Kolik stupňů je potřeba k roztavení hliníku?

Přechod Al a slitin na něm založených z pevného stavu agregace (počátečního) do kapalného nastává, když je do něj dodáváno teplo. To lze provést externě nebo přímým podáváním do tloušťky materiálu (volba, indukční ohřev).

Obecné informace o procesu

V pevném stavu se krystalová mřížka kovu skládá ze zrn, která jsou prostorově orientována libovolným způsobem (takové struktury se nazývají polykrystalické).

Během procesu tavení se objem kovu zvětšuje. V chemicky čistých se vyskytuje rychle a při určitých teplotách. Příklad. Skutečná teplota tání Al (t):

• ultračistý, s procentem Al 99,996 %, rovná se 660,37 °C;
• když podíl čistého kovu klesne na 99,5, t = 657 °C;
• při 99,0 %, t = 643 °C.

Prudký nárůst objemu nastává vlivem určitého tepla, které iniciuje tání. Tato veličina se nazývá latentní teplo.

Ten přispívá k tomu, že původní krystalická struktura materiálu ztrácí řád a hustotu. Proces je reverzibilní (chlazení/ohřev).

Teplota tání, nazývaná rovnováha

Jakékoli chemicky čisté kovy, včetně hliníku, mají teplotní charakteristiku nazývanou „bod tání“. Materiály, které se k němu dostanou, se stanou kapalnými. U malých objemů vzorků hliníku dochází k přechodu do jiného stavu agregace tak rychle (z hlediska změn teploty), že jej lze měřit s přesností 0,1°C.

Opačný postup, zahrnující přechod do pevného skupenství, nastává při dosažení „bodu tuhnutí“. Za rovnovážných podmínek, s čistě teoretickým předpokladem, je jeho hodnota rovna teplotě tání. Ve skutečnosti jsou mezi těmito hodnotami drobné rozdíly.

Počáteční a koncové teploty tání

Tyto dvě veličiny je také třeba vzít v úvahu při zvažování otázky tavení kovů:

• první, „solidus“ (pevná látka) je hodnota teploty, při které začíná proces tání;
• druhý, „liquidus“ (kapalina) – označuje indikátor, jehož dosažení vede k dokončení tavení.

Slitiny na bázi hliníku začnou krystalizovat, když dosáhnou hodnoty zvané „liquidus“. Vytvrzování končí, když je dosaženo „solidu“. Mezi těmito hodnotami je kov v kašovitém stavu.

Vliv na procesy tavení nečistot a legujících prvků

Přidáním aditiv, včetně legujících, do chemicky čistého kovu se dosáhne snížení teploty potřebné pro zahájení procesu tavení. Například významný obsah Mg a Si ji snižuje na téměř 500 °C.

U slitin se definice „bodu tání“ ve skutečnosti nepoužívá, protože tento proces probíhá v určitém teplotním rozsahu.

Vlastnosti tavení siluminu

Různé slitiny, které mají široký teplotní rozsah mezi hodnotami likvidu (solidus), se nazývají eutektické. Příklad. E Slitiny na bázi Al obsahující 12,5 % Si, tento rozsah je snížen na bod tání. Právě tato hodnota teploty se bude nazývat eutektická. Tato slitina patří do skupiny siluminů s odlévacími vlastnostmi. Jeho hodnota je 577°C.

Zvýšení procenta Si vede ke snížení hodnoty „liquidus“ z max (hodnota pro čistý Al je 660 °C) s hodnotou „solidus“ (577 °C).

Z dalších legujících materiálů je třeba zmínit Mg. Při jeho obsahu 450 % lze dosáhnout eutektické teploty 18,9 °C. Pro Gu je tato teplota 548 °C. Pro Mn, 658 °C.

Většina slitin obsahuje tři nebo více legujících prvků. Proto mohou být uvažované teploty ještě nižší.

Proces tavení hliníku (jeho slitin) je velmi složitý technologický proces. Pro získání požadovaného výsledku je třeba vzít v úvahu značné množství vnějších faktorů, včetně různých teplotních charakteristik.