Metallerin Erime Noktasını Anlamak

Metallerin Erime Noktasını Anlamak
Metallerin Erime Noktasını Anlamak

Aşırı yüksek ve düşük sıcaklık noktalarına dayanabildikleri için, metal malzemeler çok çeşitli endüstriyel uygulamalar için yaygın olarak kullanılmaktadır. İster içten yanmalı motorlar, fırınlar, egzoz sistemleri veya aşırı sıcaklıklara maruz kalan diğer herhangi bir yapı olsun, uygulamanın sıcaklık aralığını destekleyebilecek bir metal seçmek çok önemlidir.

Erime noktası nedir?

Bir metalin erime noktası, metalin katı fazdan sıvı faza geçiş anı olarak tanımlanabilir. Bir metal tam erime noktasına ulaştığında, katı ve sıvı fazları dengede bulunur. Metal erime noktasını geçtikten sonra soğuyuncaya kadar sıvıya indirgenecek ve tekrar katılaşacaktır.

İster imalatçı olun ister kaynakçı olun, çeşitli metallerin erime noktalarını anlamak, projenizin genel başarısı için hayati önem taşır. Metal erime noktaları, metalin bir katıdan tam bir sıvıya geçiş noktası olarak sınıflandırılır. Bir metal sıvı haline gelmeden önce, katı ve sıvı formlar arasında geçiş yaparak yumuşar ve bükülür. Projeniz için hangi metal alaşımının uygun olduğuna karar verirken bir metalin  erime noktasını anlamak çok önemlidir. Bileşen arızası, uygulamanız için uygun metali seçerken en kritik husustur. Belirli bir metal, uygulamasının maksimum sıcaklık aralığının altında sıvılaşırsa, parça başarısız olur ve bu da maliyetli onarımlara ve güvenlik endişelerine yol açar.

Tam sıvılaşmanın yanı sıra, bir metalin erime noktasına yaklaşırken başka tipte metal arızaları da meydana gelebilir. Sünme kaynaklı kırılmalar gibi metal arızaları, erime sıcaklığına ulaşılmadan çok önce meydana gelebilir. Bir projeye başlamadan önce, bir metalin maruz kalacağı çeşitli sıcaklıkların etkisi hakkında araştırma yapılmalıdır.

Metal alaşımların erime sıcaklıkları

Faydalı özellikleri nedeniyle metal seçildiğinde, yalnızca uygulamanın maksimum sıcaklık çıkışına dayanamayacağının keşfedilmesi sinir bozucu olabilir. Bu nedenle bir projede kullanılan metallerin erime noktalarının başlamadan önce anlaşılması hayati önem taşır. Birden fazla element içeren alaşımların, genel alaşım bileşimine bağlı olan bir erime noktası sıcaklık aralığına sahip olduğunu hatırlamak önemlidir. Aşağıdaki liste, çeşitli yaygın metalleri ve bunlara karşılık gelen erime noktalarını içermektedir.

MetalErime noktası
Karbon çelik1425-1540°C (2597-2800°F)
Paslanmaz çelik1375 – 1530°C (2500-2785°F)
Alüminyum660°C (1220°F)
Bakır1084°C (1983°F)
Pirinç930°C (1710°F)
Inconel1390-1425°C (2540-2600°F)
Nikel1453°C (2647°F)
Molibden2620°C (4748°F)
Gümüş961°C (1762°F)
Titanyum1670°C (3038°F)
Tungsten3400°C (6152°F)
Çinko420°C (787°F)

Hangi metaller en yüksek ve en düşük erime noktalarını sağlar?

İster bakır erime noktaları, çelik erime noktaları, pirinç erime noktaları veya ister demir erime noktaları olsun, her metal kendi benzersiz sıcaklığında erir. En yüksek erime noktalarına sahip en yaygın metallerden bazıları, çok yüksek sıcaklıklarda eriyen nikel ve tungstendir. Nikel yaklaşık 1.452°C (2.646°F) erirken, tungsten yaklaşık 3.399°C (6.150°F) erir. En düşük erime noktalarına sahip metaller arasında kurşun 327°C (621°F) ve çinko 420°C (787°F) bulunur.

Üretim süreçleri ve metal erime noktaları

Metalin sıvılaştırılmasını gerektiren bir imalat işlemi gerçekleştirirken, kullanılan ekipman için uygun malzemelerin seçilebilmesi için erimenin başlayacağı sıcaklığın bilinmesi hayati önem taşır. Metaller en çok sıvı haldeyken şekillendirilebildiğinden, metalinizin veya alaşımlı metalinizin erime noktasını anlamak zorunludur. Metalin sıvı halde olmasını gerektiren üretim süreçleri şunları içerir:

  • Döküm
  • Füzyon Kaynağı
  • eritme

Ergime ve Eritme

Eritme, bir metal elementi mayınlı cevherlerden çıkarma işlemidir. Çoğu metal, kayalarda damarlar veya diğer faktörlerin parçaları olarak bulunur. Eritme, ekstraksiyonun ilk adımıdır. Ergitme, metal alaşımları veya saf metallerle yapılan işlemdir. Hurda eritilir ve cevher eritilir. Pik demir, demir cevherinin eritilmesinden elde edilen kaba demir külçedir.

Yüksek fırın nedir?

Yüksek fırınlar, genellikle ergitme için kullanılan basınçlı gazların enjekte edildiği uzun fırınlardır. Yüksek fırınlar esas olarak üretim dökümhanelerine sevk edilen külçeler üretir. Üretim dökümhaneleri, alaşımları ve katkı maddelerini alır ve diğer eritme fırınlarında belirli derecelerde dökme metal yapmak için bunları eritirler.

Metal erime noktaları… kaynak ve lehimleme

İster kaynak yapın ister sert lehimleyin, hangi işlemi kullanacağınızı seçmeden önce birkaç faktör göz önünde bulundurulmalıdır. Metal alaşımın erime sıcaklığı ve diğer hususlar dikkate alınmalıdır.

Kaynak

Kaynak, iki metal bölümün her iki parçayı da erime noktasına kadar ısıtarak, moleküllerinin iyice karıştığı bir sıvı eriyik havuzu oluşturarak birleştirme işlemidir. Eriyik havuzuna genellikle üçüncü bir metal dolgu maddesi eklenir. Erimiş metal soğuyup katılaştığında, iki parça kırılmaz bir bağla kaynaşır.

Hangi metallerin kaynaklanabileceğini bilmek ve kaynak için en iyi metalleri seçmek kısmen erime noktalarına bağlı olabilir – eğer önemli miktarda farklılık gösterirlerse, bölümlerden biri diğerinden daha hızlı eriyecektir. Bu, patlamaya veya diğer mekanik zayıflıklara neden olabilir.

Lehimleme

Bakır ve çelik gibi çok farklı erime noktalarına sahip metalleri birleştirirken lehimleme, kaynaklamaya göre daha iyi bir seçim olabilir. Lehimlemede, iki metal parçadan daha düşük bir erime noktasına sahip bir dolgu metalini, tipik olarak bir pirinç alaşımını ısıtmak için bir oksi-asetilen meşale kullanılır. Dolgu eridikçe derzin içine çekilir ve soğuyunca katılaşır. Birleştirilen iki parça asla erime noktasına ulaşmaz, bu da eklemin kalıcı olmadığı anlamına gelir.