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

O ponto de fusão é um fator crítico a ser considerado no processamento de materiais metálicos. Ele é definido como a temperatura na qual uma substância pura passa do estado sólido para o estado líquido sob uma pressão específica. Nesse ponto, os potenciais químicos das fases sólida e líquida estão em equilíbrio.

No caso dos metais, os pontos de fusão variam muito entre os diferentes elementos e ligas. O metal com o ponto de fusão mais alto é o tungstênio (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 padrão.

A compreensão dos pontos de fusão é fundamental nos processos de metalurgia, como fundição, soldagem e tratamento térmico. Ele determina a energia necessária para as transições de fase, influencia a seleção das temperaturas de processamento adequadas e afeta a microestrutura e as propriedades do produto final.

Em aplicações práticas, é importante observar 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 reduz 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. Nesses nanossistemas, o potencial químico depende não apenas da temperatura e da pressão, mas também do tamanho da partícula, levando a um comportamento de fusão dependente do tamanho. Esse fenômeno é particularmente relevante em processos de fabricação avançados que envolvem materiais nanoestruturados.

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

Portanto, devemos primeiro entender o ponto de fusão de vários metais antes do processamento.

Vamos nos aprofundar no ponto de fusão de vários metais ferrosos e metais não ferrosos.

Na Tabela Periódica de Elementos, o silício e o boro são dois não-metais com pontos de fusão de 1420°C e 2300°C, respectivamente. Esses valores, entretanto, não são os extremos quando se consideram todos os elementos.

A tabela fornece informações claras sobre os pontos de fusão de vários elementos, inclusive 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). Isso o torna líquido um pouco acima da temperatura ambiente, perdendo apenas para o mercúrio em termos de baixo ponto de fusão entre os elementos metálicos.

Na extremidade oposta do espectro, o tungstênio tem a distinção de ter o ponto de fusão mais alto entre os metais puros. Descoberto em 1783 por químicos espanhóis, o ponto de fusão do tungstênio é de 3414°C (6177°F), o que o torna excepcionalmente resistente ao calor e valioso em aplicações de alta temperatura.

Vale a pena observar que alguns compostos superam até mesmo o tungstênio em termos de ponto de fusão. Por exemplo, alguns carbetos apresentam pontos de fusão ainda mais altos. O carbeto de tântalo (TaC) e o carbeto de háfnio (HfC) têm pontos de fusão de 3880°C (7016°F) e 3900°C (7052°F), respectivamente, demonstrando sua extraordinária estabilidade térmica.

Esses pontos de fusão extremos demonstram a ampla gama de propriedades térmicas em diferentes elementos e compostos, destacando suas diversas aplicações na ciência e engenharia de materiais.