نقطه ذوب فلزات | آهن + فولاد + استیل

هر عنصر یک نقطه ذوب منحصر به فرد دارد و میان تمامی عناصر این عدد متغیر است. حالا اگر ما چند عنصر از این عناصری که نقطه ذوب متفاوت دارند را با یک دیگر ترکیب کنیم چه اتفاقی می افتد؟ پاسخ این است که نقطه ذوب آن ها هم تغییر می کند. این نقطه ذوب عناصر دارای اهمیت است چرا که در صنایع مختلف برای ساخت قطعات لازم است که عناصر ذوب شوند تا بتوان در روند تولید از آن ها استفاده کرد و مشکلی برای فلز پیش نیاید و عملیات ذوب به صورت استاندارد انجام شود.

صنعتگرانی که با انواع فلزات از جمله آهن و یا فولاد سر و کار دارند علاوه بر این که باید نقطه ذوب این 2 عنصر را بدانند باید نقطه ذوب آلیاژهای مربوط به آن ها را نیز بدانند. در ادامه به بررسی نقطه ذوب، آهن، فولاد و آلیاژ های مربوط به آن می پردازیم با ما همراه باشید. دو مشخصه مهم در نقطه ذوب فولاد و آهن ترکیب شیمیایی و ساختار آن می باشد که برای این عمل روش های مختلفی وجود دارد برای مثال کوره های ذوب و همچنین ذوب خمیری از انواع روش های ذوب می باشند.

نقطه ذوب آهن

مولوکل های جامدات بسیار نزدیک به هم در کنار یکدیگر قرار دارند، که میزان حرکت مولوکل های آن وابسته به حرکت ناشی از ارتعاش وابسته است. که اگر به فلز حرارت بدهیم باعث می شود که ارتعاش ایجاد شود و مولوکل های آن حرکت کنند. حرارت باعث می شود که مولوکل ها حرکت کرده و به اصلاح نرم و انعطاف پذیر شوند و این قابلیت را داشته باشند که خم شده و بتوان آن را چکش کاری کرد.

برای ذوب کردن آهن چندین روش وجود دارد که در ادامه به آن می پردازیم، باید به این نکته توجه داشته باشید که کیفیت آهن به این وابسته است که چه مقدار ناخالصی و همچنین در چه دمای ذوبی عملیات بر روی آن انجام می شود. این کیفیت آهن به جزء عواملی که گفته شد وابسته به عوامل دیگری نیز است که این کیفیت در قیمت آهن تاثیر دارد.

ذوب خمیری

این نکته قابل اهمیت است که آلیاژ دیاگرام فازی مخصوص و منحصر به فرد را دارند که دمای ذوب تا انجماد هر کدام یک از آن ها طبق دیاگرام خود مشخص هستند، دمای خمیری و حرارت دهی آهن، یک ماده ای که نه جامد است و نه مایع و در واقع یک ترکیب از هر دوی آن هاست قرار داده می شود، که به باعث می شود به نتایج دلخواه و مورد نظر دستیابی پیدا کنیم.

کوره‌های مخصوص ذوب

در این روش دیگر دی اکسید کربن تولید نمی شود و از این بابت بسیار مناسب تر و بهتر از روش قبلی است، این روش جدید تر و بهتر از روش قبل بوده و به نوعی جایگزین آن شده که اکثر کارخانه ها از این روش برای ذوب کردن آهن استفاده می کنند. این روش جدید تری و مناسب تر از روش قبل بوده و مزیت بزرگ آن عدم تولید دی اکسید کربن می باشد.

همانطور که در بالا به روش های ذوب آهن اشاره شد، استاندارد ذوب آهن در 1538 درجه سانتی گراد می باشد بدون آنکه ذرات آن ها خواص و خاصیت های خود را از دست بدهند قابلیت شکل پذیری پیدا می کنند. که در صورت اینکه بخواهید به آهن شکل دهید باید کمتر از دمای ذکر شده که آهن کاملا ذوب نشود و بتوانید در آن حرارت که نزدیک به حرارت ذوب است به آهن شکل و فورم خاص خود و مد نظرتان را بدهید که بعد از سرد شدن آن به حالت و فرم مورد نظرتان در آید.

نقطه ذوب آهن اسفنجی

آهن اسفنجی با از بین بردن اکسیژن در سنگ آهن توسط کربن و یا گاز های کاهنده حاصل می شود و تبدیل سنگ آهن به آهن جزء مراحل برای تبدیل کردن آهن به فولاد اسفنجی می باشد. که حاصل این تبدیل مثل میلگرد و یا تیرآهن و از این قبیل مقاطع فولادی است و مقاطعی برای کاربرد های این چنینی می باشد. آهن اسفنجی دارای نقطه ذوب پایین تر از 1200 درجه سانتی گراد می باشد. که این نقطه ذوب پایین به علت وجود %30 تا %35 ناخالصی می باشد که در آن وجود دارد.

دمای ذوب آهن خالص

همانطور که می دانید آهن که از آن استفاده می شود خالص نبوده و دارای ناخالصی می باشد پس بنابراین آهن خالص دارای نقطه ذوب متفاوت نسبت به آهن می باشد در است که این مقدار ناخالصی زیاد نیست اما همین مقدار کم تاثیر گذار بوده و در صنعت حائز اهمیت است. در نقطه ذوب آهن این نکته را باید توجه داشت که ترکیب شیمیایی که باعث می شود ناخالصی ایجاد بشود، ممکن است تفاوت داشته و نقطه ذوب آن کمتر و یا بیشتر شود.

دمای ذوب فولاد

آهن بسیار نرم بوده و نسبت به اکسیدها و همچنین نسبت به سولفیدها از خود واکنش نشان می دهد. پس آهن خالص این ویژگی ها را داشته و باید به این نکته توجه کرد، پس در محیط های فعال نمی شود که از این محصول استفاده کرد، فولاد در واقع یک آلیاژی از آهن می باشد، اگر کربن را به آهن خالص اضافه کنیم باعث می شود که کتر اثر پذیر باشد و واکنش کمتری را از خود نشان دهد و بتواند این عیب آهن خالص را برطرف نماید. نقطه ذوب فولاد 1370 درجه سانتی گراد می باشد.

نقطه ذوب فولاد CK45

فولاد CK45 یا همان فولاد کربنی ساده دارای خواص مناسب متالوژی و همچنین مکانیکی دارای خواص خوبی از قبیل مقاوم بودن در برابر ضربه و سایش است. این فولاد به علت اینکه مقدار کمی از کروم را دارا می باشد در برابر خوردگی و همچنین زنگ زدگی نمی تواند از خود مقاومت کافی نشان دهد. فولاد CK45 برای تولید ابزار هایی که با خاک در تماس هستند نیز استفاده می شود. با توجه به این که مواد موجود و آلیاژ های استفاده در آن چند درصد هستن دارای نقطه ذوب متفاوتی است. اما حدودا نقطه ذوب فولاد CK45 به طور میانگین بین 850 تا 1100 درجه سانتی گراد می باشد.

نقطه ذوب فولاد زنگ نزن

فولاد ضدزنگ نزن یا همان استیل یا به طور دقیق تر استنلس استیل که حتما با آن آشنایی دارید که در برابر زنگ زدگی و خوردگی و سایش مقاوم است و در بسیاری از صنایع از این محصول استفاده می شود که بسیار پرکاربر و رایج است. استنلس استیل حدودا داری %12 کروم می باشد که این عنصر علت مقوام بودن آن در برابر خوردگی و زنگ زدگی می باشد.

همچنین برای مقاومت بیشتر استنلس استیل بسته به کاربرد و طرز استفاده با اضافه کردن عناصری همچون نیکل و آلومینیوم به آن مقاومت استنلس استیل در برابر خوردگی و زنگ زدگی بیشتر می شود. بدهی است که اضافه شدن عناصر و تقویت استنلس استیل در برابر خوردگی و زنگ زدگی بالا رفتن قیمت این محصول را به دنبال دارد. استلس استیل دارای گرید های متفاوتی است که هر کدام از آن ها دارای نقطه ذوب متفاوت هستند.

نقطه ذوب استنلس استیل

گرید نقطه ذوب
316 1375 الی 1400
420 1450 الی 1510
1/4547 1325 الی 1400
1/4462 1385 الی 1445
430 1425 الی 1510
446 1425 الی 1510

نقطه ذوب استیل 316

استیل یا همان فولاد زنگ نزن در واقع تشکیل شده از آهن می باشد که این آهن کمتر از مقدار %2 دارای کربن می باشد. نیکل، کروم و مولبیدن از عناصری هستند که در ساخت استیل 316 به کار گرفته می شوند. مولبیدن استقامت و مقاومت استیل را بالا می برد و این محصول را در برابر خوردگی در برابر مواد خاص مانند کلراید مقاوم می کند.  استیل های سری L که معمولا این حرف بعد از نام آن ها آورده می شود بدین معانست که این محصول دارای مقدار کمی از کربن می باشد که در آلیاژ های آن استفاده شده اند.

استیل 316 به عنوان زیر مجموعه  استلس استیل می باشد، وجود کربن در آلیاژ های استیل این مزیت را به همراه دارد که پس از جوشکاری آن لایه محافظتی استیل از بین نرود. که از جمله روش های ساخت و تولید استیل 316 بازیافت ضایعات استیل است که تقریبا %60 تا %80 این استیل ها با بازیافت کردن استیل یا دقیق تر ذوب شدن استیل و شکل دادن به آن ساخته می شوند. نقطه ذوب این گرید از استیل در بالا آورده شده و به بررسی آن پرداختیم.

مقایسه نقطه ذوب فولاد و چدن

توجه داشته باشید که چدن هم مانند فولاد دارای آلیاژ آهن و کربن می باشد. چدن جزء خانواده آلیاژ های ریختگری می باشد. اما تفاوت فولاد و چدن این است که کربن فولاد حدودا %1/2 ولی کربن موجود در چدن حدودا بیشتر از %2 می باشد. به علاوه در فولاد عنصر هایی همچون نیکل، سیلیسیوم و منگنز وجود دارد.

تفاوت دیگر چدن و فولاد این است که در واقع چدن خشک تر و شکننده تر  و نمی توان آن را به راحتی خم کرد و چدن در برابر خوردگی مقاومت کمتری نسبت به فولا دارد، به علاوه ریختگری چدن مناسب و آسان بوده و انقباض آن نسبت به فولاد پایین تر است. به همین علت است که چدن در ساخت سازه هایی از جنس آهن و همچنین در معماری و در مکان های زینتی نسبت به فولاد مناسب تر می باشد. به جز این ها چدن به لحاظ قیمت نسبت به فولاد پایین تر بوده و مقرون به صرفه تر است.

مقایسه این دو ماده به لحاظ نقطه ذوب چدن نقطه ذوب پایین تر نسبت به فولاد و همچنین خود آهن دارا است. نقطه ذوب چدن بین 950 تا 980 درجه سانتی گراد می باشد. لازم به ذکر است که هر دوی این ماده ها آلیاژی از آهن می باشند اما نقطه ذوب چدن حتی با خود آهن متفاوت است.

عوامل موثر بر نقطه ذوب فولاد

ترکیبات شیمیایی نه تنها بر نقطه ذوب فولاد موثر هستند بلکه بر نقطه ذوب هر ماده دیگری نیز تاثیر دارند، نقطه ذوب آهن بدست آمده و قابل حساب کردن است اما ترکیب شیمیایی می تواند این نقطه ذوب را افزایش و یا همچنین کاهش دهد. همچنین ساختار متالوژیکی در افزایش و کاهش نقطه ذوب موثر است اما ترکیبات شیمیایی در تغییر نقطه ذوب و نقطه انجماد تاثیر بیشتری دارند.

ما سعی کردیم تا فاکتور هایی که در تغییر نقطه ذوب و انجماد فولاد، آهن و یا کلی تر همه ی مواد را برای شما شرح داده و آن ها و عوامل موثر بر آن ها را بررسی کنیم. مثلا در مورد آهن دیدیم که با افزایش ناخالصی این ماده نقطه ذوب آهن نیز افزایش می یابد. به علاوه هر مقدار کربن آن محصول افزایش پیدا کند، نقطه ذوب آن پایین می آید.

سخن آخر

نگاه کلی به نقطه ذوب فولاد و آهن و بررسی آن و عوامل تاثیر گذار بر این نقطه و همچنین نقطه انجماد برای شما ارائه شد ما قصد داشتیم که شما با کلیات این مقوله آشنا شوید و چگونگی انجام این کار را برای شما ارائه کنیم تا بتوانید نسبت به کسب و کار خود و یا استفاده از این مواد در صنعت و صنف خود آشنایی کافی را داشته باشید چرا که در هر کسب و کاری دانش نسبت به آن باعث پیشرفت شما نسبت به رقیبانتان می شود.

عوامل گفته شده و دانستن آن ها برای شما لازم بوده و در مواردی ضروری است، امید داریم که این مقاله به شما کمک کرده باشد و برای شما مفید واقع شده باشد. همچنین اگر هرگونه سوال و یا ابهام راجع به پروسه ذوب و اینکه خرید کدام محصول نسبت به کار شما مناسب است می توانید با کارشناسان استیل آنلاین تماس حاصل کرده و نسبت به آن اقدام نمایید.

نظرتان راجع به این نوشته

شاید این نوشته نیز مورد علاقه شما باشد

دیدگاه
کاربران