گرما ساختار فیزیکی یا شیمیایی تقریباً همه چیز را تغییر می دهد. هنگامی که اکثر جامدات به دمای معینی می رسند، حالت خود را تغییر می دهند.
احتمالاً به یاد دارید که این را در طی یک آزمایش علمی در مدرسه ابتدایی یاد گرفتید که در آن از آب برای کشف حالت های جامد، مایع و گاز استفاده کردید. در این درس متوجه شدید که یخ فقط آب در حالت جامد است. آن را به اندازه کافی گرم کنید تا یخ به حالت مایع خود بازگردد. به حرارت دادن مایع ادامه دهید تا در نهایت به شکل بخار تبدیل به گاز شود.
یخ زمانی که به دمایی می رسد که به نقطه ذوب معروف است از جامد به مایع تبدیل می شود. برای آب، این نقطه 32 درجه فارنهایت یا 0 درجه سانتیگراد است. متوجه خواهید شد که این نقطه انجماد آب نیز هست. در نقطه ذوب / انجماد، یک ماده در تعادل کامل بین ذوب و منجمد وجود دارد. چیزها را یک درجه خنک کنید و ماده شروع به جامد شدن خواهد کرد. آن را گرم کنید و محصول شروع به مایع شدن می کند.
برخلاف آب، سایر جامدات از طریق فرآیندی به نام تصعید مستقیماً به گاز تبدیل می‌شوند در حالی که برخی دیگر از طریق واکنش فیزیکی یا شیمیایی دیگری تجزیه می‌شوند.
اگرچه فلزی نیست.
هنگامی که در معرض دمای کافی بالا قرار می گیرند، فلزات ذوب می شوند. آنها همچنین وقتی در معرض حرارت زیاد قرار می گیرند که به نقطه ذوب نمی رسد نرم می شوند. فلزات نرم شکل پذیرتر هستند، به این معنی که صنعتگران و کارگران فلزی می توانند آنها را به شکل های زیبا یا مفید خم کنند.
تمام فلزات نقطه ذوب یکسانی ندارند. حتی تمام گریدهای یک فلز در یک دما ذوب نمی شوند.
بیایید به طور خاص در مورد نقطه ذوب فولاد ضد زنگ صحبت کنیم.
چرا باید نقطه ذوب فولاد ضد زنگ را بدانید؟
اگر شما یک کارگر فلزی یا مهندس هستید که فولاد ضد زنگ را در دمای بالا پردازش می کنید، باید نقطه ذوب را بدانید. در غیر این صورت، ممکن است یک قطعه فولادی مفید را به یک آشفتگی تبدیل کنید.
دانستن نقطه ذوب در چه مواردی اهمیت دارد؟
نقطه ذوب ممکن است روی کاربران تأثیری نداشته باشد، اما برای کارگران مهم است. ذوب و ریخته گری فولاد ضد زنگ بستگی به درجه حرارت مناسب دارد.
نقطه ذوب فولاد فقط برای کارگران فولادی که در حال ساخت تکیه گاه های سازه ای هستند مهم نیست. همچنین برای فولاد ضد زنگ که برای تولید لوازم آشپزخانه یا لوازم پزشکی استفاده می شود بسیار مهم است.
نحوه تعیین نقطه ذوب فولاد ضد زنگ
با توجه به همه این عوامل، محققان چگونه نقطه ذوب دقیق یک آلیاژ را مشخص می کنند؟
آنها از چیزی به نام اصل تعیین نقطه ذوب استفاده می کنند. این اصل بر تغییر یک ماده در ظرفیت هدایت نور برای تعیین نقطه ذوب تکیه دارد. یک ماده کریستالی جامد در پنج نقطه رسانایی نور حرکت می کند و در نهایت در حالت مایع به یک نقطه شفاف می رسد.
محققان از روش مویرگی برای تعیین نقطه ذوب یک عنصر یا آلیاژ استفاده می کنند. آنها نمونه ای از مواد را در یک لوله نقطه ذوب مویرگی دیواره نازک قرار می دهند که در کنار یک منبع گرما و یک دماسنج دقیق قرار دارد. سپس محققان دما را با سرعت یک درجه سانتیگراد در هر دقیقه افزایش دادند.
هنگامی که مواد داخل لوله به حالت کاملاً مایع می رسد، محققان دما را به عنوان نقطه ذوب مواد ثبت می کنند.
نقطه ذوب فولاد کربن چیست؟
نقطه ذوب فولاد از 2500 2800 درجه فارنهایت یا 1371 1540 درجه سانتیگراد متغیر است. چرا محدوده؟ چرا فقط یک نقطه روی دماسنج نیست؟
برخلاف فلز خالصی مانند آهن، فولاد یک آلیاژ است. فلزات خالص دمای دقیقی دارند که نقطه ذوب آنهاست. با این حال، آلیاژها شامل عناصر متعدد با نقاط ذوب متفاوت هستند. بنابراین آلیاژها در دمای ثابت ذوب یا منجمد نمی شوند.
فولاد آلیاژی از آهن و کربن است. فولاد ضد زنگ همچنین شامل کروم و معمولاً نیکل و سایر عناصر در آلیاژ خود است. افزودن هر عنصر جدید نقطه ذوب کلی را کاهش می دهد. به این حالت افسردگی نقطه ذوب می گویند.
نقطه ذوب فولاد ضد زنگ چقدر است؟
نقطه ذوب فولاد ضد زنگ بین 2550 تا 2790 درجه فارنهایت یا 1400 تا 1530 درجه سانتی گراد است.
نقطه ذوب نوع خاصی از فولاد ضد زنگ به ترکیب شیمیایی دقیق آن بستگی دارد. هر عنصر نقطه ذوب خود را در معادله می آورد. عناصر اصلی تشکیل دهنده فولاد ضد زنگ آهن، کروم و نیکل هستند.
آهن خالص دارای نقطه ذوب ثابت 1535 درجه سانتیگراد، کروم 1890 درجه سانتیگراد و نیکل 1453 درجه سانتیگراد است. این اعداد را با محدوده 1400 1530 درجه سانتیگراد برای فولاد ضد زنگ مقایسه کنید.
هر درجه از فولاد ضد زنگ ترکیب کمی متفاوت از عناصر دارد. در نتیجه، نقطه ذوب دقیق در گریدهای مختلف متفاوت است.
چگونه نقطه ذوب در درجه های مختلف متفاوت است؟
فولاد ضد زنگ در پنج خانواده و بیش از 150 درجه وجود دارد. با این حال، تنها 15 مورد از این درجه ها معمولا استفاده می شود.
دو گرید محبوب فولاد ضد زنگ 304 و 316 هستند. هر دو گرید بخشی از خانواده فولاد ضد زنگ آستنیتی هستند که حدود دو سوم فولاد ضد زنگ تولید شده را شامل می شود. فولاد زنگ نزن آستنیتی دارای ساختار کریستالی مکعبی است که در تمام دماها از دمای برودتی تا نقطه ذوب ثابت می ماند.
نقطه ذوب فولاد ضد زنگ می تواند از حداقل 1375 درجه سانتیگراد برای فولاد درجه 316 تا حداکثر 1510 درجه سانتیگراد برای درجه 430 متفاوت باشد. رایج ترین درجه، 304، دارای نقطه ذوب 1400 1450 درجه سانتیگراد است.
نقطه ذوب فولاد ضد زنگ برای شما چه معنایی دارد؟
دمای بالا بر استحکام کششی بیشتر فلزات تأثیر می گذارد. هنگامی که فولاد در معرض گرمای شدید قرار می گیرد، سفت تر می شود و خم شدن آن آسان تر می شود. برای فولاد ضد زنگ، این معمولا در حدود 1000 درجه سانتیگراد اتفاق می افتد.
استحکام کششی برای کاربر مهم است.
اگر در حال ساخت یک سبد فولادی هستید که اجسام سنگین را در یک محیط بسیار گرم نگه می دارد، استحکام کششی آن سبد تعیین می کند که چقدر وزن می تواند تحمل کند. یک سبد ممکن است دو برابر بیشتر از وزنی که در دمای 1000 درجه تحمل کند، در 800 درجه سانتیگراد وزن داشته باشد. دمای بالا همچنین می تواند به اتصالات جوش داده شده روی سبد آسیب برساند.
علاوه بر تغییرات فیزیکی که نقطه ذوب می تواند ایجاد کند، به تعیین مقاومت جسم در برابر اکسیداسیون و سولفوریزاسیون نیز کمک می کند. اکسیژن و گوگرد هر دو آهن را از بین می برند. فولاد ضد زنگ به دلیل داشتن کروم در برابر اکسیداسیون و سولفید شدن مقاوم است. اما گنجاندن نیکل که نقطه ذوب نسبتاً پایینی دارد، قدرت محافظتی کروم را کاهش می‌دهد و آهن و در نتیجه فولاد ضد زنگ را در معرض آسیب احتمالی اکسیژن یا گوگرد قرار می‌دهد.
در نتیجه، نقطه ذوب پارامتر مهمی است که باید هنگام انتخاب مواد یا تکنیک‌های ساخت فولاد ضد زنگ در نظر گرفت.
