Metaller är kända för sin förmåga att motstå extrema förhållanden. Tung belastning, hög påverkan, frätande miljöer och till och med höga temperaturer.
Ugnar, förbränningsmotorer, jetmotorer, tändmunstycken, höghastighetsmaskiner och avgassystem utsätts konsekvent för temperaturer som kan få vissa metalltyper att smälta. När man väljer en metall för en högtemperaturapplikation och användningsområden måste flera olika temperaturpunkter utvärderas, och en av de mest kritiska temperaturerna att känna till är metallens smälttemperatur.
Introduktion till metallers smältpunkter
Smälttemperaturer är ett viktigt begrepp inom metallurgi som gäller för alla metaller. Smälttemperaturen är den temperatur vid vilken en metall går från fast till flytande form. Att veta smälttemperaturen för olika metaller är nyckeln till att förstå hur man hanterar, smältar och formar metaller
Oftast mäts smälttemperaturen i Fahrenheit eller Celsius, men det finns även andra typer av mätningar, som Kelvin. Smälttemperaturerna för olika metaller varierar beroende på metallens kemiska sammansättning.
Till exempel har koppar en smälttemperatur av 1981,4 Fahrenheit (1084,2 Celsius), medan aluminium har en smälttemperatur på 1221,5 Fahrenheit (660,3 Celsius). Smälttemperaturen för en viss metall påverkas av den kemiska sammansättningen. Till exempel innehåller koppar stora mängder kopparoxid, som har en hög smälttemperatur. Aluminium innehåller stora mängder aluminiumoxid, som har en lägre smälttemperatur.
Smälttemperaturen är också viktig för metallurgiska processer som smältning, tillverkning och bearbetning av metaller. Varje metall har en unik smälttemperatur som måste uppnås innan metallen kan smältas och formas. Om temperaturen inte är tillräckligt hög, kommer metallen inte att smälta helt och kan inte bearbetas.
Smälttemperaturen är ett mycket viktigt begrepp inom metallurgi. Genom att förstå smälttemperaturen för olika metaller kan man hantera, smälta och bearbeta metaller effektivt. Dessutom är det viktigt att förstå hur smälttemperaturen påverkas av metallens kemiska sammansättning.
Vad är smälttemperaturen för metaller?
En metalls smälttemperatur, mer vetenskapligt känd som smältpunkten, är den temperatur som en metall börjar omvandlas från en fast fas till en flytande fas. Vid smälttemperaturen existerar den fasta fasen och den flytande fasen av en metall i jämvikt. När denna temperatur har uppnåtts kan värme kontinuerligt tillföras metallen, men detta kommer inte att höja den totala temperaturen. När metallen är helt i vätskefasen kommer ytterligare värme att fortsätta att höja temperaturen på metallen.
Varför är metallsmältningstemperaturen viktig?
Det finns många viktiga temperaturer som en metall når när den värms upp antingen genom en metallbearbetningsprocess eller som ett resultat av applikationen, men smälttemperaturen för en metall är en av de viktigaste.
En anledning till att smälttemperaturen är så viktig är på grund av det komponentfel som kan uppstå när en metall når sin smälttemperatur. Metallbrott kan inträffa före smältpunkten, men när en metall når sin smälttemperatur och börjar bli en vätska, kommer den inte längre att tjäna sitt avsedda syfte. Till exempel, om en ugnskomponent börjar smälta, kommer ugnen inte längre att fungera om komponenten är tillräckligt viktig.
Om en jetmotors bränslemunstycke smälter kommer öppningarna att täppas till och kan göra motorn oanvändbar. Det är viktigt att notera att andra typer av metallbrott som sprickor kan uppstå långt innan smälttemperaturen uppnås, och research behöver göras i förväg om effekten av de olika temperaturer som en metall kommer att utsättas för.
En annan anledning till att en metalls smälttemperatur är så viktig är att metaller är mest formbara när de är flytande. Metaller värms upp till sina smälttemperaturer för många olika tillverkningsprocesser. Smältning, smältsvetsning och gjutning kräver alla att metaller är vätskor för att kunna utföras.
När man utför en tillverkningsprocess där metallen ska smältas är det viktigt att veta vid vilken temperatur det kommer att ske så att lämpliga material för den utrustning som används kan väljas. Till exempel måste en svetspistol kunna motstå omgivningsvärmen från en ljusbåge och smält metall. Gjututrustning såsom formar måste ha en högre smälttemperatur än den metall som gjuts.
Smälttemperaturer för vanliga metaller
Dessa är smälttemperaturerna för vanliga metalltyper:
- Aluminium: 660°C (1220°F)
- Mässing: 930°C (1710°F)
- Aluminiumbrons*: 1027-1038°C (1881-1900°F)
- Krom: 1860°C (3380°F)
- Koppar: 1084°C (1983°F)
- Guld: 1063°C (1945°F)
- Inconel*: 1390-1425°C (2540-2600°F)
- Gjutjärn: 1204°C (2200°F)
- Bly: 328°C (622°F)
- Molybden: 2620°C (4748°F)
- Nickel: 1453°C (2647°F)
- Platina: 1770°C (3218°F)
- Silver: 961°C (1762°F)
- Kolstål*: 1425-1540°C (2597-2800°F)
- Rostfritt stål*: 1375 – 1530°C (2500-2785°F)
- Titan: 1670°C (3038°F)
- Volfram: 3400°C (6152°F)
- Zink: 420°C (787°F)
*Legeringar har mer än ett grundämne, därför är deras smälttemperatur ett intervall som är beroende av legeringens sammansättning.
