Metallerin ve çeliklerin erime noktaları - °C cinsinden değerler tablosu
Kaynama noktaları, atmosfer basıncına yakın basınçlarda saf elementler için verilmiştir; çok bileşenli alaşımlar için tek bir evrensel değer yoktur. Yoğunluk, karşılaştırma amacıyla, tipik olarak yaklaşık 20°C'de ve katı malzeme için verilmiştir. Dar ekranlarda, tablo yatay olarak kaydırılabilir – tür tanımları ve değerler tek bir sütuna sıkıştırılmamıştır.
Tabloyu nasıl okumalı? Saf metaller için, atmosfer basıncına yakın basınçta katı-sıvı geçiş sıcaklığı verilmiştir. Çelikler, dökme demirler ve alaşımlar için, belirli bir grup için erime aralığı veya yaklaşık aralık verilmiştir. Uygulamada, belirli kalite verileri, "paslanmaz çelik 1510°C" gibi genelleştirilmiş bir değerle değiştirilmemelidir.
Katılık ve sıvılık: tipik bir ayakta katılaşma Denge durumunda malzemenin tamamen katı kaldığı sınırdır ve sıvılaşma Erime noktası, tamamen sıvı hale geldiği sınırdır. Katı ve sıvı fazlar genellikle bir arada bulunur. izin verilen çalışma sıcaklığı değildir. Ne de tavlama sıcaklığı.
Elementlerin erime noktaları - metaller ve ametallerin genişletilmiş tablosu
Aşağıdaki tablo, ana tabloyu nadir metaller, yüksek erime noktalı metaller ve teknik alaşımlarda bulunan elementlerle tamamlamaktadır. Değerler, malzeme bilimi çalışmaları için gerekli hassasiyete yuvarlanmıştır; seçilen elementler için allotropik form belirtilmiştir.
Yoğunluk ve kaynama noktasına ilişkin ek veriler aşağıdaki esaslara göre derlenmiştir: Kraliyet Kimya Derneği – Periyodik Tablo oraz PubChem – Element YoğunluğuÇelik için de karşılaştırmalar yapıldı. BSSA – Paslanmaz Çeliklerin Erime Aralıkları.
Kaynama noktaları ve element yoğunlukları yaklaşık değerlerdir ve referans koşullarına, saflığa ve yapısal çeşitliliğe bağlıdır. Plütonyum için yoğunluk değeri α çeşidine, fosfor için ise beyaz çeşidine aittir.
Elemanlara ait değerler, aşağıdaki referans veriler temel alınarak derlenmiştir: PubChem – Erime Noktası Tablosu i Kraliyet Kimya Derneği – Periyodik TabloBeyaz fosfor yaklaşık 44°C'de erir, ancak fosforun diğer allotropları farklı davranır; 44°C değeri bu elementin tüm formlarına atanmamalıdır.
Paslanmaz çeliklerin erime noktası - EN, AISI ve dubleks kaliteleri
Korozyona dayanıklı çelikler için, tüm aile için tek bir değer yerine EN malzeme numaralarını kullanmak en iyisidir. Krom, nikel, molibden, azot ve karbonun bileşimi katılaşma sürecini değiştirdiğinden, katılaşma-sıvılaşma aralıkları kaliteler arasında farklılık gösterir.
Katılaşma ve sıvılaşma sınırları, kalitelerin yayınlanmış erime aralıklarına atanmış kılavuz değerlerdir. Bunlar her bir erime için ayrı bir ölçüm sonucu temsil etmez; prosesi tasarlarken, seçilen malzeme veri sayfasına başvurunuz.
Aralıklar, öncelikle listeye göre belirlenmiş karşılaştırmalı değerlerdir. İngiliz Paslanmaz Çelik Birliği ASM ve üretici verilerine dayanmaktadır. Tür tanımlamaları ve kimyasal bileşimler, ilgili malzeme standartlarından okunmalıdır, örneğin: PN-EN 10088-1:2024-06Bu standart, seçilen eriyik için ayrı bir termal özellikler tablosunun yerini almaz.
Nikel alaşımlarının erime noktaları – INCONEL, INCOLOY, MONEL ve HASTELLOY
Ticari terminolojide, belirli bir alaşımın adlandırılması özellikle önemlidir. "Inconel" veya "Hastelloy" adı tek başına erime noktasını göstermez, çünkü farklı kimyasal bileşimlere sahip malzemeleri kapsar.
Karşılaştırmalı veriler, üreticilerin özellikleri ve teknik veri sayfalarından elde edilir; bunlar şunları içerir: Özel Metaller – Alaşım 601 i Haynes – C-276Erime noktası parametresi, ürünün izin verilen çalışma sıcaklığını, egzoz gazı dayanıklılığını veya sürünme direncini belirlemez.
Pirinç, bronz, dökme demir ve diğer alaşımların erime noktası
Çok bileşenli bir alaşımın genellikle tek bir erime noktası yoktur. Pirinç veya bronz gibi genel isimler için yalnızca yaklaşık bir aralık verilebilir; döküm tasarımı için özel bir alaşım veri sayfası gereklidir.
Çelik ve alaşımlar neden belirli bir sıcaklık aralığında erir?
Saf bir metalde, denge durumunda, katı ve sıvı arasındaki geçiş, belirli bir basınca özgü bir sıcaklıkta gerçekleşir. Kimyasal alaşımlarda ise geçişin seyri, bileşenlerin sıvı ve katı fazlar arasında nasıl dağıldığına bağlıdır. Sıcaklık katılaşma noktasını aştığında, ilk sıvı oluşabilir; tam erime ancak sıvılaşma noktasının üzerinde gerçekleşir. Bu sınırlar arasında, genellikle macunsu bölge olarak adlandırılan iki fazlı bir bölge bulunur.
- solidüs – erime aralığının alt sınırı; bu sınırın altına soğutulduğunda kalan sıvı kaybolur.
- sıvı – aralığın üst sınırı; bunun üzerinde alaşım tamamen sıvı haldedir.
- Ötektikler – Belirli bir ötektik bileşim için katılaşma, karakteristik bir sıcaklıkta gerçekleşebilir.
- Kompozisyon ayrıştırması – Belirli bölgelerin elementler açısından yerel olarak zenginleşmesi, alaşımın nominal bileşimi için beklenenden daha düşük bir sıcaklıkta sıvının ortaya çıkmasına yol açabilir.
Örneğin, çelik 1.4301 / AISI 304 Listelerde 1400–1450°C aralığı verilirken, diğer durumlarda ise... 1.4404 / 316L 1375–1400°C. Bu farklılıklar kaynak ve döküm uygulamalarında önemlidir, ancak belirli bir malzemenin erime aralığının alt sınırına yakın sıcaklıklarda sürekli olarak işlenebileceği anlamına gelmez.
Çeliğin kimyasal bileşimi erime noktasını nasıl değiştirir?
Tek tek katkı maddelerinin önemi, faz sistemleri ve çeliğin tam bileşimi temelinde en iyi şekilde anlaşılabilir. Alaşım elementi, her kombinasyonda erime noktasını her zaman "yükseltmez" veya "düşürmez"; çünkü bileşenler arasındaki reaksiyonlar ve faz dengesi belirleyicidir.
- Karbon (C): Fe–C sisteminde, saf demirden ötektik bileşime doğru karbon içeriğinin artması katılaşma sıcaklığını düşürür. Ancak bu, tüm yüksek karbonlu çeliklerin erime noktasının 1100°C olduğu anlamına gelmez.
- Krom (Cr): Faz kararlılığını ve katılaşma derecesini, nikel, karbon ve azot dahil olmak üzere diğer elementlere bağlı olarak etkiler. Tek ve sabit bir değişim yönü belirlenemez.
- Nikel (Ni): Östenit oluşturucu bir element olarak, Fe–Cr–Ni çeliğinin faz düzenini ve dolayısıyla erime özelliklerini değiştirir; bu nedenle tüm kalite analiz edilmelidir.
- Molibden (Mo) i manganez (Mn): Sıvı ve katılaşan metalin faz dengesini ve özelliklerini etkiler ve değişimlerin yönü ve ölçeği konsantrasyona bağlıdır.
- Siarka (S) oraz fosfor (P): Bu durum, özellikle segregasyon sırasında, erime noktasının düştüğü yerel alanları teşvik edebilir ve sıcak çatlamaya karşı hassasiyeti artırabilir.
Çeliğin erime sıcaklığı ve izin verilen çalışma sıcaklığı
Erime noktası, bir malzemenin sıvılaşmaya başladığı zamanı gösterir, ancak bir yıl, on yıl veya belirli sayıda termal döngü boyunca gerekli yük taşıma kapasitesini koruyup koruyamayacağını göstermez. Çelik, katılaşma sıcaklığından çok daha düşük sıcaklıklarda bile mukavemetini kaybedebilir, sünme gösterebilir, hızla oksitlenebilir veya yapısal değişikliklere uğrayabilir.
- Isı direnci Esasen oksidasyona ve sıcak gazların etkisine karşı direnç anlamına gelir; atmosfere, sıcaklığa ve zamana bağlıdır.
- Sürünme direnci Yüksek sıcaklıklarda uzun süreli mekanik yüklere dayanma yeteneğini, sürünmeyi de hesaba katarak tanımlar.
- Mikro yapı stabilitesi Bazı alaşımların uygulama alanını sınırlar; istenmeyen fazların ayrışması erime noktasının oldukça altında gerçekleşebilir.
Bu nedenle, bir fırın, ısı eşanjörü veya baca gazı sistemi için malzeme seçerken, yalnızca katılaşma değerine değil, çalışma sıcaklığına karşı yüksek sıcaklık özelliklerine, atmosferik bileşime ve kullanım ömrüne de dikkat etmek önemlidir. Bozunma süreçleri hakkında daha fazla bilgi: yüksek sıcaklık korozyonu oraz metallerin fiziksel özellikleri.
Kaynak, Döküm ve Isıl İşlemlerde Erime Noktalarının Önemi
Sıcak kaynak ve çatlama
W paslanmaz çeliklerin kaynaklanması Kaynak bileşenlerinin katılaşma aralığı ve ayrışması, kristalleşme çatlakları riskini etkiler. Erimiş kaynak havuzu belirli termal koşullar altında katılaşır ve düşük çözünürlüklü elementler bakımından zengin yerel alanlar en uzun süre sıvı halde kalabilir. Bununla birlikte, dolgu malzemesinin seçimi yalnızca benzer katılaşma noktasıyla belirlenmez: kimyasal bileşim, birleşim özellikleri, korozyon direnci ve kaynak teknolojisi de önemlidir.
Dökümhane, yolluk ve katılaşma büzülmesi
Döküm mühendisliğinde, sıvılaşma ve katılaşma sıcaklıkları bilgisi, döküm sıcaklıklarının seçilmesine ve katılaşma bölgesinin uzunluğunun tahmin edilmesine yardımcı olur. Sıvı metalin akışkanlığı, hacimsel büzülme, ısı dağılımı ve yükselticilerin dökümü besleme yeteneği de önemli faktörlerdir. Daha düşük erime noktası, daha iyi dökülebilirlik anlamına gelmez.Tıpkı daha yüksek bir erime noktasının otomatik olarak daha fazla büzülme anlamına gelmemesi gibi.
Dövme, haddeleme ve ısıl işlem
Aralıklar sıcak dövmeHaddeleme ve tavlama işlemleri, belirli bir kalitenin katı haldeki davranışına göre belirlenir: plastisite, gerinim hızı, faz dönüşümleri ve aşırı ısınma eğilimi. Bunlar erime aralığının altındadır, ancak aşırı ısınma durumunda tane sınırlarının yerel olarak erimesi riski olabilir.
Çelik ve metallerin erime noktası nasıl ölçülür?
Laboratuvar ölçümleri, numune sıcaklığı, dönüşüm sinyali ve deneysel koşullar arasında ayrım yapar. Alaşımlar için sonuçlar, ısıtma veya soğutma hızı, malzemenin geçmişi ve termal etkinin başlangıcını veya sonunu belirlemek için kullanılan yöntem gibi faktörlere bağlıdır.
Metodolojik standarda bir örnek şöyledir: ASTM E794-24 – Termal Analiz Yöntemiyle Erime ve Kristalleşme Noktalarının BelirlenmesiBu yöntem, belirli bir erime noktasına sahip malzemeler için geçerlidir ve tüm çok bileşenli çelik alaşımları için evrensel bir prosedür teşkil etmez. Yüksek sıcaklık testlerinde, uygun ekipman, atmosfer ve sonuçların yorumlanması yöntemi seçilir.
Hangi metallerin erime noktaları en yüksek ve en düşüktür?
Metaller arasında en yüksek erime noktasına sahip olan metal şudur: tungsten – yaklaşık 3422°C. Özellikle yüksek sıcaklığa dayanıklı metaller grubuna renyum, osmiyum da dahildir. Molibden ve tantal. Cıva (−38,8°C), galyum (29,8°C), potasyum (63,4°C) ve sodyum (97,7°C) için önemli ölçüde daha düşük değerler bulunur. Düşük erime noktası lehim ve termal sigortalar için önemlidir; yüksek erime noktası ise vakum ve yüksek sıcaklık bileşenleri için önemlidir.
Ancak bu ilişkiler, operasyonel direncin basit bir sıralamasını oluşturmaz. Örneğin, tungsten çok yüksek bir erime noktasına sahip olabilir, ancak sıcak havada yoğun oksidasyona maruz kalması, koruyucu atmosfer olmadan uygulamalarını sınırlar.
Erime noktası hakkında sıkça sorulan sorular – SSS
Çeliğin erime noktası nedir?
Tüm çelikler için geçerli tek bir değer yoktur. Birçok karbon çeliği için kılavuz aralık yaklaşık olarak 1425 ile 1540°C arasındadır, ancak bu kimyasal bileşime ve malzeme türüne bağlıdır.
304 paslanmaz çelik hangi sıcaklıkta erir?
1.4301 / AISI 304 için genellikle yaklaşık 1400–1450°C aralığı verilir.
316L çeliği hangi sıcaklıkta erir?
1.4404 / AISI 316L için karakteristik sıcaklık aralığı yaklaşık 1375–1400°C'dir.
2205 dubleks çeliğin erime noktası nedir?
1.4462 / 2205 için genellikle yaklaşık 1385–1445°C verilir.
Demirin erime noktası nedir?
Saf demir (Fe), atmosfer basıncında yaklaşık 1538°C'de erir.
Alüminyumun erime noktası nedir?
Saf alüminyum için bu değer yaklaşık 660,3°C'dir; alüminyum alaşımlarının katılaşma özellikleri farklıdır.
Bakırın erime noktası nedir?
Saf bakırın erime noktası yaklaşık 1084,6°C'dir.
Pirinç metalinin erime noktası nedir?
Pirinç, bakır-çinko alaşımları ailesine aittir. Erime aralıkları değişiklik gösterir ve birçok çeşidi için yaklaşık olarak 900–1050°C aralığındadır.
Kalayın erime noktası nedir?
Saf kalay yaklaşık 231,9°C'de erir.
Tungstenin erime noktası nedir?
Tungsten yaklaşık 3422°C'de erir ve metaller arasında en yüksek erime noktasına sahiptir.
Solidus ve liquidus ne anlama gelir?
Solidus, bir alaşımın erime aralığının alt sınırıdır ve liquidus ise tam erimenin sınırıdır. Bu ikisi arasında, sıvı ve katı fazlar denge halinde bir arada bulunabilir.
Erime noktası, maksimum çalışma sıcaklığını mı gösterir?
Hayır. Sürünme, zamanla oluşan dayanım, oksidasyon, korozyon ve mikroyapısal kararlılık da izin verilen çalışma sıcaklığını belirler.
Daha yüksek karbon içeriği, çeliğin erime noktasını her zaman düşürür mü?
Fe–C sisteminde, belirli bir aralıkta karbon içeriğinin artırılması katılaşma sıcaklığını düşürür; ancak diğer katkı maddeleri içeren gerçek çeliklerde, cevabı bulmak için tüm bileşimin analizi gerekir.
Çelik normal sertleştirme işlemi sırasında erimeye başlar mı?
Hayır. Tipik sertleşme, katı halde, katılaşma sıcaklığından önemli ölçüde daha düşük sıcaklıklarda gerçekleşir. Erime, uygunsuz veya aşırı ısıtmadan kaynaklanabilir.
Yüksek sıcaklıklarda çalışacak malzeme seçimi
Çubuk, levha, boru ve dövme parçalar sipariş ederken, aşağıdaki bilgileri sağlamak önemlidir: belirli bir çelik veya alaşım türüÇalışma sıcaklığı aralığı, yük süresi ve çalışma ortamı gibi faktörler dikkate alınmalıdır. Malzeme seçimi yalnızca erime noktası karşılaştırmalarına dayanmamalıdır. Kalite listeleri ilgili bölümde bulunabilir. çelik kaliteleri ve özel alaşımlarve bu bölümde termal özelliklere ilişkin daha geniş bir tartışma yer almaktadır. Çelik ve metallerin fiziksel özellikleri.
Türün tam olarak ne olduğunu bilmiyor musunuz? Yüksek sıcaklık uygulamaları için malzeme seçerken, sadece erime noktası ve kimyasal bileşim değil, aynı zamanda ısı direnci, sürünme direnci, yükleme koşulları ve gerekli ürün formu da önemlidir. Bu ayrıntıların fiyat teklifi aşamasında belirtilmesi önemlidir.