Teräksen sulamispiste – Metallurgien lopullinen opas

Teräksen sulamispisteellä tarkoitetaan pistettä, jossa teräs muuttaa muotonsa kiinteästä nestemäiseksi kuumennettaessa. Metalleilla on erilaiset sulamispisteet, joten tämä artikkeli selittää kaiken, mitä sinun tulee tietää teräksen sulamispisteistä.

Mikä on metallin sulamispiste

Metallin sulamispisteellä tarkoitetaan pistettä, jossa metalli muuttuu nesteeksi äärimmäisissä lämpötiloissa. Sulamispisteessä metallin kiinteä ja nestemäinen tila ovat tasapainossa.

Mikä on teräksen sulamispiste

Yleensä teräksen sulamispiste on 1370°C/2500°F. On kuitenkin tärkeää ymmärtää, että teräksellä on erilaisia ​​muotoja ja jokaisella näistä muodoista on erilaiset sulamispisteet. Normaalisti teräksen sulamispiste vaihtelee seosalkuaineiden sekä kemiallisen koostumuksen mukaan.

Ruostumattoman teräksen sulamispiste

Ruostumatonta terästä käytetään yleisesti keittiövälineiden valmistuksessa. Ruostumattoman teräksen sulamispiste vaihtelee 1375°C ja 1530°C välillä. Tämä vastaa 2500°F ja 2785°F. Sulamispisteestä puhuttaessa ruostumattomassa teräksessä olevat alkuaineet vaikuttavat sen sulamispisteeseen.

Ruostumattoman teräksen muovattavuus
Ruostumattoman teräksen muovattavuus

· Hiiliteräksen sulamislämpötila

Hiiliteräksen sulamispiste on 1410°C, mikä vastaa 2570°F. Tämän lisäksi tämä hiiliteräslaji voidaan edelleen luokitella keski-, korkea- ja ultrakorkeahiiliseksi teräkseksi. Näiden sulamispisteen odotetaan olevan 1410-1540°C.

· Mieto teräksen sulamislämpötila

Kevyt teräs on valmistettu hiilestä ja raudasta. Tämän tyyppisen teräksen sulamispiste on 1350 °C ja 1530 °C välillä. Muista, että sen sulamispiste riippuu suuresti läsnä olevan hiilen määrästä.

Normaalisti tämäntyyppisessä teräksessä läsnä olevan hiilen määrä vaihtelee välillä 0.05 - 0.03%. Mitä korkeampi hiilipitoisuus, sitä alhaisempi lämpötila ja päinvastoin. Korkean sulamislämpötilansa ansiosta pehmeä teräs on ihanteellinen valinta takomiseen.

· Työkaluteräksen sulamispiste

Kuten nimestä voi päätellä, työkaluterästä käytetään työkalujen valmistuksessa. Se on kovin teräslaji ja tämä selittää, miksi se sopii hyvin työkalujen valmistukseen. Hiilipitoisuuden ollessa 0.7 - 1.4 %, työkaluteräksen sulamispiste on 1400 - 1425°C. Tämä vastaa 2550°F - 2600°F.

· Seosteräksen sulamislämpötila

Seosteräs koostuu useista muista elementeistä, kuten nikkelistä, kromista, piistä ja mangaanista vain muutamia mainitakseni. Seostettua terästä on kahta tyyppiä, nimittäin runsasseostettua terästä ja niukkaseosteista terästä. Runsasseosteisella teräksellä on alempi sulamispiste 1415°C verrattuna niukkaseosteiseen teräkseen, jonka sulamispiste on 1432°C.

· Maraging-teräksen sulamispiste

Maraging-teräksellä tiedetään olevan vähähiilinen rautaseos ja sillä on suuri lujuus säilyttäen samalla taipuisuutensa. Sen sulamispiste on 1413°C, mikä vastaa 2575°F. Useimmissa tapauksissa sitä käytetään polkupyörän runkojen, kullattujen mailanpäiden ja miekan terien valmistukseen vain muutaman mainitakseni.

Paras tapa sulattaa terästä

Teräksen sulatus voidaan tehdä useilla tavoilla, mukaan lukien:

Teräksen sulatus uunissa

Voit käyttää joko valokaariuunia tai valimouunia teräksen sulattamiseen. Kun teräs on ladattu valokaariuuniin, uunissa olevat elektrodit helpottavat terästä sulattavien sähkövirtojen tuotantoa.

Toisaalta valimouunissa käytetään propaania teräksen lämmittämiseen. Jälkimmäinen on hitaampi eikä siksi sovellu suuriin tuotantoihin.

Sähköinen sulatusuuni
Sähköinen sulatusuuni

Induktiosulava teräs

Induktiosulatusta käytetään yleisesti eri metallien sulattamiseen, eikä teräs ole poikkeus. Se ei vain ole nopeampi, vaan myös säästää energiaa.

Tässä menetelmässä sähkövirtoja käytetään teräksen sulattamiseen induktiokuumennuksen avulla. Kun induktiouuni on lämmitetty sulamislämpötilaan, teräs ladataan sisään ja kuumennetaan.

Induktiosulatusjärjestelmä
Induktiosulatusjärjestelmä

Sähkökukan uudelleensulattava teräs

Tätä prosessia käytetään enimmäkseen teräksen jalostamiseen ja sulattamiseen käyttämällä elektrodeja, jotka puolestaan ​​tuottavat korkealaatuisia harkkoja.

Uuni on yksi parhaista ja yleisimmistä tavoista sulattaa terästä.

Sähkökukan uudelleensulatusjärjestelmä
Sähkökukan uudelleensulatusjärjestelmä

Terässulatusuunien tyypit

Teräksen sulattamiseen käytetään yleisesti neljää päätyyppiä sulatusuuneja;

i. Sähkökaariuuni - Valokaariuunia käytetään teräksen lämmittämiseen hiilielektrodilla. Kuumennusprosessi käsittää kolme päämenetelmää, mukaan lukien sulatus, raffinointi ja talteenotto.

ii. Open Hearth Furnace -Se on yksi vanhimmista sulatusuuneista, joka lämmittää terästä polttamalla polttoainetta tulisijassa.

iii. Upokasuuni – Teräs ladataan upokkaan (säiliö, jossa on terästä) ja laitetaan myöhemmin uunin kammioon, jossa lämmitys tapahtuu.

Upokasuuni
Upokasuuni

iv. Induktiouuni

Induktiouuni toimii tuottamalla lämpöä, jota helpottaa sähkömagneettinen induktio. Se on kuitenkin ihanteellinen pienille tuotantoteollisuudille.

Teräksen sulattamiseen käytetyt materiaalit

Ensinnäkin sinun on lämmitettävä hiiltä ja rautaa teräksen muodostamiseksi. Sellaisenaan uunia käytetään teräksen lämmittämiseen haluttuun sulamispisteeseen. Valitsemasi uunin tyypistä riippuen saatat tarvita upokkaan.

Tämä on säiliö, joka pitää teräksen uunin sisällä sulatusprosessin aikana. Lisäksi sähkö, maakaasu tai propaani auttavat sinua saavuttamaan halutut sulamislämpötilat

Teräksen sulamislämpötilan määräävät tekijät

Sulamislämpötila määräytyy usein metallin alkuainekoostumuksen mukaan. Otetaan esimerkiksi teräs, se sisältää kaksi alkuainetta, nimittäin hiiltä ja rautaa. Mitä enemmän elementtikoostumusta, sitä matalampi sulamispiste ja päinvastoin.

Muut elementit, jotka määrittävät teräksen sulamislämpötilan, ovat:

· Vetovoima yksittäisten teräsmolekyylien välillä

Molekyylien välinen voimakas vetovoima merkitsee korkeampaa sulamislämpötilaa. Muista, että eri teräslaaduilla on erilaiset molekyylivoimat.

Jälleen useimmilla teräslaaduilla on kompakti rakenne, joka sulaa vain suhteellisen korkeissa lämpötiloissa.

· Epäpuhtaudet

Teräksessä voi olla erilaisia ​​seosaineita erityisten sovellusvaatimusten saavuttamiseksi. Yleensä nämä alkuaineet yhdessä muiden yhdisteiden kanssa muodostavat "epäpuhtauksia".

Elementtien tyypistä riippuen teräksen sulamispiste voi olla hieman korkeampi tai matalampi.

Tietysti myös muut muuttujat, kuten paine tai ympäristöolosuhteet, määräävät teräksen sulamislämpötilan.

Miksi teräksen sulamispisteen tuntemus on tärkeää

Teräksen tai minkä tahansa metallin sulamispisteen tunteminen yleensä on kriittistä osien ja koneiden tehokkaan toiminnan kannalta.

Komponenttien vika on yksi suurimmista riskeistä, jotka voivat johtua sulamispisteen väärästä arvioinnista.

Useimmiten tämä vaikuttaa terässovelluksiin, jotka toimivat korkeissa lämpötiloissa. On varmistettava, että nämä sovellukset kestävät lämpötiloja komponenttien vioittumisen välttämiseksi.

Puhumattakaan siitä, että teräksen on oltava nestemäisessä tilassa, jotta se olisi muovattavissa. Sellaisenaan kaikki viivästykset voivat johtaa teräksen jähmettymiseen, mikä voisi muuten häiritä koko prosessia.

Miten lämpölaajeneminen vaikuttaa teräksen sulamispisteeseen

Lämpölaajeneminen tarkoittaa aineen tilavuuden muutosta, kun se altistuu eri lämpötasoille. Kuitenkin metallilla, jolla on alhaisempi sulamispiste, on suurempi lämpölaajeneminen, joten tämä vaikuttaa metallin käyttöön.

Siksi on tärkeää ottaa huomioon teräsmetallin lämpölaajenemisnopeus päätettäessä sen käyttötarkoituksesta.

Yhteenveto

Peukalosääntönä on, että tiedä, minkä tyyppisen teräksen kanssa olet tekemisissä, ja aiottuun tarkoitukseen ennen sulattamista. Eri teräslaaduilla on erilaiset sulamispisteet. Tarkkojen tulosten saavuttamiseksi ymmärrä terästyyppi, jonka aiot sulattaa, ja käytä sopivaa sulatusmenetelmää sen sulattamiseen.

Lisää resursseja:

Titaanin sulamispiste – Lähde: HM

Metallien sulamispiste – Lähde: Metal Supermarket

Päivitä evästeasetukset
Siirry alkuun