純粋な鉄（Fe）の通常の融点は 1538 °C (1811 K / 2800 °F) これはδフェライト（高温体心立方鉄）が液体になる温度である。この値は、冶金学ハンドブックや熱化学データベースで使用されている基準値である。
金属の融点が意味するもの
冶金学者が純金属の「融点」と言う場合、通常、その金属の融点を意味する。 1気圧で結晶性固体と液体が共存する平衡温度 - 厳密には通常の融点（または通常の凝固点）である。鋼や鋳鉄を含むエンジニアリング合金の場合、通常、融点は以下のようになります。 溶解範囲 の間にある。 ソリダス (加熱すると最初の液体が現れる）と リキダス (最後の固体が液体に溶ける）。金属の融点数値は次のように扱う。 参考値 これは、非常に純粋な平衡状態に適用されるもので、現実の材料は通常異なる挙動を示す。
通常の鉄の融点は以下の通りである。 1538 °C (1811 K / 2800 °F) 標準大気圧での値。この値は、技術者や科学者が使用する国内外のデータソース（NIST、CRC、ASM、PDG/LBL、主要な化学ハンドブック）で報告されている。1気圧における鉄の通常の沸点は、以下の通りである。 2860-2862 °C (≈3134 k)測定方法や評価方法によって、丸め方は微妙に異なる。
耐荷重数値：
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通常の融点（純鉄）： 1538 °C (1811 K / 2800 °F).
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典型的な文献の見開き： ≈1535-1539 °C 実験方法や純度によって異なる。
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融点付近の潜熱（融解）： ≈247 kJ/kg (推奨平均値を報告）。
鉄の同素体と融解に至る相転移
鉄は温度によって複数の結晶形態（同素体）を示す：
| アロートロープ | シンボル | 結晶構造 | 安定した温度範囲（約、1気圧） |
|---|---|---|---|
| アルファ・アイアン | α-鉄 | BCC（フェライト） | まで 912 °C |
| ガンマ鉄 | γ-鉄 | FCC（オーステナイト） | 912 °C → 1394 °C |
| デルタアイアン | δ-鉄 | BCC（高Tフェライト） | 1394 °C → 1538 °C (融解) |
| 液体 | L | - | > 1538 °C (純Feの場合） |
固体→固体の転移（912℃付近のα↔γと1394℃付近のγ↔δ）は、δ相が1538℃の基準で融解するものであるため、非常に重要である。これらの転移温度は、相図やハンドブックによく記載されている。
なぜ単一の数字（1538℃）が有用なのか、そして有用でない場合とは？
この単一の数値は、比較や基本的な計算（熱力学、炉の設定温度、歴史的には教育）に非常に役立つ。しかし、1538 °Cを無批判に用いると誤解を招きかねない：
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合金： 炭素、ケイ素、ニッケル、クロム、その他の元素を加えると、固液比が大きく変化する。
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不純物： 硫黄、リン、酸素、スラグ相は、純鉄の融点以下の共晶点を生成する。
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非平衡加熱： 急激な加熱、過熱、過冷却は、平衡融解から逸脱した過渡的な挙動を引き起こす。
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プレッシャーだ： 高圧は融解温度をシフトさせる（地球物理学や高圧実験に関連）。
したがって、鉄鋼、鋳鉄、特殊合金を扱う技術者は、単一の純鉄数ではなく、固相線図やメーカーのデータを参照して固相線/液相線値を確認する必要がある。
炭素が鉄の溶解温度に与える影響
炭素は、溶液や炭化物を形成すると鉄の融点を下げる。鉄-炭素系(Fe-C)は鉄鋼冶金の基本である：
| 素材 | 代表的なカーボン(wt%) | 典型的な固相/液相/融解挙動（おおよそ） |
|---|---|---|
| 純鉄 | 0.00 | 1538 °C (単一値) |
| 低炭素鋼 | 0.05-0.25 | ソリダス 1450-1500 °Cリクイダス 1500-1540 °C (さまざま） |
| 中炭素鋼 | 0.25-0.60 | ソリダス 1420-1490 °Cリクイダス 1480-1530 °C |
| 高炭素鋼／工具鋼 | 0.6-2.0 | 固相線はさらに低下する可能性があり、他の合金が存在する場合は共晶となる。 |
| 鋳鉄（ホワイト／グレー） | 2.0-4.0 | 共晶による複雑な融解； 液相線はしばしば1150-1250 °C (グラファイト、カーバイドに依存） |
注：鋳鉄の液相/固相の値は、組成や鋳造方法によって大きく異なる。多くの鋳鉄は、共晶や黒鉛の形成により、純鉄よりもかなり低い炉温で溶解する。フラクトリー相図およびFe-C相図に詳細な境界が示されている。
クイック比較：一般的な金属の融点（参考表）
| エレメント／素材 | 融点 (°C) | 融点 |
|---|---|---|
| 鉄（Fe、純粋） | 1538 | 2800 |
| 銅（Cu） | 1084 | 1983 |
| アルミニウム（Al） | 660.3 | 1220 |
| ニッケル（Ni） | 1455 | 2651 |
| クロム（Cr） | 1907 | 3465 |
| チタン（Ti） | 1668 | 3034 |
| (データはエンジニアリングで使用される標準的なハンドブックより）。 |
測定方法と実際的な考察
金属の融点測定には慎重な技術が必要である。一般的な方法には次のようなものがある：
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示差走査熱量測定（DSC）/示差熱分析（DTA）： ヒートフローを測定し、吸熱融解ピークを検出。
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るつぼ法を用いた高温オプティカル・パイロメトリー： 耐火性金属の場合、溶融は目視または放射率補正パイロメトリーで検出できる。
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静電浮遊＋レーザー加熱： コンタミネーションや るつぼの反応を避けるため、専門的な研究に使用される。過熱液体や過冷却凍結研究に有用。
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静的／分析的手法： 冶金学研究室で歴史的に使用されてきた落下または浸漬技術。
各手法には、試料の純度、るつぼと試料の相互作用、大気（酸素は酸化して見かけの融解挙動を変化させることがある）、加熱速度、校正といった不確かさの原因があります。厳密なデータについては、一次標準研究所（NIST、国家計量標準機関）に問い合わせてください。
融点付近の熱物性
融点付近で問題となる重要な熱物性 (値は純鉄の近似値)：
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融解潜熱： ≈ 247 kJ/kg (kgを融点で溶かすのに必要なエネルギー）。
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密度の変化： 金属は通常、溶融すると密度が低下するが、鉄の場合、その変化は材質と相に依存する。
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熱容量： Cpは温度とともに上昇する。炉のエネルギー推定には正確なCp対Tが必要である（NISTおよびハンドブックには、適合したショメート係数または多項式係数が記載されている）。
エンジニアはこれらの特性を利用して、炉のサイズを決め、製錬のエネルギー消費量を計算し、鋳造シミュレーションで凝固をモデル化する。
工業的な意味合い - 製錬、鋳造、溶接、熱処理
鉄の溶融挙動がもたらす実際的な影響には、次のようなものがある：
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鋳造の練習： 鋳造業者は、特定の合金の液相線を超えるように炉と取鍋の温度を設定する。 ~1550-1600 °C 電気アーク炉または誘導炉で適切な過熱と取鍋移送を行う。鋳鉄は多くの場合、より低い温度で溶解する。
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溶接： 溶接における局部溶融は、過度の希釈、バーンスルー、合金元素による脆化を避けるための制御が必要である。
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熱処理： 熱処理が融解に近づくことはめったにないが、微細構造を決定する臨界変態温度（A1、A3など）は融解よりはるかに低い温度で発生するため、正確な相図とTTT/CCTデータが使用される。
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アディティブ・マニュファクチャリング（金属AM）： 溶融と凝固速度は微細構造にとって非常に重要であり、印刷パラメータは溶融特性に関連して調整される。
グッドプラクティス：常に 素材の は、純鉄の融点だけでなく、固相線/液相線と鋳造所または製造所の推奨炉温度を文書化したものである。
圧力と過酷な条件
常圧では1538 °Cの基準が維持される。高圧下では、融解挙動がシフトする（地球物理学や高圧材料研究で重要）。GPaの圧力における実験と計算による相図は、Feの融解温度が圧力とともに上昇することを示している。このようなシフトは、通常の工業的な関連性からは外れるが、地球コアのモデリングや高圧装置には極めて重要である。このようなシフトは、通常の工業的関連性からは外れるが、地球コアモデルや高圧装置にとっては極めて重要である。
よくある間違いとその回避方法
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合金に純鉄番号を使用する： は誤ったファーネス設定につながります。常に材料固有のデータを使用してください。
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融点と固相/液相を混同している： 合金の場合、これらは単一の値ではなく、範囲である。
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大気と汚染を無視する： 酸化反応またはるつぼ反応によって溶融挙動が変化する。必要に応じて不活性ガスまたは真空を使用する。
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校正されていない熱電対やパイロメーターに頼ること： 正確な温度を得るためには、標準にトレーサブルな校正が不可欠です。
エンジニアのための実用表
代表的な固相線/液相線範囲（工学的近似値）
| 素材ファミリー | 構成例 | ソリダス (°C) | おおよその液相 (°C) | 備考 |
|---|---|---|---|---|
| 純鉄 | 0% C | 1538（シングル） | 1538 | 参考純鉄 |
| 低炭素鋼 | 0.05-0.25% c | 1450-1500 | 1500-1540 | 合金化に依存する |
| ステンレス鋼（オーステナイト系） | Fe-18Cr-8Ni | ~1390-1450 | ~1450-1520 | Ni/Crは局所的な融解挙動を上下させる |
| 灰色の鋳鉄 | 2-4% C（グラファイト） | ~1150 | ~1200-1250 | グラファイトとの共晶 |
よくあるご質問
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Q: 鉄の融点は？
A: 1538 °C (1811 K / 2800 °F) 1気圧での元素鉄の場合。 -
Q: 鉄は純鉄と同じ温度で溶けるのか？
A: 鋼は合金であり、溶融を示す。 範囲 (多くの鋼は、純Fe数よりやや低いか、その近辺で溶融する。 -
Q: なぜ鋳物工場は1538℃以上の炉を使うのか？
A: 炉のメンテナンス 過熱 は、良好な流動性を確保し、脱ガスのための時間を確保し、移送中の熱損失を補償するために、液相線より高い。典型的な鋼の加熱は、合金やプロセスにもよるが、1550～1600℃に保たれることが多い。 -
Q: 炭素濃度は融解にどう影響するのか？
A: 炭素は共晶反応によって融点を下げる。鋳鉄（高C）は通常、純鉄よりも液相線温度がはるかに低い。Fe-C相図を参照。 -
Q: 不純物は融点を上げるのか？
A: 例えば、クロムやタングステンは一般的に高温強度を高め、ある種の合金では溶融挙動を増加させるが、炭素や硫黄はある種の溶融境界を低下させる。正確な効果は組成に依存する。 -
Q: 1538℃の精度は？
A: 純度や測定方法によって、実験値は数℃異なる場合がある。典型的な報告による広がりは～1535～1539℃である。 -
Q: 鉄の融解潜熱は？
A: 約 247 kJ/kg溶融のエネルギー予算に使用される。 -
Q: 大気中の酸素は効果的な融解挙動を変えるのか？
A: 酸化、スラグや酸化物層の形成、るつぼの反応は、見かけの溶解挙動を変化させる可能性があり、フラックス、スラグ管理、または不活性雰囲気で制御する必要がある。 -
Q: 融点に関する標準的な参考文献はありますか？
A: はい！NIST WebBook、CRCハンドブック、ASMハンドブック、PDG/LBLテーブルは、信頼できる熱物理学データとして広く使われています。 -
Q: 特定の工業用鋼種の固相線/液相線はどこで確認できますか？
A: 正確な相界面データについては、鉄鋼メーカーのデータシート、標準的な文献(ASM、公表されているFe-C相図および多成分相図など)、または熱力学データベース(Thermo-Calc、FactSageなど)を参照すること。
実務家のための最終的な注意事項
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を使用する。 1538 °C の数字は、あくまでも純鉄の基準値である。
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工程管理については、常に材料固有の固相線／液相線、製粉所／鋳造所のデータシート、および校正された計器に頼ること。
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出版物や設計作業については、権威あるデータベース（NIST/CRC/ASM）を引用し、温度が適用される条件（圧力、雰囲気、組成）を明記すること。
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