Pontos de fusão de metais ferrosos e não ferrosos: Uma tabela completa

O ponto de fusão é um fator crítico a considerar no processamento de materiais metálicos. É definido como a temperatura à qual uma substância pura transita de um estado sólido para um estado líquido sob uma pressão específica. Neste ponto, os potenciais químicos das fases sólida e líquida estão em equilíbrio.

Para os metais, os pontos de fusão variam muito entre os diferentes elementos e ligas. O metal com o ponto de fusão mais elevado é o tungsténio (W) a 3422°C (6192°F), enquanto o mercúrio (Hg) tem o ponto de fusão mais baixo entre os metais a -38,83°C (-37,89°F) sob pressão atmosférica normal.

Compreender os pontos de fusão é crucial nos processos metalúrgicos, como a fundição, a soldadura e o tratamento térmico. Determina a energia necessária para as transições de fase, influencia a seleção das temperaturas de processamento adequadas e afecta a microestrutura e as propriedades do produto final.

Nas aplicações práticas, é importante notar que as impurezas, os elementos de liga e a pressão podem alterar significativamente o ponto de fusão dos metais. Por exemplo, a adição de carbono ao ferro diminui o seu ponto de fusão, o que é fundamental na produção de aço.

Além disso, para nanopartículas metálicas altamente dispersas, os efeitos de superfície tornam-se não negligenciáveis. Nestes nanosistemas, o potencial químico depende não só da temperatura e da pressão, mas também da dimensão das partículas, o que conduz a um comportamento de fusão dependente da dimensão. Este fenómeno é particularmente relevante em processos de fabrico avançados que envolvem materiais nanoestruturados.

Em termos simples, apenas um determinado ponto de fusão pode alterar a forma do metal, forjando assim produtos diferentes.

Por conseguinte, antes do processamento, devemos compreender o ponto de fusão dos vários metais.

Vamos mergulhar no ponto de fusão de vários metais ferrosos e metais não ferrosos.

Na Tabela Periódica dos Elementos, o silício e o boro são dois não-metais com pontos de fusão de 1420°C e 2300°C, respetivamente. Estes valores, no entanto, não são os extremos quando se consideram todos os elementos.

A tabela fornece informações claras sobre os pontos de fusão de vários elementos, incluindo metais. Vamos examinar os elementos com os pontos de fusão mais altos e mais baixos entre os metais.

O césio, um metal alcalino branco prateado descoberto em 1860, tem um dos pontos de fusão mais baixos entre os metais, 28,5°C (83,3°F). Isto torna-o líquido a uma temperatura ligeiramente superior à temperatura ambiente, perdendo apenas para o mercúrio em termos de ponto de fusão baixo entre os elementos metálicos.

No extremo oposto do espetro, o tungsténio tem a distinção de ter o ponto de fusão mais elevado entre os metais puros. Descoberto em 1783 por químicos espanhóis, o ponto de fusão do tungsténio é de 3414°C (6177°F), o que o torna excecionalmente resistente ao calor e valioso em aplicações de alta temperatura.

É de notar que alguns compostos ultrapassam mesmo o tungsténio em termos de ponto de fusão. Por exemplo, alguns carbonetos apresentam pontos de fusão ainda mais elevados. O carboneto de tântalo (TaC) e o carboneto de háfnio (HfC) têm pontos de fusão de 3880°C (7016°F) e 3900°C (7052°F), respetivamente, demonstrando a sua extraordinária estabilidade térmica.

Estes pontos de fusão extremos demonstram a vasta gama de propriedades térmicas dos diferentes elementos e compostos, realçando as suas diversas aplicações na ciência e engenharia dos materiais.