O que torna alguns metais ideais para arranha-céus enquanto outros são perfeitos para a eletrónica? A resposta está na compreensão das principais diferenças entre metais ferrosos e não ferrosos. Este artigo analisa as suas propriedades únicas, composições e aplicações variadas, guiando-o através do que os distingue e porque é que isso é importante. No final, compreenderá como estes metais são fundamentais em tudo, desde a construção até aos aparelhos de alta tecnologia.
Quando se fala de metais, o que é que lhe vem à cabeça?
Quando se fala de metais, as pessoas pensam frequentemente em jóias brilhantes ou em tachos e panelas reluzentes. No entanto, não são muitas as pessoas que associam os metais à cor preta. No entanto, o "metal preto" é, de facto, uma grande categoria de metais.
O termo "preto" pode facilmente levar as pessoas a acreditar que os metais ferrosos têm de ser pretos e os metais não ferrosos têm de ser coloridos. Esta crença leva muitas pessoas a pensar que o ferro branco-prateado, o crómio e o manganês cinzento-prateado não podem ser considerados metais "pretos".
No entanto, o ferro, o crómio, o manganês e as suas ligas estão efetivamente incluídos na categoria dos metais ferrosos. Na indústria, estes metais são coletivamente designados por metais ferrosos.
Na realidade, o ferro puro e o crómio são brancos prateados, enquanto o manganês é cinzento prateado. A superfície do aço é normalmente coberta por uma camada de Fe3O4o que, juntamente com o facto de o manganês e o crómio serem utilizados principalmente para produzir a cor preta liga de açoA cor do metal, que pode dar a impressão de que estes metais são "pretos".
Os metais são um grupo de substâncias que se caracterizam pelo seu brilho, boa condutividade, condutividade térmica, fortes propriedades mecânicas e coeficiente positivo de resistência à temperatura. Há um total de 86 tipos de metais no mundo.
As pessoas normalmente classificam os metais em dois grupos: metais ferrosos e metais não ferrosos, com base na sua cor, propriedades e outras características distintivas.
Os metais ferrosos são constituídos principalmente por ferro, crómio, manganês e respectivas ligas, como o aço, o ferro-gusa, as ligas de ferro, o ferro fundido, etc. O aço e o ferro-gusa são ligas à base de ferro com carbono como principal elemento de adição, sendo coletivamente designados por ligas ferro-carbono.
O ferro-gusa é produzido através da fundição de minério de ferro num alto-forno e é utilizado principalmente para fabricar aço e peças fundidas.
Ferro fundido, com uma teor de carbono superior a 2.11%, pode ser obtido através da fusão de ferro-gusa num forno. O ferro fundido líquido pode então ser moldado em peças fundidas, que são designadas por peças fundidas de ferro.
A liga de ferro é uma liga composta por ferro e elementos como o silício, o manganês e o crómio, titânioetc. É uma das matérias-primas para a produção de aço e serve como desoxidante e elemento de liga aditivo.
Uma liga de ferro-carbono com um teor de carbono inferior a 2,11% é designada por aço, que é produzido através da fusão de ferro-gusa utilizado para a produção de aço num forno de produção de aço, de acordo com um determinado processo. Os produtos siderúrgicos incluem lingotes, biletes de fundição contínua e fundição direta em várias peças fundidas de aço.
Geralmente, o termo "aço" refere-se ao ferro que foi laminado em várias formas de aço. Apesar do facto de existirem poucas minas de metais ferrosos, cada mina produz uma grande quantidade, resultando numa produção total de metais ferrosos que representa 95% da produção mundial de metais!
O ferro, o crómio e o manganésio são as principais matérias-primas para a fundição do ferro e do aço, que desempenham um papel crucial na economia nacional e servem como um importante indicador da força de um país.
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Os metais não ferrosos, também designados por metais não ferrosos em sentido restrito, incluem todos os metais exceto o ferro, o manganês e o crómio. Num sentido mais lato, os metais não ferrosos também englobam as ligas não ferrosas, como o cobre, o estanho, o chumbo, o zinco, o alumínio, o latão e o bronze, ligas de alumínioe ligas de rolamentos.
Uma liga não ferrosa é uma liga constituída por um metal não ferroso como componente principal (geralmente representando mais de 50%) e um ou vários outros elementos. Na indústria, são também utilizados metais como o crómio, o níquel, o manganês, o molibdénio, o cobalto, o vanádio, o tungsténio e o titânio.
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Estes metais são principalmente utilizados como aditivos de ligas para melhorar o desempenho de outros metais. O tungsténio, o titânio, o molibdénio e outros metais são principalmente utilizados no fabrico de ligas duras para ferramentas de corte. Estes metais não ferrosos são designados por metais industriais.
Os metais não ferrosos podem ser divididos em metais pesados (como o cobre, o chumbo e o zinco), metais leves (como o alumínio e o magnésio), metais preciosos (como o ouro, a prata e a platina) e metais raros (como o tungsténio, o molibdénio, o germânio, o lítio, o lantânio e o urânio).
Em 1958, a China classificou o ferro, o crómio e o manganês como metais ferrosos e os restantes 64 metais como metais não ferrosos. Estes 64 metais não ferrosos incluem o alumínio, o magnésio, o potássio, o sódio, o cálcio, o estrôncio, o bário, o cobre, o chumbo, o zinco, o estanho, o cobalto, o níquel, o antimónio, o mercúrio, o cádmio, o bismuto, o ouro, a prata, a platina, o ruténio, o ródio, o paládio, o ósmio, o irídio, o berílio, o lítio, o rubídio, o césio, o titânio zircónio, háfnio, vanádio, nióbio, tântalo, tungsténio, molibdénio, gálio, índio, tálio, germânio, rénio, lantânio, cério, praseodímio, neodímio, samário, európio, gadolínio, térbio, disprósio, hólmio, érbio, túlio, itérbio, lutécio, escândio, ítrio e tório.
Em comparação com os metais puros, as ligas não ferrosas têm geralmente resistência e durezaAs ligas não ferrosas têm uma maior resistência, um menor coeficiente de resistência à temperatura e boas propriedades mecânicas globais. As ligas não ferrosas comuns incluem a liga de alumínio e a liga de cobre, liga de magnésioliga de níquel, liga de estanho, liga de tântalo, liga de titânio, liga de zinco, liga de molibdénio, liga de zircónio, etc.
Devido ao papel crucial que os metais raros desempenham na indústria moderna, são por vezes separados dos metais não ferrosos e classificados numa categoria distinta, resultando em três grandes categorias de metais: metais ferrosos, metais não ferrosos e metais raros.
Em comparação com os metais ferrosos, os metais não ferrosos têm uma variedade muito maior e há muito mais áreas de extração de metais não ferrosos.
Atualmente, os metais não ferrosos e as suas ligas tornaram-se materiais estruturais e funcionais essenciais em várias indústrias, incluindo o fabrico de maquinaria, a construção, a eletrónica, a indústria aeroespacial e a utilização de energia nuclear.
Nas aplicações práticas, os metais não ferrosos são geralmente divididos em 5 categorias:
À primeira vista, a distinção entre metais ferrosos e não ferrosos é simples. Os metais ferrosos contêm ferro, enquanto os metais não ferrosos não o contêm.
No entanto, existem mais diferenças para além desta simples definição a preto e branco. A composição e as aplicações dos metais ferrosos e não ferrosos variam muito.
Metal ferroso Durabilidade prometida:
Os metais ferrosos incluem o ferro e muitas formas de aço, que são materiais amplamente utilizados. Devido à sua durabilidade, os metais ferrosos são normalmente utilizados na construção, em tubagens e na produção de ferramentas.
No entanto, o facto de serem fortes não significa que lhes falte versatilidade. O aço, por exemplo, é uma combinação de ferro e carbono, mas ajustando o rácio destes componentes ou adicionando outros materiais, o aço pode ser transformado em qualquer coisa, desde robustas vigas de aço utilizadas em edifícios altos a brilhantes peças fundidas em aço inoxidável.
Exemplos de metais ferrosos incluem:
Os metais não ferrosos garantem a flexibilidade:
Os metais não ferrosos têm uma multiplicidade de utilizações, com a sua versatilidade e propriedades únicas a tornarem-nos ideais para uma vasta gama de aplicações em várias indústrias.
Por exemplo, cobre e alumínio têm a capacidade de conduzir calor e eletricidade, enquanto muitos metais não ferrosos formam os componentes principais da maioria dos smartphones.
Além disso, metais como o ouro e a prata são utilizados para fins ornamentais há milhares de anos.
Uma das principais vantagens dos metais não ferrosos é o facto de serem inerentemente resistentes à corrosão e ao magnetismo, o que os torna uma escolha popular para muitas aplicações.
Exemplos de metais não ferrosos incluem:
Principais diferenças:
As principais diferenças entre metais ferrosos e não ferrosos são o seu custo e acessibilidade. Os metais ferrosos, como o carbono e o ferro, são abundantes nos seus elementos básicos, o que os torna fáceis de obter e relativamente baratos.
Por outro lado, os metais não ferrosos, como o ouro e a prata, são escassos e, devido à sua utilização generalizada, tendem a ser mais caros. É por isso que são frequentemente designados por "metais preciosos".
Os metais desempenharam um papel crucial no desenvolvimento da sociedade humana, uma vez que foram fundamentais em muitas das principais transições da história da humanidade. A Idade do Bronze e a Idade do Ferro, que se seguiram à Idade da Pedra, são exemplos de como os materiais metálicos moldaram a sociedade humana.
Após a Segunda Guerra Mundial, o avanço da ciência e da tecnologia levou ao desenvolvimento de novos materiais metálicos, como o ferro dúctil, a liga de ferro fundido, a liga de aço, o aço resistente ao calor, o aço inoxidável, a liga de níquel, a liga de titânio e carboneto cimentadoque, desde então, têm sido aplicados na produção prática.
Nos tempos modernos, a investigação e o desenvolvimento de materiais metálicos expandiu-se para além do domínio tradicional do metal puro e das ligas puras. Com o avanço da teoria e da tecnologia de base, surgiram novos materiais metálicos, incluindo materiais estruturais de alta temperatura, tais como nanomateriais, ligas de entropia alta/média, cristais colunares solidificados direccionalmente, ligas monocristalinas, compósitos de matriz metálica e ligas com memória de forma.
Os materiais metálicos tornaram-se uma base essencial para o desenvolvimento da sociedade humana. A modernização agrícola, a modernização industrial, a defesa nacional e o progresso científico e tecnológico são todos apoiados por materiais metálicos, desde ferramentas agrícolas e peças mecânicas a armas sofisticadas como aviões, mísseis, flechas de fogo, satélites, submarinos nucleares, bem como componentes ou peças necessárias para tecnologias de ponta como a energia atómica, a televisão, as comunicações, o radar e os computadores electrónicos.
Atualmente, muitos países em todo o mundo, especialmente aqueles com indústrias desenvolvidas, estão a competir para desenvolver as suas indústrias de metais e metais não ferrosos e aumentar as suas reservas estratégicas de metais.
Em conclusão, os materiais metálicos são materiais básicos cruciais e recursos estratégicos importantes para a economia nacional, a vida quotidiana, a indústria da defesa e o progresso científico e tecnológico.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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