Tačka topljenja čelika odnosi se na tačku na kojoj čelik mijenja svoj oblik iz čvrstog u tekući nakon zagrijavanja. Metali imaju različite tačke topljenja i stoga ovaj članak objašnjava sve što trebate znati o tačkama topljenja čelika.
Šta je tačka topljenja metala
Tačka topljenja metala odnosi se na tačku na kojoj se metal pretvara u tekućinu kada je izložen ekstremnim temperaturama. Na tački topljenja, i čvrsto i tekuće stanje metala je u ravnoteži.
Šta je tačka topljenja čelika
Općenito, čelik ima tačku topljenja od 1370°C/2500°F. Uz to, također je važno razumjeti da čelik ima različite oblike i svaki od ovih oblika pokazuje različite tačke topljenja. Normalno, tačka topljenja čelika varira u zavisnosti od legirajućih elemenata kao i od hemijskog sastava.
Tačka topljenja nerđajućeg čelika
Nehrđajući čelik se najčešće koristi u proizvodnji kuhinjskog pribora. Tačka topljenja nehrđajućeg čelika kreće se između 1375°C i 1530°C. Ovo je ekvivalentno 2500°F i 2785°F. Govoreći o tački topljenja, elementi prisutni u nerđajućem čeliku utiču na njegovu tačku topljenja.
· Temperatura topljenja ugljeničnog čelika
Ugljični čelik ima tačku topljenja od 1410°C što je ekvivalentno 2570°F. Osim toga, ovaj razred ugljičnog čelika može se dalje kategorizirati kao čelik sa srednjim, visokim i ultra visokim ugljikom. Za njih očekujte tačku topljenja u rasponu od 1410 do 1540°C.
· Temperatura topljenja blagog čelika
Blagi čelik je napravljen od ugljika i željeza. Ova vrsta čelika ima tačku topljenja koja pada između 1350°C i 1530°C. Imajte na umu da njegova tačka topljenja u velikoj mjeri ovisi o količini prisutnog ugljika.
Normalno, količina ugljika prisutna u ovoj vrsti čelika kreće se od 0.05% do 0.03%. Što je veći sadržaj ugljika to je niža temperatura i obrnuto. Zbog svoje visoke temperature topljenja, blagi čelik je idealan izbor za kovanje.
· Tačka topljenja alatnog čelika
Kao što naziv govori, alatni čelik se koristi u izradi alata. To je najtvrđi tip čelika i to objašnjava zašto je vrlo pogodan za izradu alata. Sa sadržajem ugljika u rasponu od 0.7 do 1.4%, alatni čelik pokazuje tačku topljenja u rasponu od 1400°C do 1425°C. Ovo je ekvivalentno 2550°F do 2600°F.
· Temperatura topljenja legiranog čelika
Legirani čelik se sastoji od nekoliko drugih elemenata kao što su nikl, hrom, silicijum i mangan samo da spomenemo neke. Postoje dvije vrste legiranog čelika i to visoko legirani čelik i nisko legirani čelik. Visokolegirani čelik ima nižu tačku topljenja od 1415°C u poređenju sa niskolegiranim čelikom koji ima tačku topljenja od 1432°C.
· Tačka topljenja čelika
Poznato je da maraging čelik ima leguru s niskim udjelom ugljika i željeza i pokazuje veliku čvrstoću dok zadržava svoju duktilnost. Ima tačku topljenja od 1413°C što je ekvivalentno 2575°F. U većini slučajeva, naći ćete da se koristi u proizvodnji okvira za bicikle, pozlaćenih glava palica i oštrica mačevalačkih mačeva da spomenemo samo neke.
Najbolji način za topljenje čelika
Topljenje čelika se može obaviti na nekoliko načina uključujući:
Topljenje čelika u peći
Za topljenje čelika možete koristiti ili elektrolučnu peć ili ljevaonicu. Nakon što se čelik ubaci u elektrolučnu peć, elektrode u peći olakšavaju proizvodnju električnih struja koje tope čelik.
S druge strane, livnička peć koristi propan za zagrijavanje čelika. Potonji je sporiji i stoga nije pogodan za proizvodnju velikih razmjera.
Indukcijsko topljenje čelika
Indukcijsko topljenje se obično koristi za taljenje različitih metala, a čelik nije izuzetak. Ne samo da je brži nego i štedi energiju.
U ovoj metodi, električne struje se koriste za taljenje čelika indukcijskim grijanjem. Kada se indukcijska peć zagrije na temperaturu topljenja, čelik se stavlja unutra i zagrijava.
Čelik za ponovno topljenje elektrošljake
Ovaj proces se uglavnom koristi za rafiniranje i ponovno taljenje čelika pomoću elektroda, zauzvrat, za proizvodnju ingota visokog kvaliteta.
Peć je jedan od najboljih i najčešćih načina topljenja čelika.
Vrste peći za topljenje čelika
Četiri glavne vrste peći za topljenje se obično koriste za taljenje čelika, naime;
i. Električna lučna peć - Električna lučna peć se koristi za zagrijavanje čelika pomoću ugljičnih elektroda. Proces zagrijavanja se sastoji od tri glavne metode uključujući topljenje, rafiniranje i točenje.
ii. Otvorena peć - To je jedna od najstarijih peći za topljenje koja zagrijava čelik sagorijevanjem goriva u ložištu.
iii. Peć s loncem – Čelik se ubacuje u lončić (kontejner koji drži čelik) i kasnije se stavlja u komoru peći gdje se zagrijava.
iv. Indukciona peć
Indukcijska peć radi generiranjem topline što je olakšano elektromagnetnom indukcijom. Međutim, idealan je za male proizvodne industrije.
Materijali koji se koriste za topljenje čelika
Prvo morate zagrijati ugljik i željezo da biste formirali čelik. Kao takva, peć se koristi za zagrijavanje čelika do željene točke topljenja. Ovisno o vrsti peći koju odaberete, možda će vam trebati lonac.
Ovo je kontejner koji drži čelik unutar peći tokom procesa topljenja. Uz to, struja, prirodni plin ili propan pomoći će vam da postignete željene temperature topljenja
Faktori koji određuju temperaturu topljenja čelika
Temperatura topljenja je često određena sastavom elemenata metala. Uzmimo za primjer čelik, on sadrži dva elementa, ugljik i željezo. Što je sastav elemenata veći to je niža tačka topljenja i obrnuto.
Drugi elementi koji određuju temperaturu topljenja čelika su:
· Sila privlačenja između pojedinačnih molekula čelika
Jaka privlačna sila između molekula podrazumijeva višu temperaturu topljenja. Zapamtite, različite vrste čelika imaju različite molekularne sile privlačenja.
Opet, većina vrsta čelika ima kompaktnu strukturu koja se topi samo na relativno visokim temperaturama.
· Nečistoće
Čelik može imati različite legirne elemente kako bi se postigli specifični zahtjevi primjene. Obično, ovi elementi zajedno s drugim spojevima tvore "nečistoće".
Ovisno o vrsti elemenata, tačka topljenja čelika može biti nešto viša ili niža.
Naravno, druge varijable kao što su pritisak ili uslovi okoline takođe određuju temperaturu taljenja čelika.
Zašto je važno znanje o tački topljenja čelika
Poznavanje tačke topljenja čelika ili bilo kojeg metala, općenito, ključno je za učinkovito funkcioniranje dijelova i strojeva.
Kvar komponente je jedan od glavnih rizika koji može nastati zbog pogrešne procjene tačke topljenja.
Češće nego ne, ovo utječe na primjene čelika koje funkcioniraju u okruženjima s visokim temperaturama. Postoji potreba da se osigura da ove aplikacije mogu izdržati temperature kako bi se izbjegao kvar komponenti.
Da ne spominjemo da čelik mora biti u tekućem stanju da bi se mogao oblikovati. Kao takvo, svako kašnjenje bi moglo dovesti do stvrdnjavanja čelika što bi u suprotnom moglo pokvariti cjelokupni proces.
Kako toplinska ekspanzija utječe na tačku topljenja čelika
Toplotna ekspanzija se odnosi na promjenu volumena tvari nakon što je podvrgnuta različitim razinama topline. Međutim, metal sa nižom tačkom topljenja ima veće termičko širenje i to utiče na upotrebu metala.
Stoga je važno uzeti u obzir stopu toplinske ekspanzije čeličnog metala kada odlučujete o njegovoj namjeni.
zaključak
Kao pravilo, prije topljenja znajte vrstu čelika s kojim imate posla i njegovu namjenu. Različiti tipovi čelika imaju različite tačke topljenja. Da biste postigli točne rezultate, razumite vrstu čelika koju namjeravate rastopiti i koristite odgovarajuću metodu topljenja da biste ga otopili.
više resursa:
Tačka topljenja titana – Izvor: HM
Tačka topljenja metala – Izvor: Metalni supermarket