A réz olvadáspontja – Tudja, hogy a hőmérséklet olvadni kezd

Bármely fém olvadáspontját úgy határozhatjuk meg, mint azt a konkrét pontot, amikor az szilárd halmazállapotból folyékonyvá kezd válni. Pontosan ezen a hőmérsékleten egyensúly van a fémek szilárd és folyékony fázisa között.

Ez azt jelenti, hogy több hőt adhat a fémhez anélkül, hogy ezen a ponton túl a teljes hőmérsékletet növelné.

A réz olvadáspontja

Réz konfiguráció
Réz konfiguráció

A fenti leírás alapján azt is mondhatjuk, hogy a réz olvadáspontja az az egyensúlyi pont, ahol szilárd és folyékony fázisa is van. Ez egy virtuális létezés olyan hőmérsékleten, ahol a szilárd anyag folyadékká alakul.

Megjegyzendő, hogy ez az átmenet sok kémiai és szerkezeti változást fog okozni a rézfémben. A réz olvadási hőmérsékletének elemzésekor figyelembe kell venni egy másik mutatót a specifitás.

Ennek az az oka, hogy a réz két formában létezik, nevezetesen tiszta rézben és rézötvözetben. Nagyon ügyeljen a használt mértékegységre is.

Most nézzük meg a tiszta réz és a rézötvözetek olvadáspontjának sajátosságait:

Tiszta réz olvadási hőmérséklete

A tiszta réz olyan rézre utal, amelyhez nincs hozzáadva. Ennek a réznek az olvadáspontja 1085 °C. Más egységeknél 1984°F és 1357K a hőmérséklet.

Belefáradtunk a tiszta réz más formáiba is, mint például rézpor vagy nanorészecskék. Olvadáspontjaik azonban még mindig ezeken a hőmérsékleti tartományokon belül vannak.

Más mérésekkel is találkozhat, mint például a joule per mol vagy a Rankine, amelyeket a réz olvadáspontjának meghatározására használtak. Ez nem lep meg, egyszerűen a fent megadott fő hőmérsékleti mértékegységekből származtatták.

Rézötvözetek olvadási hőmérséklete

A rézötvözetek alapvetően tiszta réz, olyan adalékokkal, amelyek kiváló tulajdonságokat adnak neki. Ez az oka annak, hogy számos mérnöki alkalmazásban előnyben részesítik őket, szemben a tiszta formában lévő rézzel.

Tudjuk, hogy minden fémnek vagy nemfémes anyagnak megvan a maga olvadáspontja. Ennek az a következménye, hogy az olvadáspontok változhatnak, ha a rezet bármelyikkel kombináljuk.

Az ötvözet összetétele új olvadáspontot kap, és az ötvözetkombinációk nagyon sokfélék. Azonban csak azokra az ötvözetekre összpontosítunk, amelyek számos ipari alkalmazásban jelentősek.

RézötvözetOlvadáspont °C-ban
Arzén Réz685
Berillium réz870-980
Sárgaréz930-940
Bronz913
Réz-nikkel1170-1240
Gunmetal900-1000

 

Most már világosan összehasonlíthatja a tiszta réz olvadáspontját az egyes ötvözetekkel

A réz olvadáspontját befolyásoló tényezők

Előfordulhat olyan eset, amikor a réz olvadáspontja ingadozik. Ezt általában különböző tényezők idézik elő, amelyekről mélyreható vitát folytatunk.

Ezek közé tartozik:

Olvadt réz
Olvadt réz

· Szennyeződések

A rézben lévő szennyeződések csökkentik az olvadáspontját. A forrásra gyakorolt ​​hatás azonban eltérő, mivel ezek a szennyeződések növelik a forrást.

A tudomány mögött az áll, hogy a szennyeződések stabilizáló hatással vannak a rézfémek folyékony fázisára. Ez azt jelenti, hogy minden szennyezett réz vagy rézötvözetének olvadáspontja alacsonyabb lesz.

Sok gyártó általában csökkenti a tiszta réz olvadáspontját ötvözetek hozzáadásával. Ez nem csak a minőségét javítja, hanem a gyártási költségeket is megtakarítja.

· Légköri nyomás

A réz olvadáspontja egyenesen arányos a légköri nyomással. Ez azt jelenti, hogy a réz adagolási hőmérséklete az uralkodó környezeti feltételektől függően változhat.

A réz olvadási hőmérséklete csökken a magasság növekedésével. Ez azt jelenti, hogy a hegy tetején több hőt kell használni a réz olvasztásához, mint a talaj szintjén.

· Szemcseméret és -struktúra

A szemcseméret és szerkezet általában szennyeződésekkel vagy ötvözetként hat a rézre. A szemcseszerkezet, mondjuk egy szennyezett réz vagy sárgaréz ötvözet esetében, eltér a tiszta rézétől.

Alapvetően bármi, amit hozzáadunk a tiszta rézhez, megváltoztatja annak szemcseméretét és szerkezetét, ezáltal megváltoztatja az olvadáspontját. A Hall-Patch Relationship szerint minden kis kristályos szemcsés szerkezetű fém általában nagyon erős és kemény, így alacsonyabb olvadáspontot ad neki.

A réz olvadáspontjának ismerete

Számos okunk van arra, hogy miért kell ismernie a réz olvadáspontját:

  • Segít a rézgyártás során a legmegfelelőbb kemence kiválasztásában. Ez határozza meg az energiaforrást és az eljárás során alkalmazott hőkezelés típusát is.
  • Segít meghatározni az alkatrész meghibásodásának mértékét abban az esetben, ha a rézszerkezete az olvadáspontot meghaladó hőmérsékletnek van kitéve. Megjegyzendő, hogy az olyan hibák, mint a krepp okozta törések, néha jóval az olvadáspont alatt történnek
  • Segítséget nyújt minden gyártónak, hogy felmérje rézfémének alkalmasságát az általa vállalt projekthez. A fémek általában folyékony halmazállapotban a leginkább alakíthatók.

A réz olvasztásának módjai

Indukciós kemence réz olvasztásához
Indukciós kemence réz olvasztásához

Számos módszer létezik a réz megolvasztására. Bármilyen formában használhatja őket rézre, például lapokra, rudakra vagy csak rudakra.

Vessünk egy rövid pillantást néhány általánosan alkalmazható módszerre;

  •  Indukciós fűtés: megolvaszthatja vagy felmelegítheti a rezet elektromágnesek és oszcillátorok kombinációjával. Ezeket nagyon magas frekvenciájú váltakozó árammal látják el.
  •  Kemence fűtés: különféle kemencéket használhat a réz olvasztására. A gyakori típusok közé tartozik az indukciós kemence, a gázkemence és a kupola kemence
  • Ív olvadás: ez egy nagyon nagy elektromos áram alkalmazása a rézfém olvadáspontjának eléréséhez. Ha az áramerősség elég nagy, a réz teljesen megolvadhat.
  • Mikrohullámú olvasztás: ezek olyan kemencék, amelyek mikrohullámú sütőt használnak a réz olvadék állapotára való melegítésére.
  • Lézeres olvasztás: ahogy a neve is sugallja, nagyon nagy teljesítményű lézersugarat használunk a réz fém megolvasztására a kívánt kialakításra.
  • Infravörös fűtés: ha szükség van az oxidációs sebesség csökkentésére, szükség szerint infravörös sugárzást használunk a réz fém olvasztására.
  • Elektronsugaras olvadás: ez a módszer olyan elektronsugarat használ, amely elég erős ahhoz, hogy a réz hőmérséklete meghaladja az olvadáspontját.
  • Napelemes kemence olvasztása: ez a folyamat a nap energiáját használja fel a kemencék áramellátására. Ez egy hatékony zöld technológia, amely népszerűvé vált a modern fémgyártási iparban.
  • Meleg izosztatikus préselés: ez a nyomás és a nyomás kombinációja a réz fém olvadáspontjának eléréséhez.
  • Vákuumos olvasztás: Ha tiszta, szennyeződésmentes rézre van szüksége, a vákuumolvasztás a legjobb megoldás. Ez lehetővé teszi a magas olvadási hőmérséklet könnyű elérését.
  • Közvetlen elektromos fűtés: itt vezeti át az áramot a réz fémen. A keletkező hő elegendő ahhoz, hogy megolvadjon. Ez egy nagyon gyors és hatékony módszer, amelyet általában a legtöbb rézötvözethez használnak.
  • Hideg tégely olvasztása: a réz olvadáspontját elektromágneses indukciós melegítéssel érheti el. Ehhez a folyamathoz vízhűtéses tégelyre van szükség.
  • Oxi-üzemanyag fáklya: ez egy lángoló fáklya, amely egyesíti az oxigént és a propánt, amely elég forró ahhoz, hogy megolvasztja a rézfémet.
  • Szívó öntés: ezt a módszert többnyire bonyolult rézből készült alkatrészek gyártásakor alkalmazzák. A rezet nagyon magas hő hatására megolvasztják.

A réz olvadáspontjának hatása a gyakorlati alkalmazásokra

Amikor a réz eléri olvadáspontját, számos változás következik be, például megváltozik fizikai és mechanikai tulajdonságai. Ez azt jelenti, hogy a rézből készült bármely alkatrész meghibásodik ebben a környezetben.

Ha meghatározza azt a pontot, ahol a rézkomponens olvadni kezd, az sokat segít a gyakorlati alkalmazás stratégiájának kialakításában. Megtekinthetünk néhány ilyen alkalmazást:

· Elektromos alkalmazások

A rezet az egyik legjobb elektromos vezetőnek ismerjük a piacon. Amellett, hogy elektromos vezetékekben használják, fűtési rendszerekben és hűtőbordákban, transzformátoralkatrészek készítésére és még sok másra is használják.

Mindezeknek az alkatrészeknek és kialakításuknak hatékonyan kell működniük a megfelelő alkalmazási területeken. Ez csak akkor lehetséges, ha részletesen ismeri a fém termikus tulajdonságait.

· Hegesztés és forrasztás

Számos keményforrasztási alkalmazásban használunk rézrudakat, például hegesztéshez és forrasztáshoz. A réz termikus tulajdonságainak ismeretében megállapíthatjuk, hogy a hegesztés során melyik ponton olvad meg, hogy segítse a végső illesztést.

· Öntés és öntés

A rézöntéssel nagyon sok csodálatos terméket készíthet, például szobrokat, gyönyörű ékszereket vagy akár járműalkatrészeket. Ahhoz, hogy a legmegfelelőbb kemencét választhassa, ismernie kell a réz olvadáspontját.

Ez akkor is hasznos lesz, ha a használni kívánt szerszámot keresi. Elég rugalmasnak kell lenniük ahhoz, hogy ellenálljanak a forró réznek az olvadáspontján.

Következtetés

Megállapítottuk, hogy a réz 1085 °C-on megolvad, vagy ezáltal más tényezőktől, például szennyeződésektől függően. Ez a tudás nagyon fontos a fémgyártók és mindenki számára, aki rézfémet kezel.

Az ilyen információk sokat segítenek annak eldöntésében, hogy a réz a legjobb anyag-e a projekthez.

Fémötvözetek Olvadáspont – Forrás: Engineering Toolbox

Réz – Forrás: Science Direct

A fémek olvadáspontja – Forrás: Metal Supermarket

Frissítse a cookie-k beállításait
Lapozzon a lap tetejére