به طور کلی تمام فلزات، مقاومت‌بسیار زیادی در برابر فشارهای شدید و حرارت بالا دارند. تحمل بار سنگین، ضربات متعدد، محیط‌های حرارتی و… از جمله خواص و قابلیت‌های بسیاری از فلزات به خصوص فولاد هستند. کوره‌ها، ماشین‌های احتراقی، موتورهای جت، نازل‌های قابل اشتعال و سیستم‌های تخلیه، همواره در معرض دماهای بالا قرار دارند که این امر می‌تواند به ذوب شدن انواع خاصی از فلزات منجر شود.

زمانی که موضوع انتخاب یک فلز برای مصارف با دمای بالا پیش می‌آید، نقاط حرارتی گوناگونی باید مورد بررسی قرار گیرند که یکی از مهم‌ترین آنها دمای ذوب فلز است. در این مطلب قصد داریم به بررسی دمای ذوب فلزات و نقطه جوش هر کدام بپردازیم.

منظور از نقطه ذوب فلز چیست؟

دما یا درجه ذوب فلزات، دمایی است که در آن، فلز از حالت جامد به حالت مایع تغییر پیدا می‌کند. در دمای ذوب، فرم جامد و مایع فلز در حالت تعادل هستند و به یک نسبت مشخص تبدیل می‌شوند. تا زمانی که حرارت به فلز اعمال‌شود، دمای آن تا رسیدن به نقطه‌ذوب نیز افزایش پیدا می‌کند.

حرارت دهی بیشتر به فلز، موجب تبدیل فرم جامد به مایع می‌شود. فراموش نکنید که این تغییر حالت به هیچ عنوان موجب تغییر در ترکیبات و ساختار شیمیایی آن نخواهد شد؛ بلکه تنها فرم فیزیکی فلز را تغییر می‌دهد.

انتخاب فلز مناسب، همانقدر که به ویژگی‌های مکانیکی آن بستگی دارد، به ظرافت‌های ظاهری نیز وابسته است. به همین علت، فلزات برای رسیدن به ظاهر مطلوب باید پرداخت شوند. روش‌های فراوانی برای پرداخت فلزات وجود دارد، اما قبل از انتخاب روش مناسب، باید ملاحظات خاصی را در نظر گرفت.

اهمیت دمای ذوب فلزات

ممکن است برای شما هم این سوال پیش بیاید که چرا توجه به دمای ذوب فلزات مهم است؟ طی فرآیندهای مرتبط با فلز، به دلیل تفاوت در ترکیبات و ساختار هر کدام، توجه به دمای لازم برای ذوب شدن بسیار مهم است.

فرض کنید زمانی که دمای ذوب فلز مس 1084 درجه سانتی گراد است، شما تا دمای 1700 درجه آن را حرارت دهید! مسلما این حرارت بسیار بالا موجب از بین رفتن فلز مس خواهد شد. از مهم‌ترین دلایل دانستن دمای ذوب فلزات، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

1) از‌ هم‌گسیختگی اجزای فلز هنگام رسیدن به دمای ذوب

زمانی که فلز به دمای ذوب خود‌رسید، دیگر قادر نخواهد بود هدف خود را در سیستم به انجام رساند. برای مثال اگر ترکیبات موثر در عملکرد یک کوره، شروع به ذوب شدن کنند، این کوره دیگر قادر نخواهد بود که مانند گذشته به عملکرد خود ادامه دهد. اگر نازل سوخت یک موتور جت ذوب شود، روزنه‌های موتور مسدود می‌شوند و این موضوع، باعث از کار افتادن موتور خواهد شد. با توجه به این اصل که گسیختگی در فلزات قبل از ذوب شدن رخ می‌دهد، توجه به تاثیر هر دما در این روند بسیار حائز اهمیت است.

2) شکل‌پذیری فلزات در حالت مایع

فلزات در حالت مایع به بیشترین حد شکل‌پذیری خود می‌رسند. در واقع به همین دلیل فلزات را برای اهداف صنعتی متفاوت، به دمای ذوب می‌رسانند. برای انجام فرآیندهای گُدازگری، جوش‌کاری ذوبی و ریخته گری فلزات باید در حالت مایع باشند.

انجام عملیات حرارتی موجب تغییر خواص الکتریکی، مغناطیسی و ساختاری فلزات می‌شود. همان طور که فلزات کاربرد متفاوتی دارند، محیط‌های متنوع نیز، ویژگی‌های مختلفی می‌طلبند. عملیات حرارتی فلزات با در نظر گرفتن دمای ذوب و جوش آنها انجام می‌شود؛ بنابراین باید بدانید که بیشترین دمای‌کاری مش‌های فلزی چقدر است.

با توجه به مطالب گفته شده، کسب اطلاع از نقطه ذوب فلزات در انجام فرآیندهای صنعتی نکته مهم و بسیار حائز اهمیت است. برای مثال، یک مشعل جوشکاری باید بتواند حرارت تولید‌شده از قوس الکتریکی را تحمل کند و تجهیزات ریخته گری مثل قالب‌ها باید دمای ذوب بالاتری نسبت به فلز تحت فرآیند ریخته‌گری داشته باشند.

آلیاژهای فلزی از چندین عنصر ساخته شده اند؛ بنابراین دمای ذوب آلیاژ به صورت دامنه‌ای از دماهای مختلف با ترکیبات متنوع است.

سوالات متداول

منظور از نقطه ذوب فلزات چیست؟

منظور دمایی است که در آن فلز، شروع به تغییرشکل از حالت جامد به حالت مایع می‌کند.

چه عواملی در نقطه ذوب فلزات تاثیرگذارند؟

ترکیبات شیمیایی می‌توانند نقطه ذوب فلزات را افزایش یا کاهش دهد. همچنین ساختار متالوژیکی در افزایش و کاهش نقطه ذوب موثر است.

چرا نقطه ذوب فلزات اهمیت دارد؟

موفقیت عملیات ذوب و قالب گیری بستگی به انتخاب دمای مناسب دارد؛ بنا براین دمای ذوب فلزات اهمیت بسیار زیادی دارد.