알류미늄, 경량으로, 부식 방지, 전성이 높은 비철금속, 항공우주 분야에서 대체할 수 없는 역할을 담당하고 있습니다., 자동차 제조, 전자 제품, 및 건설 산업.
표준 대기압 하에서 알루미늄이 고체에서 액체 상태로 전환되는 온도로 정의되는 알루미늄의 녹는점은 가공을 좌우하는 기본적인 열물리적 특성입니다., 합금 디자인, 산업적 응용.
1. 순수 알루미늄의 물리적 특성 - 주요 융점 데이터
| 재산 | 값 (그리고) | 값 (장엄한) | 메모 |
| 녹는점 (평형, 1 ATM) | 660.32 ℃ (933.47 케이) | 1220.58 °F | 순수의 표준 기준 온도 (99.999%) 알. |
| 열역학적 온도 | 933.47 케이 | - | 절대온도 등가물. |
| 융합잠열 | 397 kJ·kg⁻¹ | ≈ 170.68 BTU·lb⁻¹ | 녹는 데 필요한 에너지 1 kg (또는 1 파운드) 녹는점에서. |
비열 (단단한, 대략, 가까운 25 ℃) |
897 J · KG⁻¹ · K ¹ | ≈ 0.2143 BTU·lb⁻¹·°F⁻¹ | 정확한 열 계산을 위해 온도에 따른 CP 사용. |
| 밀도 (단단한, ~20°C) | 2,700 kg·m⁻³ | ≈ 168.6 파운드·피트⁻³ | 액체 밀도는 약간 낮고 온도에 따라 다릅니다.. |
| 비등점 (대기) | ≈ 2,470 ℃ | ≈ 4,478 °F | 고온 처리에 유용한 상한. |
2. 알루미늄의 융점에 영향을 미치는 주요 요인
순수한 알루미늄은 녹지만 660.32 ℃, 많은 실제 요인이 효과적인 용융/응고 거동을 변경합니다.:
합금 화학 - 고상선 및 액상선
알루미늄 합금은 ~ 아니다 단일 녹는점을 가지고 있다. 그들은 액체 (그 이상에서는 완전히 액체인 온도) 그리고 solidus (그 이하에서는 완전히 고체가 되는 온도).
합금 요소의 존재 (그리고, 마그네슘, 구리, 아연, 철, 등.) 이러한 경계를 이동시키고 종종 용융 범위를 생성합니다. (흐릿한 영역) 중요한 캐스팅 결과와 함께.
- 공융: 일부 합금 시스템은 온도에서 녹는 공융 조성을 가지고 있습니다. 아래에 순수한 Al의 것 (예: ≒에서 Al-Si 공융 577 ℃ ~12.6wt% Si의 경우).
- 실질적인 효과: 동결 범위가 넓은 합금은 열간 찢어지기 쉽습니다., 수축 다공성과 분리.
불순물 및 부랑자 요소
미량 오염 (예를 들어, PB, 바이, 혼합 스크랩의 Cu) 저융점 상이나 부서지기 쉬운 금속간 화합물을 생성할 수 있습니다., 국소적인 용융 이상을 일으키고 응고 경로를 변경합니다.; 이는 재활용 작업에 매우 중요합니다..
압력
용융 온도는 압력에 따라 달라집니다. (Clapeyron 관계); 산업적으로 용융이 대기압에서 수행되기 때문에 이 효과는 무시할 수 있습니다..
곡물 정제제 및 접종제
화학적 결정립 미세화제는 녹는점 자체를 변화시키지 않습니다., 그러나 응고 중 핵 생성 거동에 영향을 미칩니다. (과냉각, 핵의 수), 따라서 실제 응고 경로와 미세 구조를 변경합니다..
표면 현상 및 산화막
알루미늄은 안정적인 알루미나 피막을 형성합니다. (Al₂O₃) 표면에. 산화물은 벌크 용융 온도를 변화시키지 않지만, 표면의 열전달에 영향을 미칩니다., 접촉/고온 측정 방법으로 감지된 드로스 거동 및 열 정지 거동.
3. 일반적인 알루미늄 합금의 용융 범위
아래에는 두 가지 간결한 내용이 있습니다., 보여주는 전문 테이블 전형적인 녹는다 (고체 → 액체) 범위 공통을 위해 꾸민 (단조) 알루미늄 합금 그리고 주조 알루미늄 합금.
중요한: 이 수치는 공정 계획 및 재료 선택에 사용되는 일반적인 범위를 나타냅니다..
일반 단조 / 단조 알루미늄 합금 - 일반적인 용융 범위
| 합금 등급 | 용융 범위 (℃) | 용융 범위 (°F) | 용융 범위 (케이) | 기술 노트 |
| 1050 / 1100 (상업적으로 순수한 Al) | ~660.3 – 660.3 | ~1220.6 – 1220.6 | ~933.5 – 933.5 | 매우 높은 순도로 인해 거의 단일점 용융. |
| 2024 (알쿠) | ~500 – 638 | ~932 – 1180 | ~773 – 911 | 넓은 냉동 범위; 초기 용융에 민감함. |
| 2014 (알쿠) | ~500 – 638 | ~932 – 1180 | ~773 – 911 | 유사하다 2024; Cu 함량이 높을수록 열간 가공성에 영향을 미침. |
| 5083 (알-마그네슘) | ~570 – 640 | ~1058 – 1184 | ~843 – 913 | Mg로 인한 용융 범위 증가; 우수한 내식성. |
| 5454 (알-마그네슘) | ~595 – 645 | ~1103 – 1193 | ~868 – 918 | 압력 용기 및 탱크에 자주 사용됩니다.. |
6061 (알–Mg–시) |
~555 – 650 | ~1031 – 1202 | ~828 – 923 | 널리 사용되는 구조용 합금; 열처리에 중요한 용융 범위. |
| 6082 (알–Mg–시) | ~555 – 650 | ~1031 – 1202 | ~828 – 923 | 6xxx 시리즈의 고강도 버전. |
| 7075 (Al–Zn–Mg–Cu) | ~477 – 635 | ~891 – 1175 | ~750 – 908 | 매우 넓은 용융 범위; 국부적으로 녹는 경향이 있음. |
| 3003 (알-Mn) | ~640 – 660 | ~1184 – 1220 | ~913 – 933 | 순수 알루미늄에 가까운 용융 거동. |
일반적인 주조 알루미늄 합금 - 일반적인 용융 범위
| 합금 등급 | 용융 범위 (℃) | 용융 범위 (°F) | 용융 범위 (케이) | 기술 노트 |
| Al-Si 공융 (~12.6% 예) | ~577 – 577 | ~1070.6 – 1070.6 | ~850.1 – 850.1 | 날카로운 융점을 지닌 공융 조성. |
| A356 / AlSi7Mg | ~558 – 613 | ~1036 – 1135 | ~831 – 886 | 주조성이 우수하고 열처리가 가능함. |
| A357 (수정된 A356) | ~555 – 605 | ~1031 – 1121 | ~828 – 878 | 강도 및 피로 저항성 향상. |
| A380 (알–시–구리) | ~515 – 585 | ~959 – 1085 | ~788 – 858 | 액상선 온도가 낮은 표준 다이캐스팅 합금. |
319 (알–시–구리) |
~525 – 605 | ~977 – 1121 | ~798 – 878 | 주조성과 기계적 강도의 적절한 균형. |
| ADC12 (JIS 다이캐스팅 합금) | ~500 – 580 | ~932 – 1076 | ~773 – 853 | 널리 사용되는 다이캐스팅 합금; 불순물 제어가 중요합니다. |
| alsi9cu3(철) | ~510 – 600 | ~950 – 1112 | ~783 – 873 | 복잡한 형상을 위한 다목적 주조 합금. |
| A413 (고 실리콘 합금) | ~560 – 620 | ~1040 – 1148 | ~833 – 893 | 고온 및 고압 주조에 적합. |
3. 알루미늄 융점의 정확한 측정 방법
알루미늄의 융점을 정확하게 측정하는 것은 재료 특성화 및 공정 최적화에 매우 중요합니다..
일반적인 방법은 다음과 같습니다:
시차 주사 열량계 (DSC)
DSC는 높은 정밀도와 감도로 인해 금속의 녹는점을 측정하는 데 가장 널리 사용되는 방법입니다..
원리는 작은 알루미늄 샘플을 가열하는 것과 관련이 있습니다. (5-10mg) 그리고 참고자료 (둔한, 예를 들어, 알루미나) 일정한 속도로 (5–10℃/분) 그들 사이의 열 흐름 차이를 모니터링하면서.
융점은 흡열 피크의 시작 온도로 결정됩니다. (융합 과정에 해당).
DSC는 ±0.1℃의 정확도로 융점을 측정할 수 있습니다., 고순도 알루미늄 및 합금 분석에 적합합니다..
육안관찰방법 (모세관 방식)
이 전통적인 방법은 모세관에 소량의 알루미늄 분말을 밀봉하는 것입니다., 가열조에서 온도계와 함께 가열되는 것 (예를 들어, 실리콘 오일).
녹는점은 알루미늄 분말이 액체로 완전히 녹을 때 기록됩니다.. 간편하고 저렴하면서도, 이 방법은 정확도가 낮습니다 (±1~2℃) 주로 정성 분석이나 정밀도가 낮은 응용 분야에 사용됩니다..
레이저 플래시 용융 방식
고압 및 고온 융점 측정용, 레이저 플래시 방식을 채용.
펄스 레이저는 알루미늄 샘플 표면을 빠르게 가열합니다., 용융 과정은 광학 센서로 모니터링됩니다. (예를 들어, 고온계, 간섭계).
이 방법은 극한의 압력 하에서 융점을 측정할 수 있습니다. (최대 10 평점) 높은 시간적 해상도로, 항공우주 및 원자력 응용 분야에 대한 데이터 제공.
전기 저항 방법
알루미늄의 전기 저항은 녹는 동안 크게 변합니다. (액체 알루미늄은 전자 전도 방해로 인해 고체 알루미늄보다 저항이 더 높습니다.).
알루미늄선을 가열하면서 저항을 측정함으로써, 녹는점은 저항이 갑자기 증가하는 온도로 식별됩니다..
이 방법은 산업 공정 중 현장 모니터링에 적합합니다. (예를 들어, 용접, 주조).
4. 알루미늄 융점의 산업적 의미
알루미늄의 적당한 융점은 광범위한 산업 응용을 촉진하는 핵심 요소입니다., 처리성과 성능의 균형을 유지하므로:
주조 공정
알루미늄의 녹는점 (660℃) 철금속에 비해 현저히 낮습니다., 에너지 효율적인 주조 가능:
- 다이 캐스팅: Al-Si 공융 합금 (녹는점 577~600℃) 다이캐스팅에 널리 사용됩니다., 낮은 용융 온도로 인해 다이 마모 및 에너지 소비가 감소합니다., 복잡한 부품의 대량 생산 가능 (예를 들어, 자동차 엔진 부품, 전자 하우징).
- 모래 주조: 순수 알루미늄과 저합금 알루미늄을 모래 주형으로 주조합니다., 쏟아지는 온도는 일반적으로 액상선 온도보다 50~100℃ 높습니다. (700–750℃) 금형 캐비티가 완전히 채워지도록 보장.
열처리 및 용접
- 열처리: 알루미늄의 녹는점은 열처리 공정의 최대 온도를 제한합니다..
예를 들어, 6xxx 시리즈 합금의 용체화 열처리는 고상선 온도보다 훨씬 낮은 530~570℃에서 수행됩니다. (580℃)- 부분적인 녹는 것을 방지하기 위해 (타고 있는) 합금의. - 용접: 알루미늄 용접에는 열 변형을 최소화하면서 녹는점에 빠르게 도달할 수 있는 열원이 필요합니다..
일반적인 방법에는 TIG 용접이 포함됩니다. (아크 온도 ~6000℃) 및 MIG 용접, 과도한 입자 성장 없이 모재의 융착을 보장하기 위해 용접 온도를 660~700℃로 제어합니다..
고온 애플리케이션
알루미늄의 융점으로 인해 고온 사용이 제한됩니다.: 순수한 알루미늄은 단지 유지합니다 50% 200℃에서는 상온 강도가 약해지고 300℃ 이상에서는 상당히 부드러워집니다..
고온 적용성 확대, 합금 요소 (예를 들어, 니켈, 코발트) 용해도가 높은 금속간 화합물을 형성하기 위해 첨가됩니다., 알루미늄합금의 사용온도를 300~400℃까지 확장 (예를 들어, 2618 항공우주 엔진 부품용 합금).
알루미늄 재활용
알루미늄은 녹는점이 적당하여 재활용성이 뛰어납니다..
재활용 알루미늄에는 5% 1차 알루미늄을 생산하는 데 필요한 에너지, 녹는 스크랩 알루미늄으로 (660~700℃에서) 보크사이트에서 알루미늄을 추출하는 것보다 훨씬 적은 에너지를 소비합니다..
이 에너지 효율성, 알루미늄의 녹는 특성에 힘입어, 전 세계적으로 가장 많이 재활용되는 금속 중 하나입니다..
6. 다른 금속 및 합금과의 비교 분석
| 금속 / 합금 | 녹는점 (℃) | 녹는점 (°F) | 녹는점 (케이) | 주요 내용 |
| 알류미늄 (알, 순수한) | 660.3 | 1220.6 | 933.5 | 낮은 융점; 경량주조 및 성형에 탁월. |
| 구리 (구리, 순수한) | 1085 | 1985 | 1358 | 높은 열전도율; Al보다 더 높은 처리 온도가 필요합니다.. |
| 철 (철, 순수한) | 1538 | 2800 | 1811 | 상당히 높은 융점; 제강에 널리 사용됨. |
| 강철 (탄소강, ~0.2%C) | 1425–1540 | 2600–2800 | 1698-1813 | 녹는 범위는 구성에 따라 다름; 알루미늄 합금보다 높다. |
| 티탄 (의, 순수한) | 1668 | 3034 | 1941 | 높은 강도 대 중량 비율; 난치성 행동. |
마그네슘 (마그네슘, 순수한) |
650 | 1202 | 923 | Al보다 약간 낮음; 반응성이 뛰어나고 가볍습니다.. |
| 아연 (아연, 순수한) | 419.5 | 787 | 692.7 | 낮은 융점; 다이캐스팅 및 아연 도금에 사용됩니다.. |
| 니켈 (~ 안에, 순수한) | 1455 | 2651 | 1728 | 우수한 내식성; 항공우주용 고융점 합금. |
| 놋쇠 (cu -zn, 60/40) | 900-940 | 1652-1724 | 1173-1213 | 순수 Cu보다 낮은 합금 용융 범위; 캐스팅에 적합. |
| 청동 (Cu-Sn, 88/12) | 950–1050 | 1742-1922 | 1223-1323 | 구리보다 약간 낮음; 주조성 및 내식성 향상. |
6. 오해와 일반적인 함정
녹는점과 연화점 혼동하기
알루미늄의 연화온도 (≒300℃) 녹는점으로 착각하는 경우가 많다.
연화란 결정립계의 미끄러짐과 전위이동으로 인한 항복강도의 감소를 말한다., 용융에는 상전이가 포함됩니다..
이러한 혼란은 부적절한 열처리로 이어질 수 있습니다., 그 결과 기계적 성질이 감소됩니다..
합금의 녹는 범위 무시
순수 알루미늄은 녹는점이 날카롭습니다., 그러나 알루미늄 합금은 용융 범위를 나타냅니다. (액체에서 고체로).
주조 중에 이 범위를 고려하지 않으면 수축 다공성과 같은 결함이 발생할 수 있습니다. (고상선 온도에 너무 가깝게 붓는 경우) 또는 뜨거운 균열 (용융 범위 전체에서 너무 빠르게 냉각되는 경우).
불순물 효과 간과
미량의 불순물이라도 (예를 들어, 0.1% 철) 알루미늄의 녹는점을 낮추고 녹는점을 높일 수 있습니다..
고정밀 애플리케이션에서 (예를 들어, 항공우주 부품), 일관된 용융 거동과 최종 제품 품질을 보장하려면 불순물 함량을 엄격하게 제어하는 것이 필수적입니다..
7. 결론
알루미늄의 녹는점 (660.32순수 알루미늄의 경우 ℃) 원자 구조와 금속 결합에 뿌리를 둔 기본 특성입니다., 처리 및 적용의 초석 역할.
순도를 포함한 다양한 요소, 합금 요소, 외부 압력, 및 열 이력 - 용융 거동 수정, 다양한 산업 요구에 맞는 알루미늄 합금 설계 가능.
Al-Si 합금의 저온 다이캐스팅부터 항공우주용 고강도 7xxx 시리즈 합금까지, 알루미늄의 융점은 공정 매개변수를 결정합니다., 성능 한계, 재활용 효율성.
산업계가 경량화와 에너지 효율성을 추구함에 따라, 알루미늄 특유의 적당한 녹는점 균형, 저밀도, 재활용성은 글로벌 제조 환경에서 핵심 소재로서의 입지를 계속 확고히 할 것입니다..
자주 묻는 질문
알루미늄의 녹는점 온도는 동일합니까? 6061 또는 7075?
아니요. 6061 그리고 7075 순수 Al과 다른 고상/액상 범위를 갖는 합금입니다.. 용융 거동은 합금별 데이터를 참조하거나 열 분석을 통해 측정해야 합니다..
다이캐스팅에 과열도를 얼마나 사용해야 할까요?. 모래 주조?
다이 및 고압 공정에는 적당한 과열이 필요한 경우가 많습니다. (20–50 ° C) 빨리 채워지기 때문에; 모래 및 더 두꺼운 부분의 주조에는 더 높은 유효 과열도가 필요할 수 있습니다. (40–100 ° C) 완전한 충전을 보장하기 위해. 합금 및 금형에 최적화.
알루미늄의 수소 다공성이 더 나쁜 이유?
액체 알루미늄의 수소 용해도는 고체 알루미늄보다 훨씬 높습니다.. 응고 과정에서 수소는 탈기 과정을 통해 사전에 제거되지 않으면 거부되고 가스 기공을 형성합니다..
실제로 압력이 알루미늄의 녹는점을 변화시키나요??
압력에 따라 녹는점이 변한다, 그러나 표준 대기 주조 작업의 경우 그 효과는 무시할 수 있습니다..
