نقطه ذوب آهن و فولاد، بررسی عوامل موثر بر آن

نقطه ذوب آهن و فولاد در محصولات مختلف، متفاوت است؛ چون در ترکیب آن‌ها عنصر خاصی به‌کار رفته است. برای این‌که بدانیم نقطه ذوب این دو فلز چقدر است نیاز به بررسی بیشتری داریم. در دنیای کنونی، چون از این فلزها در صنایع مختلفی استفاده می‌شود، بررسی نقطه ذوب و عوامل موثر بر آن‌ها از اهمیت خاصی برخوردار است. برای اینکه به اطلاعات بیشتری دست پیدا کنید با ما همراه باشید.

آشنایی با مفهوم نقطه ذوب آهن و فولاد

نقطه ذوب آهن خالص، در دمای ۱۵۳۵ درجه سانتی‌گراد است. آهن در این دما، ذوب می‌شود بدون این‌که خاصیت ذرات آن از بین برود. با ذوب شدن آن، آهن انعطاف‌پذیری بالایی پیدا می‌کند. یکی از اشکال آهن، آهن اسفنجی است که آن را در هنگام تولید فولاد از سنگ آهن به‌دست می‌آورند. این نوع آهن دارای ۳۰ تا ۳۵ درصد ناخالصی بوده و به‌همین‌دلیل دمای ذوب آن ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد است. نقطه ذوب آهن و فولاد، به مراحل تولید و میزان ناخالصی‌های سنگ آهن و درصد خالص‌سازی آن‌ها بستگی دارد.

نحوه ذوب آهن

نحوه ذوب آهن، به روش‌های مورد استفاده بستگی دارد؛ اما در همه روش‌ها به حرارت بالا نیاز است.‌ از قدیمی‌ترین روش‌های مذاب کردن محصولات فلزی، ذوب فولاد به‌صورت خمیری  است. در این روش، فولاد زیر حرارت قرار می‌گیرد و به‌وسیله اکسیژن حالت آن تغییر می‌کند و  به‌تدریج کربن فولاد سوزانده می‌شود. ذوب کردن فولاد، به این روش توصیه نمی‌شود، چون گاز کربن به مقدار زیاد تولید می‌شود و به محیط زیست آسیب می‌رسد. به‌همین‌دلیل از روش‌های مدرن کمک می‌گیرند. همه کارخانجات از کوره‌های مخصوص برای ذوب کردن فولاد استفاده می‌کنند. در این کوره‌ها بدون تولید کربن  فولاد را ذوب می‌کنند.

دمای ذوب آهن، فلزات کربنی و آلیاژی زنگ نزن چند درجه است؟

برای ذوب آهن و فلزات دیگر از دمای بالا کمک می‌گیرند؛ درواقع فلزات کربنی که در آن‌ها بین ۰/۰۵ تا ۲/۱ درصد کربن موجود است، در سه نوع فولاد کم‌کربن، فولاد با کشش بالا و فولاد پرکربن تولید می‌شوند و دمای ذوب آن‌ها متفاوت است. این فلزات در دمای ۱۴۲۵ تا ۱۵۴۰ درجه سانتی‌گراد ذوب می‌شوند. برای ذوب فلزات آلیاژی زنگ‌نزن، دمای ذوب و انجماد آن‌ها ثابت نیست؛ چون عناصر به‌کاررفته در آن‌ها متفاوت است. دمای ذوب فلزات، روی قیمت میلگرد موثر است. برای مشاهده نقطه ذوب فلزات مختلف به جدول نقطه ذوب فلزات مراجعه کنید.

دمای ذوب آهن خالص

ذوب آهن خالص، در دمای ۱۵۳۵ درجه انجام می‌شود. آهن اسفنجی بین ۳۰ تا ۳۵ درصد ناخالصی دارد به‌همین‌دلیل نقطه ذوب آهن اسفنجی  ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد است.

نقطه ذوب استیل

استیل یا فولاد ضدزنگ، آلیاژی است که در ترکیب آن بین ۱۰ تا ۳۰ درصد کروم موجود است. نقطه ذوب فولاد زنگ‌‌نزن ۱۵۱۰ درجه سانتی‌گراد است.

دمای ذوب CK45

این فولاد در دمای بین ۱۳۸۰ تا ۱۵۱۴ درجه سانتی‌گراد ذوب می‌شود که از نقطه ذوب آهن اسفنجی بالاتر است.

متغیرها و عوامل موثر بر دمای نقطه ذوب فولاد

عوامل زیادی روی نقطه ذوب فولاد موثر هستند میزان ناخالصی‌هایی که در فولاد وجود دارد؛ در نقطه ذوب آن تاثیرگذار است. بالاترین نقطه ذوب فلزات برای فولادهایی که ناخالصی‌های زیادی دارند، استفاده می‌شود. ساختار متالورژیکی و تغییرات شیمیایی هم بر دمای آن تاثیرگذار هستند‌. در فرآیند ذوب فولاد، دمای مطلوب دمایی است که کمتر از نقطه ذوب و بیشتر از دمای محیط است. انواع فولاد، وقتی به حرارت مناسب می‌رسند به‌صورت یکنواخت ذوب نمی‌شوند و در قسمت‌هایی که دمای ذوب فولاد کمتر باشد با سرعت بیشتری ذوب می‌شوند؛ به‌همین‌دلیل ساختار فولاد در ذوب شدن آن تاثیر دارد.

آیا ناخالصی بر دمای ذوب فولاد اثرگذار است؟

ناخالصی‌هایی که در فولاد وجود دارد بر دمای ذوب آن اثرگذار است. این ناخالصی‌ها می‌توانند شامل کربن، منگنز، سیلسیوم، نیکل، کروم و مولیبدن باشند. همچنین تیتانیوم، نیوبیوم و مس هم، به ترکیب آن اضافه می‌شود. هرکدام از این عناصر به فولاد خواص متفاوتی می‌بخشند. مثلا منگنز، فولاد را سخت کرده  و نیکل از خوردگی آن جلوگیری می‌کند. کروم و نیکل به فولاد، خواص ضدزنگ می‌دهند. با افزایش ناخالصی‌ها، نقطه ذوب هم بیشتر می‌شود؛ به‌همین‌دلیل روی قیمت شمش آهن تاثیر می‌گذارند.

سخن پایانی

نقطه ذوب آهن ثابت بوده و نقطه ذوب فولاد تحت تاثیر ترکیبات شیمیایی تغییر می‌کند. ناخالص‌هایی که در فولاد وجود دارد نقطه ذوب آن را متفاوت می‌کند. اگر از درصد کربن بیشتری در فولاد استفاده شود، نقطه ذوب آن از آهن کمتر می‌شود. برای کسب اطلاعات بیشتر به سایت ما مراجعه کنید.‌