значення узгоджується з різними джерелами з машинобудування та металургії. Точне значення - 660,32°C - отримано в результаті лабораторних випробувань у контрольованих умовах. У повсякденному використанні я округляю його до 660°C для простоти.

Коли я працюю з алюмінієм, це число допомагає мені орієнтуватися, як його плавити, формувати чи відливати. Але це стосується лише чистого алюмінію. Коли до нього додаються інші метали, все змінюється.

Чому алюміній плавиться за такої температури

Алюміній - це металічний елемент з міцними атомними зв'язками. Він належить до 13 групи періодичної системи Менделєєва. Металеві зв'язки в алюмінії стабільні до 660°C. Як тільки підводиться достатня кількість теплової енергії для подолання цих зв'язків, алюміній перетворюється з твердого стану в рідкий.

Така поведінка робить алюміній корисним у виробництві - достатньо гарячим для формування, але не настільки, щоб основне обладнання не могло з ним впоратися.

Короткий огляд температури плавлення

Як легування змінює температуру плавлення алюмінію?

Я завжди думав, що температура плавлення фіксована. Але потім я побачив алюмінієві сплави, які плавляться при нижчих або вищих температурах. Це мене спантеличило.

Додавання інших елементів, таких як мідь або магній, змінює поведінку алюмінію при плавленні, змушуючи його плавитися не в одній точці, а в широкому діапазоні.

Легування створює різні атомні структури та міцність зв'язків. Вони порушують звичайну алюмінієву решітку. В результаті алюмінієві сплави плавляться при двох температурах:

• Солідусточка, де починається плавлення
• Liquidusточка, в якій матеріал стає повністю рідким

Між цими двома температурами сплав знаходиться в "кашоподібному" або частково розплавленому стані. Це важливо для таких процесів, як лиття або екструзія.

Поширені легуючі елементи та їх вплив

Кожен з цих елементів змінює профіль плавлення алюмінію. Наприклад, додавання міді може знизити температуру солідуса до 500°C, але температура ліквідусу все одно може становити 600°C або більше.

Приклад: Алюміній 6061

Алюміній 6061 містить магній і кремній. Його діапазон плавлення становить:

• Солідус: 582°C
• Liquidus: 652°C

Це 78°C напіврідкого стану. Під час виробництва це допомагає заповнювати складні форми або фігури.

Який діапазон плавлення чистого алюмінію?

Раніше я думав, що діапазон плавлення стосується лише сплавів. Потім я почув, що деякі люди згадують про діапазон навіть для чистих металів.

Чистий алюміній має високу температуру плавлення 660,32°C, що означає, що він переходить безпосередньо з твердого стану в рідкий.

На відміну від сплавів, чистий алюміній не плавиться поступово. Як тільки він досягає 660,32°C, вся структура майже миттєво стає рідкою за нормального тиску. Немає ніякого "діапазону" плавлення.

Завдяки такій високій температурі плавлення чистий алюміній поводиться передбачувано в лабораторних експериментах. Це корисно для застосувань, що вимагають точності, наприклад, в електроніці або виробництві фольги.

Чому без діапазону?

У чистому алюмінії всі атоми однакові і утворюють рівномірну решітку. При нагріванні ця решітка рівномірно руйнується при одній температурі. Саме тому не з'являється кашоподібна зона.

На відміну від них, сплави містять різні атоми, які плавляться по-різному. Це спричиняє поступові переходи.

Таблиця порівняння температур

При якій температурі плавиться алюмінієвий сплав?

Я пам'ятаю, як дивився на таблички з даними і бачив два числа замість одного. Спочатку це мене збентежило.

Алюмінієві сплави плавляться від 500°C до 670°C залежно від їхнього складу, утворюючи діапазон плавлення між солідусом і ліквідусом.

Дозвольте розбити це на реальні цифри:

Приклади сплавів

Ці цифри дуже різняться. Я завжди перевіряю дані виробника при зварюванні, куванні або литті. Неправильна температура може зруйнувати структуру або знизити міцність.

Чому це важливо

• Кастинг: Потребує точної температури для заповнення форм, але без дефектів зерна
• Екструзія: Напівтверда фаза покращує текучість і структуру
• Зварювання: Склад сплаву впливає на присадний метал і зону нагрівання

Деякі сплави розроблені для більш низьких температур плавлення, щоб зменшити споживання енергії. Інші потребують вищого ліквідусу, щоб підтримувати продуктивність під час нагрівання.

Висновок

Температура плавлення алюмінію на перший погляд здається простою - 660°C. Але коли в гру вступають сплави, поведінка плавлення змінюється. Легування зміщує температуру і створює діапазон плавлення. Буде це 500°C чи 670°C, залежить від суміші. Знання цієї різниці дозволяє мені формувати, зварювати та обробляти алюміній більш безпечно та ефективно.