1. परिचय
किसी सामग्री का गलनांक - उस तापमान के रूप में परिभाषित किया जाता है जिस पर वह मानक वायुमंडलीय दबाव के तहत ठोस से तरल में परिवर्तित होता है - सामग्री विज्ञान में एक मौलिक गुण है.
यह मान न केवल किसी धातु या मिश्र धातु के लिए प्रसंस्करण विधियों को निर्धारित करता है बल्कि विशिष्ट वातावरण और अनुप्रयोगों के लिए इसकी उपयुक्तता को भी प्रभावित करता है.
सुरक्षित और कुशल डिज़ाइन के लिए सटीक गलनांक डेटा महत्वपूर्ण है, सामग्री चयन, और उद्योगों की एक श्रृंखला में प्रक्रिया अनुकूलन - एयरोस्पेस और ऑटोमोटिव से लेकर इलेक्ट्रॉनिक्स और ऊर्जा तक.
यह लेख शुद्ध धातुओं और वाणिज्यिक मिश्र धातुओं दोनों के पिघलने के व्यवहार की पड़ताल करता है, प्रमुख डेटा की तालिकाओं द्वारा समर्थित, प्रभावशाली कारकों की चर्चा, और आधुनिक माप तकनीकें.
2. पिघलने वाले व्यवहार के मूल सिद्धांत
थर्मोडायनामिक आधार
पिघलना किसके द्वारा नियंत्रित होता है? थर्मोडायनामिक संतुलन, जहां ठोस चरण की गिब्स मुक्त ऊर्जा तरल के बराबर होती है.
पिघलने के दौरान, एक सामग्री अवशोषित करती है फ्यूजन की अव्यक्त गर्मी जब तक संपूर्ण संरचना तरल अवस्था में परिवर्तित नहीं हो जाती तब तक तापमान में कोई बदलाव नहीं होता.

क्रिस्टलीय संरचना और संबंध
क्रिस्टलीय संरचना का पिघलने के तापमान पर गहरा प्रभाव पड़ता है. उदाहरण के लिए:
- एफसीसी (चेहरा-केन्द्रित घन) धातुओं, जैसे एल्यूमीनियम और तांबा, अधिक सघनता से भरे परमाणुओं लेकिन कम बंधन ऊर्जा के कारण इनका गलनांक अपेक्षाकृत कम होता है.
- बीसीसी (शरीर केन्द्रित घन) लोहा और क्रोमियम जैसी धातुएँ आमतौर पर मजबूत परमाणु बंधन और अधिक जाली स्थिरता के कारण उच्च गलनांक प्रदर्शित करती हैं.
मिश्रधातु में पिघलने का व्यवहार
शुद्ध पदार्थों के विपरीत, मिश्रधातुओं में आमतौर पर तीव्र गलनांक नहीं होता है. बजाय, वे एक प्रदर्शन करते हैं पिघलने की सीमा, द्वारा परिभाषित सोलिडस (पिघलने की शुरुआत) और तरल (पूर्ण पिघलना) तापमान.
इन श्रेणियों को समझना धातु विज्ञान में महत्वपूर्ण है और अक्सर इसकी कल्पना की जाती है बाइनरी और टर्नरी चरण आरेख.
3. शुद्ध धातुओं के गलनांक
शुद्ध धातुओं के गलनांक अच्छी तरह से चित्रित होते हैं और उद्योग और शिक्षा जगत में संदर्भ मूल्यों के रूप में काम करते हैं.
नीचे दी गई तालिका सेल्सियस के पार सामान्य इंजीनियरिंग धातुओं के पिघलने बिंदु प्रस्तुत करती है (° C), फ़ारेनहाइट (° F), और केल्विन (K):
प्रमुख धातुओं के गलनांक
| धातु | गलनांक (° C) | (° F) | (K) |
|---|---|---|---|
| अल्युमीनियम (एएल) | 660.3 | 1220.5 | 933.5 |
| ताँबा (घन) | 1085 | 1985 | 1358 |
| लोहा (फ़े) | 1538 | 2800 | 1811 |
| निकल (में) | 1455 | 2651 | 1728 |
| इस्पात (कार्बन) | 1425-1540 | 2600-2800 | (ग्रेड पर निर्भर करता है) |
| टाइटेनियम (का) | 1668 | 3034 | 1941 |
| जस्ता (एक प्रकार का) | 419.5 | 787.1 | 692.6 |
| नेतृत्व करना (पंजाब) | 327.5 | 621.5 | 600.7 |
| टिन (एस.एन.) | 231.9 | 449.4 | 505.1 |
| चाँदी (एजी) | 961.8 | 1763.2 | 1234.9 |
| सोना (ए.यू.) | 1064.2 | 1947.6 | 1337.4 |
अन्य महत्वपूर्ण शुद्ध धातुओं के गलनांक
| धातु | गलनांक (° C) | (° F) | (K) |
|---|---|---|---|
| क्रोमियम (करोड़) | 1907 | 3465 | 2180 |
| मोलिब्डेनम (एमओ) | 2623 | 4753 | 2896 |
| टंगस्टन (डब्ल्यू) | 3422 | 6192 | 3695 |
| टैंटलम (का सामना करना पड़) | 3017 | 5463 | 3290 |
| प्लैटिनम (पं) | 1768 | 3214 | 2041 |
| दुर्ग (पी.डी.) | 1555 | 2831 | 1828 |
| कोबाल्ट (सह) | 1495 | 2723 | 1768 |
| जस्ता (एक प्रकार का) | 419.5 | 787.1 | 692.6 |
| मैगनीशियम (मिलीग्राम) | 650 | 1202 | 923 |
| विस्मुट (द्वि) | 271 | 520 | 544 |
| ईण्डीयुम (में) | 157 | 315 | 430 |
| बुध (एचजी) | -38.83 | -37.89 | 234.32 |
| लिथियम (ली) | 180.5 | 356.9 | 453.7 |
| यूरेनियम (यू) | 1132 | 2070 | 1405 |
| zirconium (Zr) | 1855 | 3371 | 2128 |
4. सामान्य मिश्रधातुओं के गलनांक
व्यवहार में, अधिकांश इंजीनियरिंग सामग्री शुद्ध धातु नहीं बल्कि मिश्र धातु हैं. ये संयोजन अक्सर पिघल जाते हैं श्रेणी विभिन्न रचनाओं के साथ कई चरणों के कारण.
सामान्य मिश्र धातुएँ और उनकी पिघलने की सीमाएँ
| मिश्र धातु का नाम | पिघलने की सीमा (° C) | (° F) | (K) |
|---|---|---|---|
| अल्युमीनियम 6061 | 582-652°C | 1080-1206°F | 855-925K |
| अल्युमीनियम 7075 | 477-635°C | 891-1175°F | 750-908K |
| पीतल (पीला, 70/30) | 900-940°C | 1652-1724°F | 1173-1213K |
| लाल पीतल (85Cu-15Zn) | 960-1010°C | 1760-1850°F | 1233-1283K |
| पीतल (साथ-एस.एन) | 850-1000°C | 1562-1832°F | 1123-1273K |
| गनमेटल (Cu-Sn-Zn) | 900-1025°C | 1652-1877°F | 1173-1298के |
| cupronickel (70/30) | 1170-1240°C | 2138-2264°F | 1443-1513K |
| मोनेल (नी-Cu) | 1300-1350°C | 2372-2462°F | 1573-1623के |
| Inconel 625 | 1290-1350°C | 2354-2462°F | 1563-1623के |
| हास्टेलॉय C276 | 1325-1370°C | 2417-2498°F | 1598-1643K |
| स्टेनलेस स्टील 304 | 1400-1450°C | 2552-2642°F | 1673-1723K |
| स्टेनलेस स्टील 316 | 1375-1400°C | 2507-2552°F | 1648-1673K |
| कार्बन स्टील (हल्का) | 1425-1540°C | 2597-2804°F | 1698-1813के |
| टूल स्टील (AISI D2) | 1420-1540°C | 2588-2804°F | 1693-1813के |
| नमनीय लोहे | 1140-1200°C | 2084-2192°F | 1413-1473K |
| कच्चा लोहा (स्लेटी) | 1150-1300°C | 2102-2372°F | 1423-1573K |
| टाइटेनियम मिश्र धातु (Ti‑6Al‑4V) | 1604-1660°C | 2919-3020°F | 1877-1933K |
| लोहा | 1480-1565°C | 2696-2849°F | 1753-1838के |
| मिलाप (Sn63Pb37) | 183 डिग्री सेल्सियस (गलनक्रांतिक) | 361 °F | 456 के |
| बैबिट मेटल | 245-370°C | 473-698°F | 518-643K |
| बोझ 3 (Zn-अल मिश्र धातु) | 380-390°C | 716-734°F | 653-663K |
| निक्रोम (नी-सीआर-एफई) | 1350-1400°C | 2462-2552°F | 1623-1673K |
| फ़ील्ड की धातु | 62 डिग्री सेल्सियस | 144 °F | 335 के |
| लकड़ी की धातु | 70 डिग्री सेल्सियस | 158 °F | 343 के |
5. गलनांक को प्रभावित करने वाले कारक
किसी धातु या मिश्र धातु का गलनांक कोई निश्चित मान नहीं है जो केवल उसकी मौलिक संरचना से निर्धारित होता है.
यह शामिल जटिल अंतःक्रियाओं का परिणाम है परमाणु संरचना, रासायनिक बंधन, सूक्ष्म, बाहरी दबाव, और अशुद्धियाँ.
मिश्र धातु तत्वों का प्रभाव
पिघलने के व्यवहार को बदलने वाले सबसे महत्वपूर्ण कारकों में से एक की उपस्थिति है मिश्रधातु तत्व.
ये तत्व धात्विक क्रिस्टल जाली की नियमितता को बाधित करते हैं, उनकी प्रकृति और आधार धातु के साथ अंतःक्रिया के आधार पर गलनांक को बढ़ाना या घटाना.
- स्टील में कार्बन: लोहे में कार्बन की मात्रा बढ़ने से सॉलिडस तापमान काफी कम हो जाता है.
शुद्ध लोहा ~1538 डिग्री सेल्सियस पर पिघलता है, लेकिन कार्बन स्टील पिघलना शुरू हो जाता है 1425 आयरन कार्बाइड के निर्माण के कारण डिग्री सेल्सियस. - सिलिकॉन (और): अक्सर कच्चा लोहा और एल्यूमीनियम मिश्र धातु में जोड़ा जाता है, सिलिकॉन कैन उठाना शुद्ध एल्युमीनियम का गलनांक लेकिन गलनक्रांतिक मिश्रण का हिस्सा होने पर यह कम हो जाता है.
- क्रोमियम (करोड़), निकल (में): स्टेनलेस स्टील्स में, ये मिश्रधातु तत्व सूक्ष्म संरचना को स्थिर करें और पिघलने के व्यवहार को प्रभावित कर सकता है.
उदाहरण के लिए, 304 इसके कारण स्टेनलेस स्टील 1400-1450 डिग्री सेल्सियस के बीच पिघलता है 18% करोड़ और 8% नी सामग्री. - ताँबा (घन) और जिंक (एक प्रकार का): पीतल में, Cu: Zn अनुपात पिघलने की सीमा को निर्धारित करता है. उच्च Zn सामग्री गलनांक को कम करती है और कास्टेबिलिटी में सुधार करती है, लेकिन ताकत पर असर पड़ सकता है.

सूक्ष्म संरचनात्मक विशेषताएँ
सूक्ष्म संरचना-विशेष रूप से अनाज का आकार और चरण वितरण-धातुओं के पिघलने के व्यवहार पर सूक्ष्म लेकिन प्रभावशाली प्रभाव डाल सकता है:
- अनाज आकार: बढ़े हुए अनाज सीमा क्षेत्र के कारण महीन अनाज स्पष्ट गलनांक को थोड़ा कम कर सकते हैं, जो अनाज से पहले ही पिघल जाता है.
- दूसरा चरण/समावेशन: अवक्षेप (उदा।, कार्बाइड, नाइट्राइड्स) और गैर-धातु समावेशन (उदा।, ऑक्साइड या सल्फाइड) कम तापमान पर पिघल सकता है या प्रतिक्रिया कर सकता है,
के कारण स्थानीय तरलीकरण और वेल्डिंग या फोर्जिंग के दौरान यांत्रिक अखंडता का ह्रास.
अशुद्धियाँ और ट्रेस तत्व
अशुद्धियों की थोड़ी मात्रा भी - 0.1% से कम - धातु के पिघलने के व्यवहार को बदल सकती है:
- स्टील में सल्फर और फास्फोरस: ये तत्व निम्न-पिघलने-बिंदु यूटेक्टिक्स बनाते हैं, कौन अनाज की सीमाओं को कमजोर करना और गर्म-कार्य करने की क्षमता कम हो जाती है.
- टाइटेनियम या एल्युमीनियम में ऑक्सीजन: O जैसी अंतरालीय अशुद्धियाँ, एन, या एच सामग्री को भंगुर कर सकता है और पिघलने की सीमा को सीमित करें, जिससे कास्टिंग या सिंटरिंग प्रक्रियाओं में दरारें आ जाती हैं.
पर्यावरण और दबाव प्रभाव
गलनांक भी एक है बाह्य परिस्थितियों का कार्य, विशेषकर दबाव:
- उच्च दबाव प्रभाव: बाहरी दबाव बढ़ने से आमतौर पर गलनांक बढ़ जाता है, क्योंकि परमाणुओं के लिए जाली ऊर्जा पर काबू पाना कठिन हो जाता है.
यह भूभौतिकीय अध्ययन और वैक्यूम पिघलने में विशेष रूप से प्रासंगिक है. - निर्वात या नियंत्रित वातावरण: टाइटेनियम और ज़िरकोनियम जैसी धातुएँ हवा में उच्च तापमान पर ऑक्सीकरण करती हैं.
पिघलने का कार्य नीचे किया जाना चाहिए निर्वात या अक्रिय गैस (आर्गन) संदूषण को रोकने और मिश्र धातु की शुद्धता बनाए रखने के लिए.
क्रिस्टलीय संरचना और संबंध
क्रिस्टल जाली के भीतर परमाणु व्यवस्था और बंधन ऊर्जा पिघलने के व्यवहार के लिए मौलिक हैं:
- शरीर केन्द्रित घन (बीसीसी) धातुओं: लोहा (फ़े), क्रोमियम (करोड़), और मोलिब्डेनम (एमओ) मजबूत परमाणु पैकिंग और उच्च बंधन ऊर्जा के कारण उच्च गलनांक प्रदर्शित करते हैं.
- चेहरा-केन्द्रित घन (एफसीसी) धातुओं: अल्युमीनियम (एएल), ताँबा (घन), और निकल (में) महत्वपूर्ण गलनांक भी दिखाते हैं लेकिन आमतौर पर समान परमाणु भार वाली बीसीसी धातुओं से कम होते हैं.
- हेक्सागोनल क्लोज़-पैक्ड (एचसीपी): अनिसोट्रोपिक बंधन व्यवहार के कारण टाइटेनियम और जस्ता जैसी धातुएँ अपेक्षा से कम तापमान पर पिघलती हैं.
सार तालिका: कारक और उनके विशिष्ट प्रभाव
| कारक | गलनांक पर प्रभाव | उदाहरण |
|---|---|---|
| कार्बन सामग्री (स्टील में) | ↓ सॉलिडस तापमान कम करता है | स्टील शुद्ध लोहे की तुलना में ~100°C कम पिघलता है |
| सिलिकॉन सामग्री | ↑ मैट्रिक्स/मिश्र धातु के आधार पर बढ़ाता या ↓ कम करता है | अल-सी मिश्र धातु शुद्ध अल की तुलना में कम पिघलती है |
| अनाज आकार | ↓ बारीक दाने स्पष्ट गलनांक को थोड़ा कम कर सकते हैं | महीन दाने वाली नी मिश्रधातुएँ अधिक समान रूप से पिघलती हैं |
| अशुद्धियों | ↓ शीघ्र द्रवीकरण और स्थानीयकृत गलन को बढ़ावा देना | स्टील में एस और पी गर्म कार्यशीलता को कम करते हैं |
| दबाव | ↑ उच्च दबाव से गलनांक बढ़ जाता है | उच्च दबाव वाली सिंटरिंग प्रक्रियाओं में उपयोग किया जाता है |
| संबंध & क्रिस्टल की संरचना | ↑ मजबूत बंधन = उच्च गलनांक | एमओ > मजबूत बीसीसी जाली के कारण Cu |
6. मापन तकनीक और मानक
सामग्री इंजीनियरिंग में धातुओं और मिश्र धातुओं के पिघलने बिंदुओं को उच्च सटीकता के साथ समझना महत्वपूर्ण है, विशेष रूप से कास्टिंग से जुड़े अनुप्रयोगों के लिए, वेल्डिंग, फोर्जिंग, और थर्मल डिजाइन.
तथापि, गलनांक मापना उतना सीधा नहीं है जितना लगता है, विशेष रूप से जटिल मिश्र धातुओं के लिए जो एक बिंदु के बजाय एक सीमा तक पिघलती हैं.
यह अनुभाग सबसे व्यापक रूप से स्वीकृत माप तकनीकों की पड़ताल करता है, मानक प्रोटोकॉल, और विश्वसनीय गलनांक डेटा के लिए मुख्य विचार.
खास तरह की स्कैनिंग उष्मामिति (डीएससी)
विभेदक स्कैनिंग कैलोरिमेट्री धातुओं और मिश्र धातुओं के पिघलने बिंदु निर्धारित करने के लिए सबसे सटीक और व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधियों में से एक है.
- काम के सिद्धांत: डीएससी नियंत्रित परिस्थितियों में संदर्भ की तुलना में नमूने के तापमान को बढ़ाने के लिए आवश्यक ताप प्रवाह को मापता है.
- उत्पादन: उपकरण एक वक्र उत्पन्न करता है जो दर्शाता है एंडोथर्मिक शिखर गलनांक पर. मिश्रधातु के लिए, यह दोनों को प्रकट करता है सोलिडस और तरल तापमान.
- अनुप्रयोग: आमतौर पर एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के लिए उपयोग किया जाता है, मिलाप मिश्र धातु, कीमती धातु, और आकार स्मृति मिश्र धातु जैसी उन्नत सामग्री.
उदाहरण: अल-सी मिश्र धातु के डीएससी परीक्षण में, पिघलने की शुरुआत (सोलिडस) ~577 डिग्री सेल्सियस पर होता है, जबकि पूर्ण द्रवीकरण (तरल) ~615 डिग्री सेल्सियस पर समाप्त होता है.
डीटीए और टीजीए के माध्यम से थर्मल विश्लेषण
विभेदक थर्मल विश्लेषण (डीटीए)
डीटीए डीएससी के समान है लेकिन फोकस पर केंद्रित है तापमान अंतराल ऊष्मा प्रवाह के बजाय.
- अध्ययन के लिए अनुसंधान में बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है चरण परिवर्तन और पिघलने की प्रतिक्रियाएँ.
- उच्च तापमान रेंज की आवश्यकता वाले वातावरण में डीटीए उत्कृष्टता प्राप्त करता है, जैसे कि सुपरअलॉय और सिरेमिक का परीक्षण.
ठेर्मोग्रविमेत्रिक विश्लेषण (टीजीए)
यद्यपि गलनांक निर्धारण के लिए सीधे उपयोग नहीं किया जाता है, टीजीए आकलन में मदद करता है ऑक्सीकरण, सड़न, और वाष्पीकरण जो उच्च तापमान पर पिघलने के व्यवहार को प्रभावित कर सकता है.
उच्च तापमान भट्टियों के साथ दृश्य अवलोकन
स्टील जैसी पारंपरिक धातुओं के लिए, ताँबा, और टाइटेनियम, गलनांक को अक्सर दृश्य रूप से उपयोग करके देखा जाता है ऑप्टिकल पायरोमेट्री या उच्च तापमान माइक्रोस्कोप भट्टियाँ:
- प्रक्रिया: एक नमूने को नियंत्रित भट्टी में गर्म किया जाता है जबकि उसकी सतह की निगरानी की जाती है. सतह के ढहने से पिघलन देखा जाता है, गीला, या मनका गठन.
- शुद्धता: डीएससी की तुलना में कम सटीक लेकिन फिर भी गुणवत्ता नियंत्रण के लिए औद्योगिक सेटिंग्स में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है.
टिप्पणी: यह विधि अभी भी फाउंड्रीज़ में मानक है जहां तेजी से मिश्र धातु स्क्रीनिंग की आवश्यकता होती है, विशेष रूप से कस्टम फॉर्मूलेशन के लिए.
मानक और अंशांकन प्रोटोकॉल
सुसंगत और विश्व स्तर पर स्वीकृत परिणाम सुनिश्चित करना, पिघलने-बिंदु परीक्षणों का अनुपालन करना चाहिए अंतरराष्ट्रीय मानक, शामिल:
| मानक | विवरण |
|---|---|
| एएसटीएम ई794 | थर्मल विश्लेषण द्वारा सामग्रियों के पिघलने और क्रिस्टलीकरण के लिए मानक परीक्षण विधि |
| एएसटीएम ई1392 | इंडियम जैसी शुद्ध धातुओं का उपयोग करके डीएससी अंशांकन के लिए दिशानिर्देश, जस्ता, और सोना |
| आईएसओ 11357 | पॉलिमर और धातुओं के थर्मल विश्लेषण के लिए श्रृंखला, डीएससी विधियां शामिल हैं |
| से 51004 | डीटीए द्वारा पिघलने के व्यवहार का निर्धारण करने के लिए जर्मन मानक |
कैलिब्रेशन सटीक परिणामों के लिए आवश्यक है:
- ज्ञात गलनांक वाली शुद्ध संदर्भ धातुएँ (उदा।, ईण्डीयुम: 156.6 ° C, टिन: 231.9 ° C, सोना: 1064 ° C) थर्मल विश्लेषण उपकरणों को कैलिब्रेट करने के लिए उपयोग किया जाता है.
- सही करने के लिए अंशांकन समय-समय पर किया जाना चाहिए अभिप्राय और लगातार सटीकता सुनिश्चित करें, विशेष रूप से उपरोक्त सामग्रियों को मापते समय 1200 ° C.
गलनांक-बिंदु मापन में व्यावहारिक चुनौतियाँ
कई कारक गलनांक परीक्षण को जटिल बना सकते हैं:
- ऑक्सीकरण: एल्यूमीनियम और मैग्नीशियम जैसी धातुएँ ऊंचे तापमान पर आसानी से ऑक्सीकृत हो जाती हैं, गर्मी हस्तांतरण और सटीकता को प्रभावित करना. सुरक्षात्मक वातावरण (उदा।, आर्गन, नाइट्रोजन) या निर्वात कक्ष आवश्यक हैं.
- नमूना एकरूपता: अमानवीय मिश्र धातुएँ प्रदर्शित हो सकती हैं व्यापक पिघलने की सीमाएँ, सावधानीपूर्वक नमूनाकरण और एकाधिक परीक्षणों की आवश्यकता होती है.
- सुपरहीटिंग या अंडरहीटिंग: गतिशील परीक्षणों में, नमूने हो सकते हैं ओवरशूट या अंडरशूट थर्मल लैग या खराब तापीय चालकता के कारण वास्तविक गलनांक.
- छोटे नमूना प्रभाव: पाउडर धातु विज्ञान या नैनो-स्केल सामग्री में, छोटे कण का आकार सतह की ऊर्जा में वृद्धि के कारण गलनांक को कम कर सकता है.
7. पिघलने बिंदु डेटा का औद्योगिक प्रसंस्करण और अनुप्रयोग
यह खंड पता लगाता है कि पिघलने का व्यवहार प्रमुख औद्योगिक प्रक्रियाओं और अनुप्रयोगों को कैसे सूचित करता है, आधुनिक उद्योगों में विशिष्ट उपयोग के मामलों पर प्रकाश डालते हुए.
ढलाई और धातु निर्माण
गलनांक डेटा के सबसे प्रत्यक्ष अनुप्रयोगों में से एक में निहित है धातु कास्टिंग और गठन की प्रक्रियाएँ, जहां ठोस से तरल संक्रमण तापमान तापन आवश्यकताओं को निर्धारित करता है, साँचे का डिज़ाइन, और शीतलन रणनीतियाँ.
- कम पिघलने वाली धातुएँ (उदा।, अल्युमीनियम: ~660 डिग्री सेल्सियस, जस्ता: ~420 डिग्री सेल्सियस) उच्च मात्रा के लिए आदर्श हैं मेटल सांचों में ढालना, तेज़ चक्र समय और कम ऊर्जा लागत की पेशकश.
- उच्च पिघलने वाली सामग्री स्टील की तरह (1425-1540 डिग्री सेल्सियस) और टाइटेनियम (1668 ° C) ज़रूरत होना दुर्दम्य सांचे और सटीक थर्मल नियंत्रण सतह दोषों और अपूर्ण भराव से बचने के लिए.
उदाहरण: इनकोनेल से बने टरबाइन ब्लेड की निवेश कास्टिंग में 718 (~1350-1400 डिग्री सेल्सियस), सूक्ष्म संरचनात्मक अखंडता और यांत्रिक विश्वसनीयता प्राप्त करने के लिए सटीक पिघलने और जमने का नियंत्रण महत्वपूर्ण है.
वेल्डिंग और टांकना
वेल्डिंग में शामिल है स्थानीयकृत पिघलना मजबूत बनाने के लिए धातु का, स्थायी जोड़. चयन के लिए सटीक गलनांक डेटा आवश्यक है:

- भराव धातुएँ जो आधार धातु से थोड़ा नीचे पिघलता है
- वेल्डिंग तापमान अनाज की वृद्धि या अवशिष्ट तनाव को रोकने के लिए
- टांकना मिश्र धातु, जैसे चांदी आधारित सोल्डर, जो आधार को पिघलाए बिना घटकों को जोड़ने के लिए 600-800 डिग्री सेल्सियस के बीच पिघलता है
अंतर्दृष्टि: स्टेनलेस स्टील (304) इसकी पिघलने की सीमा ~1400-1450 डिग्री सेल्सियस है. टीआईजी वेल्डिंग में, यह परिरक्षण गैस की पसंद की जानकारी देता है (आर्गन/हीलियम), भराव रॉड, और वर्तमान स्तर.
पाउडर धातुकर्म और योज्य विनिर्माण
पिघलने बिंदु भी उन्नत निर्माण प्रौद्योगिकियों की तरह नियंत्रित करते हैं पाउडर धातुकर्म (बजे) और धातु योज्य विनिर्माण (पूर्वाह्न), कहाँ थर्मल प्रोफाइल भाग की गुणवत्ता पर सीधा प्रभाव पड़ता है.
- में पीएम सिंटरिंग, धातुओं को उनके गलनांक के ठीक नीचे गर्म किया जाता है (उदा।, ~1120-1180 डिग्री सेल्सियस पर लोहा) द्रवीकरण के बिना प्रसार के माध्यम से कणों को बांधना.
- में लेजर पाउडर बिस्तर संलयन (एलपीबीएफ), गलनांक निर्धारित करते हैं लेजर पावर सेटिंग्स, स्कैन गति, और परत आसंजन.
केस स्टडी: Ti-6Al-4V के लिए (पिघलने की सीमा: 1604-1660 डिग्री सेल्सियस), अवशिष्ट तनाव को कम करने और विकृति से बचने के लिए एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग को नियंत्रित प्रीहीटिंग की आवश्यकता होती है.
उच्च तापमान घटक डिजाइन
जैसे उच्च-प्रदर्शन वाले क्षेत्रों में एयरोस्पेस, विद्युत उत्पादन, और रासायनिक प्रसंस्करण, घटकों को ऊंचे तापमान पर यांत्रिक शक्ति बनाए रखनी चाहिए.
इस प्रकार, गलनांक एक के रूप में कार्य करता है स्क्रीनिंग सीमा सामग्री चयन के लिए.
- निकल-आधारित सुपरअलॉय (उदा।, Inconel, hastelloy) उनकी उच्च पिघलने की सीमा के कारण टरबाइन ब्लेड और जेट इंजन में उपयोग किया जाता है (1300-1400 डिग्री सेल्सियस) और रेंगना प्रतिरोध.
- दुर्दम्य धातुएँ टंगस्टन की तरह (गलनांक: 3422 ° C) प्लाज्मा-फेसिंग घटकों और भट्ठी हीटिंग तत्वों में कार्यरत हैं.
सुरक्षा नोट: हमेशा a के साथ डिज़ाइन करें सुरक्षा मार्जिन थर्मल नरमी से बचने के लिए सामग्री के पिघलने बिंदु से नीचे, चरण अस्थिरता, या संरचनात्मक विफलता.
पुनर्चक्रण और माध्यमिक प्रसंस्करण
पुनर्चक्रण कार्यों में, the गलनांक एक महत्वपूर्ण पैरामीटर प्रदान करता है अलग करने के लिए, ठीक हो, और मूल्यवान धातुओं का पुनर्प्रसंस्करण:
- एल्यूमीनियम और जस्ता मिश्र धातु, उनके अपेक्षाकृत कम गलनांक के साथ, ऊर्जा-कुशल रीमेल्टिंग और पुनर्विनिर्माण के लिए आदर्श हैं.
- छँटाई प्रणाली अलग-अलग पिघलने के व्यवहार के आधार पर मिश्रित धातु स्क्रैप को अलग करने के लिए थर्मल प्रोफाइलिंग का उपयोग कर सकते हैं.
विशेष अनुप्रयोग: टांकने की क्रिया, फ़्यूज़िबल मिश्र, और थर्मल फ़्यूज़
कुछ एप्लिकेशन शोषण करते हैं निम्न गलनांक को सटीक रूप से नियंत्रित किया जाता है के लिए कार्यात्मक डिज़ाइन:
- मिलाप मिश्र धातु (उदा।, एसएन-पीबी यूटेक्टिक एट 183 ° C) उनके तीव्र गलनांक के कारण इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए चुना जाता है, सर्किट बोर्डों पर थर्मल तनाव को कम करना.
- फ़्यूज़िबल मिश्र धातुएँ लकड़ी की धातु की तरह (~70 डिग्री सेल्सियस) या फील्ड की धातु (~62 डिग्री सेल्सियस) में सेवा करें थर्मल कटऑफ, सुरक्षा वॉल्व, और तापमान-संवेदनशील एक्चुएटर्स.
8. निष्कर्ष
पिघलने बिंदु केवल थर्मोडायनामिक्स का मामला नहीं हैं - वे सीधे प्रभावित करते हैं कि धातु और मिश्र धातु कैसे डिज़ाइन की जाती हैं, प्रसंस्कृत, और वास्तविक दुनिया की सेटिंग में लागू किया गया.
मूलभूत अनुसंधान से लेकर व्यावहारिक विनिर्माण तक, सुनिश्चित करने के लिए पिघलने के व्यवहार को समझना आवश्यक है विश्वसनीयता, क्षमता, और नवाचार.
जैसे-जैसे उद्योग अधिक उन्नत सामग्रियों पर जोर दे रहे हैं चरम वातावरण, पिघलने के व्यवहार में हेरफेर करने और सटीकता के साथ मापने की क्षमता सामग्री इंजीनियरिंग और थर्मोफिजिकल विज्ञान की आधारशिला बनी रहेगी.



