Identificação de Metais Explicada: Testes Essenciais e Dicas para Reconhecimento Preciso

Métodos Comuns de Identificação de Metais

A habilidade de identificar metal é valiosa para muitas operações como soldagem, usinagem, corte e fabricação.

Vários métodos de identificação em campo podem ser usados para identificar uma peça de metal. Alguns métodos comuns são aparência superficial, teste de faísca, teste de cavaco, teste do ímã e ocasionalmente teste de dureza. Às vezes você pode identificar um metal simplesmente pela sua aparência superficial.

Metalúrgicos usam vários métodos, desde tradicionais até modernos, para identificar sucatas e chapas de metais que entram na oficina. Neste post, exploraremos alguns métodos conhecidos de identificação de metais tradicionais e modernos, bem como os prós e contras de usá-los.

Método de Teste Tradicional

Alguns métodos de teste tradicionais populares são Aparência, Faísca, Rockwell e Dureza Brinell. Geralmente, o benefício destes testes é que são custo-efetivos, mas as desvantagens incluem forte dependência da experiência do pessoal e métodos que poderiam danificar as amostras.

1. Teste de Aparência

O teste de aparência nem sempre fornece informação suficiente, mas poderia fornecer informação suficiente para classificar o metal. Este teste considera a cor do metal e a existência de marca de usinagem ou falta dela nas superfícies do metal.

2. Teste de Faísca

Um teste de faísca é conduzido permitindo que um pedaço de metal toque a esmerilhadeira portátil ou estacionária de alta velocidade com pressão suficiente para criar uma faísca de fluxo. Um metalúrgico experiente inspeciona visualmente o fluxo de faísca para identificar os metais e considera o comprimento, cor e forma do fluxo de faísca antes de identificar o metal.

Ao usar esta técnica visual de teste de faísca, recomendamos reservar este teste para técnicos experientes.

3. Teste Rockwell

Uma máquina de teste de dureza Rockwell é necessária para realizar este teste. O ponto deste método é medir a profundidade de uma indentação feita por um ponto em forma de cone na máquina de teste.

Este teste específico é limitado pois revela apenas uma de muitas propriedades do metal – que é a dureza do metal. Metais macios terão indentations mais profundas e metais duros terão impressões mais leves.

4. Teste de Dureza Brinell

Teste de dureza Brinell é similar ao Rockwell pois ambos avaliam a impressão do metal deixada por um objeto intencional. O teste de dureza Brinell é diferente pois mede a área de impressão.

Uma esfera endurecida é forçada na superfície do metal sob carga de 3.000 kg para criar uma impressão. A área impressionada é então medida e recebe um número de dureza. Uma grande área impressionada indica metal mais macio, o que significa um número de dureza menor.

Métodos Modernos de Teste de Metais

Não mais confiando apenas no olho ou experiência pessoal, métodos modernos de teste de metais incorporam tecnologia para melhorar velocidade de processamento e precisão do resultado enquanto protegem as amostras.

Uma técnica popular é chamada Identificação Positiva de Metal (PMI) que usa Fluorescência de Raios X (XRF) e Espectrometria de Emissão Óptica (OES). PMI é a análise de liga metálica para estabelecer sua composição e identificação de grau de liga lendo as quantidades por porcentagem de seus elementos. Analisadores PMI fornecem análise detalhada de elementos de materiais para usos industriais a pesquisa.

Ambas técnicas XRF e OES são amplamente usadas na indústria porque fornecem resultados precisos em segundos de teste. Existem pequenas diferenças nas técnicas como explicado abaixo.

1. Espectrometria de Emissão Óptica

Espectrometria de Emissão Óptica (OES), é fácil de usar, rápida, e pode definir a quebra quantitativa exata de materiais sólidos. OES, também conhecida como Espectrometria de Emissão Atômica usa a intensidade da luz emitida em um comprimento de onda particular para determinar a composição elementar de uma amostra. Como impressões digitais, a emissão de raios e luz são únicas para tipos de metal.

Uma análise é dada como quebra percentual. Análise OES é versátil e pode ser usada com ambientes estacionários, portáteis ou móveis. Combinando velocidade, versatilidade e facilidade de uso deste método, tornam-no o teste ideal para ligas.

2. Fluorescência de Raios X

Fluorescência de Raios X (XRF) é uma medida altamente precisa e acurada da composição elementar de materiais. Espectrômetros XRF excitam uma amostra com raios X de alta energia forçando a amostra a emitir certos raios característicos que são lidos pelo espectrômetro XRF.

Uma pistola XRF portátil é necessária, mas o processo pode ocorrer em frações de segundo. Metais com níveis de porcentagem alta podem levar alguns segundos para serem lidos, enquanto metais com níveis de partes por milhão podem levar até alguns minutos. Ainda assim, você não encontra leitura mais rápida.

3. Difração de Raios X

Difração de Raios X (XRD) é usada para identificar informação de composição química de metais. XRD pode ser usada junto com XRF pois XRD leva o teste um passo adiante para dar contexto adicionado.

O processo identifica as fases cristalinas presentes e as compara a um banco de dados de fases arquivadas. Elementos são analisados em forma de pó moído.

XRD ajuda a avaliar minerais, polímeros, produtos corrosivos assim como outros materiais desconhecidos variados. Este método pode ser útil para identificar e quantificar fases bem como fazer análise de textura.

Diferente de métodos tradicionais onde leva anos de treinamento, metalúrgicos armados com espectrômetros PMI podem ser treinados e começar a trabalhar em suas atribuições em minutos.

Para analisadores de metal novos e usados que usam esta tecnologia, confira nosso inventário online de analisadores de metal.

4. Espectrômetro de Quebra Induzida a Laser (LIBS)

Espectrômetro de quebra induzida a laser (LIBS) é uma forma de Espectrometria de Emissão Atômica mas usa um pulso de laser altamente energético para excitar a amostra. Esta técnica também é considerada não destrutiva para amostras e é popular em análise de sucata metálica.

Identificação Visual de Metais Comuns

Ferroso ou Não Ferroso?

Ferroso significa que o metal tem teor de ferro que na maioria dos casos o torna magnético e não ferroso significa que não tem ferro nele. Exemplo de metal ferroso é aço doce, também conhecido como aço baixo carbono. Exemplo de metal não ferroso é cobre ou alumínio. É sempre boa ideia levar um ímã ao ferro-velho.

Alumínio

Alumínio é um metal cinza brilhante e tem óxido claro que forma em contato com ar. Isso pode não ser a melhor coisa para identificá-lo, mas o ponto de fusão do alumínio é 658 °C (1.217 °F). Também, alumínio não produz faíscas. Densidade do alumínio é 2,70 g/cm³, esta é uma boa forma de identificá-lo porque você pode encontrar a densidade de um material por densidade = massa ÷ volume. Como disse antes, alumínio é não ferroso.

Bronze

A maioria do bronze é uma liga de cobre e estanho, mas bronze arquitetônico na verdade tem uma pequena quantidade de chumbo. Bronze tem cor acobreada escura e obtém óxido verde ao longo do tempo. Ponto de fusão do bronze é 850-1.000 °C (1.562-1.832 °F) dependendo de quanto de cada metal está nele. Bronze é não ferroso. Como bronze é liga a densidade varia. Bronze vibra como sino quando batido.

Latão

Latão é outra liga de cobre mas tem zinco em vez de estanho. Latão tem cor amarelo-ouro. Ponto de fusão do latão é 900-940 °C (1.652-1.724 °F) dependendo de quanto de cada metal usaram. Latão é não ferroso. Como latão é liga sua densidade varia. Se batido latão vibra como sino, isso pode ser usado para determinar se algo é latão em vez de ouro.

Cromo

Cromo é uma cor prateada muito brilhante e forma óxido claro ao longo do tempo. Ponto de fusão do cromo é 1.615 °C (3.034 °F). Coisas raramente são feitas de cromo puro mas muitas coisas são revestidas com ele para torná-lo brilhante e não enferrujar. Densidade do cromo é 7,2 g/cm³. Cromo é não ferroso.

Cobre

Cobre é feito em muitas ligas como latão e bronze. Cobre é vermelho claro em cor e obtém óxido verde ao longo do tempo. Cobre é não ferroso. Ponto de fusão do cobre é 1.083 °C (1.981 °F). Densidade do cobre é 8,94 g/cm³. Cobre, como latão, também vibra como sino quando batido.

Ouro

Ouro é uma cor amarela brilhante e não tem óxido. Ponto de fusão do ouro é 1.064,18 °C (1.947,52 °F). Ouro é muito macio e muito pesado. Ouro tem alta condutividade elétrica (mais eletricidade pode passar através dele) o que significa que conectores em muitos cabos têm banho de ouro. Densidade do ouro é 19,30 g/cm³. Ouro é não ferroso. Ouro é um metal "precioso" o que significa que é muito caro e é usado em moedas e joias.

Ferro

Ferro é ferroso (finalmente!) e magnético. Ferro é cinza opaco quando não polido e sua ferrugem é cor avermelhada. Ferro também é usado em muitas ligas como aço. Ponto de fusão do ferro é 1.530 °C (2.786 °F). Densidade do ferro é 7,87 g/cm³.

Chumbo

Chumbo é cinza opaco quando não polido mas mais brilhante quando polido. Chumbo tem ponto de fusão relativamente baixo, 327 °C (621 °F). Chumbo é não ferroso. Chumbos são muito pesados; sua densidade é 10,6 g/cm³.

Magnésio

Magnésio tem cor cinza e desenvolve óxido que apaga a cor. Ponto de fusão do magnésio é 650 °C (1.202 °F). Magnésio é extremamente inflamável em pó ou tiras finas. Magnésio queima muito brilhante e é muito difícil de apagar porque é tão quente que se jogar água nele, separa em hidrogênio e oxigênio, dois gases muito inflamáveis.

Magnésio também pode queimar sem oxigênio tornando ainda mais difícil apagar. Magnésio é muito leve com densidade de 1,738 g/cm³. Como magnésio é tão leve é usado em blocos de motor em carros, e porque queima tão brilhante é usado em armas incendiárias (para incinerar coisas) e fogos de artifício.

Aço Doce

Aço doce é preto a cinza escuro não polido e prateado polido. Aço doce tem o mesmo óxido de ferrugem vermelho que ferro. Aço doce também é ferroso e magnético. Outro nome para aço doce é aço baixo carbono.

Aço doce faz faíscas amarelas quando esmerilado. Densidade do aço doce é cerca de 7,86 g/cm³ mas varia já que é liga de ferro e carbono (aço baixo carbono). Ponto de fusão do aço doce é 1.350-1.530 °C (2.462-2.786 °F).

Níquel

Níquel é prateado brilhante quando polido e mais escuro não polido. Níquel é um dos poucos metais que não é liga de ferro que é magnético (moedas de 5 centavos US não são magnéticas porque são feitas de liga cobre-níquel). Ponto de fusão do níquel é 1.452 °C (2.645 °F). Densidade do níquel é 8,902 g/cm³.

Aço Inoxidável

Aço inoxidável é cor prateada brilhante e não forma óxido. Cromo (passo 5) é misturado no aço, quando endurece o cromo deixa um revestimento de seu óxido no topo do aço, este é fino demais para ver então a cor do aço aparece.

Ponto de fusão do aço inoxidável é de 1.400-1.450 °C (2.552-2.642 °F). Densidade do aço inoxidável varia porque é liga. Dependendo da liga alguns aços inoxidáveis são magnéticos, mas todos são ferrosos.

Estanho

Estanho é cinza prateado em cor (como a maioria dos metais) quando polido e mais escuro quando não polido. Estanho tem ponto de fusão comparativamente baixo de 231 °C (449 °F). Densidade do estanho é 7,365 g/cm³. Estanho é não ferroso

Titânio

Titânio é um metal cinza prateado quando não polido e mais escuro quando não polido. Titânio emite faíscas brancas brilhantes quando esmerilado. Titânio é não ferroso. Ponto de fusão do titânio é 1.795 °C (3.263 °F). Densidade do titânio é 4,506 g/cm³.

Prata

Prata é cinza brilhante mesmo antes de polida mas desenvolve filme preto ao longo do tempo e tem que ser polida. Ponto de fusão da prata é 961,78 °C (1.763,2 °F). Prata tem a mais alta condutividade elétrica (mais eletricidade pode passar através dela) que qualquer outro metal.

Densidade da prata é 10,49 g/cm³. Prata é não ferroso. Prata é um metal "precioso" significando que é caro e é usado em moedas e joias.

Zinco

Zinco é naturalmente cinza opaco e muito difícil de polir. Zinco tem óxido que descasca carregando um pouco do zinco então outras coisas são revestidas nele para que o zinco "enferruje" em vez do metal base, isso é chamado galvanização.

Devido ao seu baixo custo zinco é o metal principal em centavos US. Ponto de fusão do zinco é 419 °C (786 °F). Zinco é não ferroso. Densidade do zinco é 7,14 g/cm³.