니켈의 녹는점

1. 소개

니켈 (화학 기호는, 원자 번호 28) 연성이다, 족에 속하는 은백색 전이금속 10 주기율표의.

NIST와 왕립화학회의 권위 있는 열역학 데이터에 따르면 순수 니켈의 표준 녹는점은 다음과 같습니다. 1455 ℃ (2651 °F, 1728 케이).

원소 금속은 실제적으로 단일 녹는점을 가집니다., 그러나 니켈 기반 합금은 일반적으로 합금이 고상선 온도와 액상선 온도를 변경하기 때문에 범위에 걸쳐 녹습니다..

니켈의 녹는 성질은 니켈이 내식성 및 내열성 제품에 널리 사용되는 이유 중 하나입니다..

상업용 니켈 및 니켈 기반 합금은 화학 처리 장비에서 발견됩니다., 열교환기, 용광로 하드웨어, 해양 서비스, 및 고온 구조 부품, 열 안정성과 제어된 응고가 강도만큼 중요한 경우.

2. 순수 니켈의 녹는점

원소 금속의 경우, 니켈은 일반적으로 다음과 같이 취급됩니다. 단일 융점 물질 광범위한 합금보다는.

다양한 기술 소스에서 게시된 값은 매우 유사합니다., 이것이 바로 엔지니어들이 기준 금속에서 원하는 것입니다.: 공정 설계에 자신있게 사용할 수 있는 안정적인 숫자.

순수 니켈의 대표값

게시된 용융 데이터에서는 1453°C와 1455°C 사이의 작은 범위가 일반적입니다..

순도의 차이를 반영합니다., 측정 방법, 금속 자체의 의미 있는 변화보다는 반올림 규칙을 따릅니다..

엔지니어링 목적으로, 순수한 니켈은 녹는점이 약 1455℃.

3. 니켈 합금 및 용융 범위

니켈 기반 합금은 순수 니켈처럼 거동하지 않습니다..

다른 요소가 추가되면, 합금은 일반적으로 solidus 그리고 액체, 따라서 금속은 한 온도에서 녹기 시작하고 더 높은 온도에서 녹는다.

이것이 바로 합금 데이터시트가 다음과 같이 보고하는 이유입니다. 용융 범위 한 점 대신.

4. 니켈의 용융 거동에 영향을 미치는 요인

청정

순결은 첫 번째이자 가장 중요한 요소입니다..

순수 니켈은 단일을 보여줍니다, 뚜렷하게 정의된 융점, 니켈과 같은 상업적으로 순수한 등급 200/201 작은 조성 차이도 중요하기 때문에 좁은 용융 범위를 나타냅니다..

재료가 니켈 원소에 가까울수록, 1점 전환에 더 가까워질수록.

합금 첨가물

합금은 니켈 재료가 용융 범위를 발전시키는 주된 이유입니다..

구리 첨가, 크롬, 철, 코발트, 몰리브덴, 및 기타 요소는 상 안정성을 변경하고 고상선 및 액상선 온도를 이동시킵니다..

그렇기 때문에 모넬은 400, 인코넬 600, 그리고 ATI 617 모두 니켈 기반 소재임에도 불구하고 각각 용융 간격이 다릅니다..

제품 형태 및 사양

상업용 니켈 제품은 제품 형태 및 공급업체 데이터 시트에 따라 게시된 값이 약간 다르게 공급될 수 있습니다..

이는 금속의 기본 동작이 변경되었음을 의미하지 않습니다.; 이는 보고된 범위가 정확한 등급을 반영한다는 의미입니다., 경미한 불순물, 그리고 상품상태.

공정 엔지니어용, 이는 일반적인 니켈 값에 의존하기보다는 특정 열이나 로트에 대해 공급업체 데이터시트를 사용하라는 알림입니다..

열 공정 상황

니켈의 용융 거동은 항상 맥락에 맞게 해석되어야 합니다.. 주조로, 브레이징 사이클, 용접 공정과 동일한 열 타겟을 사용하지 않습니다..

용융 범위는 금속이 부드러워지기 전에 작업자가 가질 수 있는 열 헤드룸의 양을 결정합니다., 흐르기 시작한다, 아니면 모양이 없어지거나.

니켈 기반 고온 합금, 그 창은 디자인 로직의 핵심 부분입니다, 나중에 생각하지 않고.

5. 물리적 & 니켈 용해 중 화학적 변화

산화 거동

용융 니켈은 화학적으로 매우 활성적입니다.. 위에 1000 ℃, 니켈은 산소와 빠르게 반응하여 산화니켈을 생성합니다. (NiO).

불활성 가스 보호 없음, 조밀하고 어두운 산화막이 액체 표면을 덮습니다., 제련 슬래그 함유 결함 증가.

산업용 니켈 용해는 산소를 분리하기 위해 아르곤 차폐 또는 진공 제련을 채택해야 합니다..

가스 원소의 용해도

용융 니켈은 수소 및 질소 용해도가 강합니다.. 가스 용해도는 녹는점 근처에서 최고조에 이릅니다.; 과도한 용존 가스는 응고 후 핀홀 다공성을 형성합니다..

고순도 니켈 주조에는 탈기 처리가 필수입니다..

자기 전이

니켈은 상온에서 강자성을 갖는다.. 퀴리 온도는 358 ℃; 이 임계 온도 이상에서는, 니켈은 냉각될 때까지 자성을 영구적으로 잃습니다..

용해 중 자기 소멸로 제련로에서 전자기적 교반이 촉진됩니다..

6. 니켈의 융점을 테스트하는 방법?

시차 주사 열량계 및 시차 열 분석

실험실 규모 측정용, DSC 그리고 DTA 순수 물질의 용융 및 결정화 온도를 결정하기 위한 표준 열 분석 도구입니다..

ASTM E794에서는 이 테스트 방법이 시차 주사 열량계 및 시차 열 분석을 통한 용융 및 결정화 온도 결정을 설명한다고 명시하고 있습니다., 그리고 그 방법은 품질관리에 유용하다는 것을, 사양 수용, 그리고 연구.

실제로, 교정은 알려진 참조 표준을 사용하여 수행됩니다., 순금속은 일반적으로 교정 재료로 사용됩니다..

용융 온도는 일반적으로 다음에서 가져옵니다. 추정된 발병 전환의, 샘플이 피크에서 완전히 녹는 동안.

따라서 DSC는 정확한 실험실 값이 필요할 때 니켈에 특히 유용합니다..

광학적 고온계

매우 뜨거운 산업 환경용, 광학 불법 측정법 물리적인 접촉이 아닌 뜨거운 물체로부터의 열복사를 측정하기 때문에 실용적인 비접촉 방식입니다..

이는 용광로 관찰에 유용합니다., 용융물 취급, 접촉 센서가 실용적이지 않은 기타 고온 공정 점검.

방법의 실제 비교

7. 니켈 용융 범위 제어의 산업 응용

정밀주조

~ 안에 정밀 주조, 용융 범위는 용광로가 제공해야 하는 열 헤드룸의 양과 붓기 전에 용융물을 얼마나 주의 깊게 관리해야 하는지를 결정합니다..

순수 니켈 및 니켈 기반 합금이 용광로 부품에 사용됩니다., 화학 처리 용기, 교환기, 고온 항공우주 부품, 원자로, 그리고 터빈, 이는 주조 경로가 고온 및 까다로운 서비스 요구 사항을 모두 처리해야 함을 의미합니다..

합금주물의 경우, 중요한 점은 단일 녹는점이 아니라 고체-액체 창.

니켈 기반 합금은 금속 일부가 여전히 액체인 동안 얼기 시작할 수 있습니다., 따라서 파운드리 실습에서는 사료 공급을 고려해야 합니다., 수축, 전체 범위에 걸친 응고 제어.

이는 공개된 니켈 기반 합금의 용융 간격에서 나온 공학적 추론입니다..

용접

니켈 기반 재료는 기존 용접 공정으로 접합할 수 있고 까다로운 환경에서도 유용한 성능을 유지할 수 있기 때문에 널리 용접됩니다..

인코넬 합금 600 기존의 용접 공정으로 쉽게 결합할 수 있다고 설명됩니다., 제조업체는 차폐 금속 아크용 특정 용접 재료를 나열합니다., 가스 텅스텐 아크, 가스 금속-아크 접합.

모넬 합금 400 또한 기존 프로세스에 의해 쉽게 결합되는 것으로 설명됩니다..

용접 용, 모재가 의도한 융합 영역을 넘어 과열되어서는 안 되기 때문에 용융 범위 제어가 중요합니다..

니켈 합금은 용융 간격 때문에 정확하게 선택되는 경우가 많습니다., 힘, 및 열 반응은 서비스에 중요한 응용 분야에서 제어된 결합을 지원할 수 있습니다..

이는 용접 부품이 제작 후 치수 안정성과 내식성을 유지해야 하는 경우 특히 중요합니다..

열처리

열처리는 용융 범위 제어가 중요한 또 다른 영역입니다., 작업자는 필요한 열 주기에 도달하면서 초기 용융 상태 미만으로 안전하게 유지해야 하기 때문입니다..

우리는 가지고 있었다 617, 예를 들어, 일반적으로 용액은 다음에서 어닐링됩니다. 1175℃ (2150°F), 이는 공개된 용융 범위보다 낮습니다. 1330–1380 ° C.

그 틈은 미세구조를 무너뜨리지 않고 열처리를 가능하게 하는 사용 가능한 열 창입니다..

동일한 논리가 니켈 기반 합금에 더 광범위하게 적용됩니다.: 열처리는 합금의 고상선과 액상선을 염두에 두고 선택해야 부품이 부분적으로 녹지 않고 의도한 야금학적 상태를 얻을 수 있습니다..

실제 제조에 있어서, 이것이 바로 니켈 합금이 일반적으로 저융점 금속보다 훨씬 더 엄격한 온도 규정에 따라 가공되는 이유입니다..

8. 결론

순수 니켈의 녹는점은 대략 1455℃ (1728 케이 / 2651°F), 해당 값에 매우 가까운 신뢰할 수 있는 참조 클러스터링.

게시된 수치의 약간의 차이는 정상이며 측정 기록 및 반올림을 반영합니다., 의미 있는 엔지니어링 불일치가 아님.

더 중요한 것은, 니켈의 진정한 산업적 가치는 니켈이 합금될 때 용융 거동이 변화하는 방식에 있습니다..

상업적으로 순수한 니켈 등급은 좁은 범위에서 녹습니다., Monel과 같은 니켈 기반 합금 400, 인코넬 600, 그리고 ATI 617 고유한 고상-액상 간격을 중심으로 설계되었습니다..

그렇기 때문에 니켈은 단순히 녹는점이 높은 금속이 아닙니다.; 내식성, 내열성 소재 설계를 위한 고온 플랫폼입니다..

 

자주 묻는 질문

섭씨와 화씨 단위로 니켈의 녹는점은 얼마입니까??

순수한 니켈은 약 1455℃, 이것은 대략 2651°F. ASM은 밀접하게 관련된 가치를 제공합니다 1453℃.

니켈 합금이 하나의 정확한 지점 대신 용융 범위를 갖는 이유는 무엇입니까??

합금은 상평형을 변화시키기 때문에, 그래서 물질이 녹기 시작하는 순간 solidus 더 높은 온도에서 녹는다 액체 온도.

순수 니켈은 니켈 합금보다 가공이 더 쉽습니다.?

꼭 그런 것은 아니다. 순수 니켈은 녹는점이 매우 높습니다., 그러나 니켈 기반 합금은 더 나은 내식성을 제공하기 때문에 종종 선택됩니다., 근력 유지, 또는 의도된 서비스에 대한 내열성.

고온 엔지니어링에서 니켈이 중요한 이유?

높은 융점과 유용한 연성과 용광로 하드웨어에 사용되는 내열 합금 계열을 형성하는 능력이 결합되어 있기 때문입니다., 교환기, 항공우주 부품, 및 터빈 관련 시스템.