निकल का गलनांक

1. परिचय

निकल (रासायनिक प्रतीक है, परमाणु संख्या 28) एक तन्य है, समूह से संबंधित चांदी-सफेद संक्रमण धातु 10 आवर्त सारणी का.

एनआईएसटी और रॉयल सोसाइटी ऑफ केमिस्ट्री के आधिकारिक थर्मोडायनामिक डेटा पुष्टि करते हैं कि शुद्ध निकल का मानक पिघलने बिंदु होता है 1455 ° C (2651 ° F, 1728 K).

व्यावहारिक दृष्टि से मौलिक धातु का एक ही गलनांक होता है, लेकिन निकेल-बेस मिश्रधातुएं आमतौर पर एक सीमा के भीतर पिघलती हैं क्योंकि मिश्रधातु से सॉलिडस और लिक्विडस का तापमान बदल जाता है.

निकेल का पिघलने का व्यवहार एक कारण है कि इसका संक्षारण प्रतिरोधी और गर्मी प्रतिरोधी उत्पादों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है.

रासायनिक प्रसंस्करण उपकरणों में वाणिज्यिक निकल और निकल-बेस मिश्र धातु पाए जाते हैं, हीट एक्सचेंजर्स, भट्टी हार्डवेयर, समुद्री सेवा, और उच्च तापमान वाले संरचनात्मक भाग, जहां थर्मल स्थिरता और नियंत्रित जमना ताकत के समान ही मायने रखता है.

2. शुद्ध निकल का गलनांक

मौलिक धातु के लिए, निकेल को आम तौर पर एक के रूप में माना जाता है एकल-पिघलने-बिंदु सामग्री एक व्यापक श्रेणी के मिश्र धातु के बजाय.

विभिन्न तकनीकी स्रोतों से प्रकाशित मूल्य बेहद करीब हैं, जो इंजीनियर एक संदर्भ धातु से चाहते हैं: एक स्थिर संख्या जिसे प्रक्रिया डिज़ाइन में आत्मविश्वास से उपयोग किया जा सकता है.

शुद्ध निकल के लिए प्रतिनिधि मान

प्रकाशित पिघलन डेटा के लिए 1453°C और 1455°C के बीच छोटा प्रसार सामान्य है.

यह शुद्धता में अंतर को दर्शाता है, माप विधि, और धातु में किसी भी सार्थक परिवर्तन के बजाय सम्मेलनों को गोल करना.

इंजीनियरिंग प्रयोजनों के लिए, शुद्ध निकल को लगभग गलनांक वाली धातु के रूप में माना जाना चाहिए 1455° C.

3. निकल मिश्र धातु और पिघलने की सीमाएँ

निकेल-बेस मिश्रधातुएँ शुद्ध निकल की तरह व्यवहार नहीं करती हैं.

एक बार अन्य तत्व जोड़ दिए जाएं, मिश्र धातु आमतौर पर विकसित होती है सोलिडस और तरल, इसलिए धातु एक तापमान पर पिघलना शुरू कर देती है और अधिक तापमान पर पिघलना समाप्त कर देती है.

यही कारण है कि मिश्र धातु डेटाशीट एक रिपोर्ट करती है पिघलने की सीमा एक बिंदु के बजाय.

4. निकेल के पिघलने के व्यवहार को प्रभावित करने वाले कारक

पवित्रता

पवित्रता सबसे पहला और सबसे महत्वपूर्ण कारक है.

शुद्ध निकेल एकल दिखाता है, स्पष्ट रूप से परिभाषित गलनांक, जबकि व्यावसायिक रूप से शुद्ध ग्रेड जैसे निकेल 200/201 एक संकीर्ण पिघलने की सीमा दिखाएं क्योंकि छोटे संरचनागत अंतर भी मायने रखते हैं.

सामग्री मौलिक निकल के जितना करीब है, यह एक-बिंदु संक्रमण के जितना करीब व्यवहार करता है.

मिश्र धातु परिवर्धन

निकल सामग्री के पिघलने की सीमा विकसित करने का मुख्य कारण मिश्रधातु है.

तांबे का योग, क्रोमियम, लोहा, कोबाल्ट, मोलिब्डेनम, और अन्य तत्व चरण स्थिरता को बदलते हैं और सॉलिडस और लिक्विडस तापमान को बदलते हैं.

इसीलिए मोनेल 400, Inconel 600, और अति 617 प्रत्येक का पिघलने का अंतराल अलग-अलग होता है, भले ही सभी निकल-आधारित सामग्रियां हों.

उत्पाद का स्वरूप और विशिष्टता

उत्पाद स्वरूप और आपूर्तिकर्ता डेटा शीट के आधार पर वाणिज्यिक निकल उत्पादों को थोड़े अलग प्रकाशित मूल्यों के साथ आपूर्ति की जा सकती है.

इसका मतलब यह नहीं है कि धातु का मौलिक व्यवहार बदल गया है; इसका मतलब है कि रिपोर्ट की गई सीमा सटीक ग्रेड को दर्शाती है, छोटी अशुद्धियाँ, और उत्पाद की स्थिति.

प्रोसेस इंजीनियरों के लिए, यह सामान्य निकल मूल्य पर निर्भर रहने के बजाय विशिष्ट गर्मी या लॉट के लिए आपूर्तिकर्ता डेटाशीट का उपयोग करने के लिए एक अनुस्मारक है.

थर्मल-प्रक्रिया संदर्भ

निकेल के पिघलने के व्यवहार की हमेशा संदर्भ में व्याख्या की जानी चाहिए. एक ढलाई भट्ठी, एक टांकना चक्र, और वेल्डिंग प्रक्रिया में समान थर्मल लक्ष्य का उपयोग नहीं किया जाता है.

पिघलने की सीमा यह निर्धारित करती है कि धातु के नरम होने से पहले ऑपरेटर के पास कितना थर्मल हेडरूम है, बहना शुरू हो जाता है, या आकार खो देता है.

निकल-बेस उच्च तापमान मिश्र धातुओं में, वह विंडो डिज़ाइन लॉजिक का एक मुख्य हिस्सा है, कोई बाद का विचार नहीं.

5. भौतिक & निकल पिघलने के दौरान रासायनिक परिवर्तन

ऑक्सीकरण व्यवहार

पिघला हुआ निकल रासायनिक रूप से अत्यधिक सक्रिय है. ऊपर 1000 ° C, निकेल ऑक्सीजन के साथ तेजी से प्रतिक्रिया करके निकेल ऑक्साइड उत्पन्न करता है (एनआईओ).

अक्रिय गैस सुरक्षा के बिना, एक सघन डार्क ऑक्साइड फिल्म तरल सतह को ढक लेती है, स्मेल्टिंग स्लैग समावेशन दोषों में वृद्धि.

औद्योगिक निकल पिघलने को ऑक्सीजन को अलग करने के लिए आर्गन परिरक्षण या वैक्यूम गलाने को अपनाना चाहिए.

गैस तत्वों की घुलनशीलता

पिघले हुए निकल में मजबूत हाइड्रोजन और नाइट्रोजन घुलनशीलता होती है. गैस की घुलनशीलता गलनांक के निकट चरम पर होती है; अत्यधिक घुली हुई गैस जमने के बाद पिनहोल सरंध्रता बनाती है.

उच्च शुद्धता वाली निकल कास्टिंग के लिए डीगैसिंग उपचार अनिवार्य है.

चुंबकीय संक्रमण

निकेल में कमरे के तापमान पर लौहचुम्बकत्व होता है. इसका क्यूरी तापमान है 358 ° C; इस महत्वपूर्ण तापमान से ऊपर, ठंडा होने तक निकेल स्थाई रूप से अपना चुम्बकत्व खो देता है.

पिघलने के दौरान चुंबकीय गायब होने से गलाने वाली भट्टियों में विद्युत चुम्बकीय सरगर्मी की सुविधा मिलती है.

6. निकेल के गलनांक का परीक्षण कैसे करें?

विभेदक स्कैनिंग कैलोरीमेट्री और विभेदक थर्मल विश्लेषण

प्रयोगशाला-पैमाने निर्धारण के लिए, डीएससी और डीटीए शुद्ध सामग्रियों के पिघलने और क्रिस्टलीकरण तापमान को निर्धारित करने के लिए मानक थर्मल-विश्लेषण उपकरण हैं.

एएसटीएम ई794 बताता है कि यह परीक्षण विधि विभेदक स्कैनिंग कैलोरीमेट्री और विभेदक थर्मल विश्लेषण द्वारा पिघलने और क्रिस्टलीकरण तापमान के निर्धारण का वर्णन करती है।, और यह विधि गुणवत्ता नियंत्रण के लिए उपयोगी है, विशिष्टता स्वीकृति, और अनुसंधान.

व्यवहार में, अंशांकन ज्ञात संदर्भ मानकों का उपयोग करके किया जाता है, और शुद्ध धातुओं का उपयोग आमतौर पर अंशांकन सामग्री के रूप में किया जाता है.

पिघलने का तापमान आमतौर पर से लिया जाता है बाह्य शुरुआत संक्रमण का, जबकि नमूना चरम पर पूरी तरह से पिघल चुका है.

जब सटीक प्रयोगशाला मूल्य की आवश्यकता होती है तो यह डीएससी को निकल के लिए विशेष रूप से उपयोगी बनाता है.

ऑप्टिकल पायरोमेट्री

अत्यधिक गर्म औद्योगिक परिस्थितियों के लिए, ऑप्टिकल पायरोमेट्री यह एक व्यावहारिक गैर-संपर्क विधि है क्योंकि यह भौतिक संपर्क की आवश्यकता के बजाय गर्म वस्तु से थर्मल विकिरण को मापती है.

यह भट्टी अवलोकन के लिए इसे मूल्यवान बनाता है, पिघलना संभालना, और अन्य उच्च तापमान प्रक्रिया जांच जहां संपर्क सेंसर अव्यावहारिक हो सकते हैं.

तरीकों की व्यावहारिक तुलना

7. निकेल मेल्टिंग रेंज नियंत्रण के औद्योगिक अनुप्रयोग

परिशुद्धता कास्टिंग

में परिशुद्धता कास्टिंग, पिघलने की सीमा यह निर्धारित करती है कि भट्ठी को कितना थर्मल हेडरूम प्रदान करना चाहिए और डालने से पहले पिघल को कितनी सावधानी से प्रबंधित करना चाहिए.

भट्ठी के घटकों में शुद्ध निकल और निकल-बेस मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है, रासायनिक प्रसंस्करण बर्तन, विनिमयकर्ता, उच्च तापमान वाले एयरोस्पेस भाग, परमाणु रिएक्टर, और टर्बाइन, जिसका अर्थ है कि कास्टिंग मार्ग को उच्च तापमान और आक्रामक सेवा आवश्यकताओं दोनों को संभालना होगा.

मिश्र धातु कास्टिंग के लिए, महत्वपूर्ण बिंदु एकल गलनांक नहीं बल्कि है ठोस-तरल खिड़की.

निकेल-बेस मिश्र धातु जमना शुरू हो सकती है जबकि धातु का कुछ हिस्सा अभी भी तरल है, इसलिए फाउंड्री प्रैक्टिस में भोजन का हिसाब होना चाहिए, संकुचन, और पूरी रेंज में जमने का नियंत्रण.

यह निकल-बेस मिश्र धातुओं के प्रकाशित पिघल अंतराल से एक इंजीनियरिंग अनुमान है.

वेल्डिंग

निकेल-बेस सामग्रियों को व्यापक रूप से वेल्ड किया जाता है क्योंकि उन्हें पारंपरिक वेल्डिंग प्रक्रियाओं से जोड़ा जा सकता है और मांग वाले वातावरण में उपयोगी प्रदर्शन बनाए रखा जा सकता है.

INCONEL मिश्र धातु 600 इसे पारंपरिक वेल्डिंग प्रक्रियाओं द्वारा आसानी से जुड़ने के रूप में वर्णित किया गया है, और निर्माता परिरक्षित धातु-चाप के लिए विशिष्ट वेल्डिंग सामग्री सूचीबद्ध करता है, गैस टंगस्टन चाप, और गैस धातु-चाप जुड़ना.

मोनेल मिश्र धातु 400 इसे पारंपरिक प्रक्रियाओं से आसानी से जुड़ने के रूप में भी वर्णित किया गया है.

वेल्डिंग के लिए, पिघलने की सीमा का नियंत्रण मायने रखता है क्योंकि आधार धातु को इच्छित संलयन क्षेत्र से अधिक गर्म नहीं किया जाना चाहिए.

निकेल मिश्र धातुओं का चयन अक्सर उनके पिघलने के अंतराल के कारण सटीक रूप से किया जाता है, ताकत, और थर्मल प्रतिक्रिया सेवा-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में नियंत्रित जुड़ाव का समर्थन कर सकती है.

यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जब वेल्डेड भाग निर्माण के बाद आयामी रूप से स्थिर और संक्षारण प्रतिरोधी रहना चाहिए.

उष्मा उपचार

ताप उपचार एक अन्य क्षेत्र है जहां पिघलने की सीमा का नियंत्रण मायने रखता है, क्योंकि ऑपरेटर को आवश्यक थर्मल चक्र तक पहुंचने के दौरान किसी भी प्रारंभिक-पिघलने की स्थिति से नीचे सुरक्षित रूप से रहना चाहिए.

हम 617, उदाहरण के लिए, सामान्यतः समाधान की घोषणा की जाती है 1175° C (2150° F), जो इसकी प्रकाशित पिघलने की सीमा से नीचे बैठता है 1330-1380 ° C.

वह अंतर प्रयोग करने योग्य थर्मल विंडो है जो माइक्रोस्ट्रक्चर को ढहाए बिना गर्मी उपचार को संभव बनाता है.

यही तर्क निकल-बेस मिश्र धातुओं पर अधिक व्यापक रूप से लागू होता है: ताप उपचार का चयन मिश्र धातु के सॉलिडस और लिक्विडस को ध्यान में रखते हुए किया जाना चाहिए ताकि भाग आंशिक रूप से पिघले बिना इच्छित धातुकर्म अवस्था को प्राप्त कर सके।.

व्यावहारिक विनिर्माण में, यही कारण है कि निकल मिश्र धातुओं को आमतौर पर कम पिघलने वाली धातुओं की तुलना में अधिक सख्त तापमान अनुशासन के साथ संसाधित किया जाता है.

8. निष्कर्ष

शुद्ध निकल का गलनांक लगभग होता है 1455° C (1728 K / 2651° F), आधिकारिक संदर्भों के साथ उस मूल्य के बहुत करीब क्लस्टरिंग.

प्रकाशित संख्याओं में मामूली प्रसार सामान्य है और माप इतिहास और पूर्णांकन को दर्शाता है, कोई सार्थक इंजीनियरिंग असहमति नहीं.

अधिक महत्वपूर्ण बात, निकेल का वास्तविक औद्योगिक मूल्य इस बात में निहित है कि निकेल को मिश्रित करने पर पिघलने का व्यवहार बदल जाता है.

व्यावसायिक रूप से शुद्ध निकल ग्रेड एक संकीर्ण सीमा में पिघलते हैं, जबकि निकल-बेस मिश्र धातु जैसे मोनेल 400, Inconel 600, और अति 617 अपने स्वयं के सॉलिडस-लिक्विडस अंतराल के आसपास इंजीनियर किए जाते हैं.

इसीलिए निकेल केवल उच्च गलनांक वाली धातु नहीं है; यह संक्षारण प्रतिरोधी और गर्मी प्रतिरोधी सामग्री को डिजाइन करने के लिए एक उच्च तापमान वाला मंच है.

 

पूछे जाने वाले प्रश्न

निकेल का गलनांक सेल्सियस और फारेनहाइट में कितना होता है??

शुद्ध निकेल लगभग पिघल जाता है 1455° C, जिसके बारे में है 2651° F. एएसएम निकट से संबंधित मूल्य देता है 1453° C.

निकल मिश्र धातुओं में एक सटीक बिंदु के बजाय पिघलने की सीमा क्यों होती है??

क्योंकि मिश्रधातु चरण संतुलन को बदल देती है, इसलिए सामग्री पिघलना शुरू हो जाती है सोलिडस तापमान और समापन उच्च तापमान पर पिघलता है तरल तापमान.

क्या शुद्ध निकल को निकेल मिश्र धातुओं की तुलना में संसाधित करना आसान है??

आवश्यक रूप से नहीं. शुद्ध निकल का गलनांक तीव्र होता है, लेकिन निकेल-बेस मिश्र धातुओं को अक्सर चुना जाता है क्योंकि वे बेहतर संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करते हैं, शक्ति प्रतिधारण, या इच्छित सेवा के लिए गर्मी प्रतिरोध.

उच्च तापमान इंजीनियरिंग में निकल इतना महत्वपूर्ण क्यों है??

क्योंकि यह उपयोगी लचीलेपन के साथ एक उच्च पिघलने बिंदु और भट्ठी हार्डवेयर में उपयोग किए जाने वाले गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातु परिवारों को बनाने की क्षमता को जोड़ती है, विनिमयकर्ता, वायु -रक्षक भाग, और टरबाइन से संबंधित प्रणालियाँ.