Metais Ferrosos Explicados: Propriedades, Tipos e Usos

O que é um Metal Ferroso?

O termo ferroso vem da palavra latina Ferrum, que significa "composto metálico contendo ferro". Metais ferrosos são aqueles que contêm ferro em sua composição. Metais ferrosos são magnéticos e têm alta resistência e dureza devido ao seu teor de ferro.

Metal ferroso é qualquer metal composto principalmente de ferro e que possui propriedades magnéticas. O metal ferroso é conhecido por sua dureza, durabilidade e resistência à tração. Alguns metais ferrosos comuns incluem aço liga, aço carbono, ferro fundido e ferro forjado. Metais ferrosos são conhecidos e usados por sua resistência.

Metais ferrosos são altamente vulneráveis à corrosão quando expostos à umidade ou a ambientes ácidos ou corrosivos devido ao seu alto teor de carbono. Como tal, são tipicamente misturados com muitos elementos de liga diferentes para obter as propriedades desejadas.

Alguns exemplos de elementos de liga usados incluem cromo, vanádio, níquel e manganês. Esses elementos podem dar aos aços ferrosos as propriedades de material que os tornam amplamente usados em várias indústrias de engenharia.

Algumas propriedades desejáveis de metais ferrosos incluem durabilidade, grande resistência à tração, magnetismo, baixa resistência à corrosão, cor prateada, capacidade de ser reciclado e condução elétrica. Dito isso, é difícil atribuir propriedades comuns aos metais ferrosos em geral devido à ampla variedade de elementos de liga usados para alterar suas características.

As propriedades que possuem os tornam perfeitos para uso nos setores industrial e arquitetônico em projetos como arranha-céus, pontes, projetos ferroviários e veículos. Devido às suas propriedades magnéticas, metais ferrosos também são amplamente usados em vários eletrodomésticos e motores.

Metais ferrosos, no entanto, têm alto teor de carbono, o que geralmente os torna mais propensos à ferrugem; o aço inoxidável é uma exceção devido ao seu teor de cromo, assim como o ferro forjado, devido à pureza de seu teor de ferro. Metais ferrosos são amplamente usados em quase todas as indústrias, como na fabricação de contêineres de transporte, tubulações industriais, automóveis, trilhos ferroviários, navios e muitas ferramentas comerciais e domésticas.

Recursos úteis:

• O que são metais não ferrosos?
• O que são metais e diferentes tipos de metal?
• O que são os metais alcalinos?

O que é Ferroso?

Na química, o adjetivo ferroso indica um composto que contém ferro (II), ou seja, ferro em seu estado de oxidação +2, possivelmente como o cátion divalente Fe²⁺. É oposto a "férrico" ou ferro (III), significando ferro em seu estado de oxidação +3, como o cátion trivalente Fe³⁺.

Este uso foi amplamente substituído pela nomenclatura IUPAC, que prevê que o estado de oxidação seja indicado por algarismos romanos entre parênteses, como óxido de ferro (II) para óxido ferroso (FeO), óxido de ferro (III) para óxido férrico (Fe₂O₃) e óxido de ferro (II, III) para o óxido Fe₃O₄ que contém ambas as formas de ferro.

Fora da química, "ferroso" significa geralmente "contendo ferro". A palavra deriva da palavra latina Ferrum ("ferro"). Metais ferrosos incluem aço e ferro-gusa (com teor de carbono de alguns por cento) e ligas de ferro com outros metais (como aço inoxidável). "Não ferroso" é usado para descrever metais e ligas que não contêm uma quantidade apreciável de ferro.

O termo "ferroso" é geralmente aplicado apenas a metais e ligas. O adjetivo ferrúgineo é usado em vez disso para se referir a substâncias não metálicas que contêm ferro, como "água ferrúginea"; ou a uma cor marrom-alaranjada semelhante à da ferrugem.

Propriedades dos Metais Ferrosos

Metais ferrosos compartilham algumas propriedades básicas, incluindo a propensão à ferrugem e serem magnéticos. A lista de propriedades comuns de metais ferrosos inclui:

• Duráveis
• Boa resistência à tração
• Boa condutividade elétrica
• Baixa resistência à corrosão
• Cor prateada
• Recicláveis
• Geralmente magnéticos

Metais ferrosos podem incluir uma ampla gama de diferentes elementos de liga, incluindo cromo, níquel, manganês, molibdênio e vanádio. Esses elementos de liga dão aos materiais ferrosos diferentes propriedades que permitem seu uso em uma variedade de aplicações de engenharia e outras, incluindo ferramentas, dutos, recipientes, talheres e fabricações maiores como arranha-céus.

Lista de Metais Ferrosos

Alguns metais ferrosos comuns incluem aço liga, aço carbono, ferro fundido e ferro forjado. Vamos discutir cada um deles:

1. Aço

O aço é feito adicionando ferro ao carbono, o que endurece o ferro. O aço liga torna-se ainda mais resistente à medida que outros elementos como cromo e níquel são introduzidos. O aço é feito aquecendo e derretendo minério de ferro em fornos. O aço pode ser extraído dos fornos e despejado em moldes para formar barras de aço. O aço é amplamente usado nas indústrias de construção e manufatura.

2. Aço Carbono

O aço carbono tem maior teor de carbono em comparação com outros tipos de aço, tornando-o excepcionalmente duro. É comumente usado na fabricação de ferramentas de máquina, brocas, lâminas, machos e molas. Pode manter um fio de corte afiado.

3. Aço Liga

Os aços liga incorporam elementos como cromo, níquel e titânio para conferir maior resistência e durabilidade sem aumentar o peso. O aço inoxidável é um importante aço liga feito usando cromo. Aços liga são usados em construção, ferramentas de máquina e componentes elétricos.

4. Ferro Fundido

O ferro fundido é uma liga feita de ferro, carbono e silício. O ferro fundido é quebradiço e duro e resistente ao desgaste. É usado em tubos de água, ferramentas de máquina, motores de automóveis e fogões.

O ferro fundido é produzido quando um teor de carbono de 1,5-4% é ligado ao ferro. Outros elementos, incluindo silício, manganês, enxofre e fósforo, estarão presentes, mas apenas em pequenas quantidades. O ferro fundido é quebradiço, mas tem boa resistência ao desgaste devido à sua dureza. Também é fácil de fundir, relativamente barato, tem alta resistência à compressão e baixo ponto de fusão.

5. Ferro Forjado

O ferro forjado é uma liga com tão pouco teor de carbono que é quase ferro puro. Durante o processo de fabricação, algumas escórias são adicionadas, o que dá ao ferro forjado excelente resistência à corrosão e oxidação; no entanto, é baixo em dureza e resistência à fadiga. O ferro forjado é usado para cercas e corrimãos, implementos agrícolas, pregos, arame farpado, correntes e vários ornamentos.

Exemplos e Usos de Cada Um

Devido às diferentes propriedades dos materiais ferrosos, eles têm uma variedade de aplicações que diferem dependendo do metal usado:

Aços Não Ligados

Também conhecidos como aços carbono, os aços não ligados usam carbono como elemento de liga. Esses aços incluem outros elementos, como manganês, silício, enxofre e fósforo, mas o teor desses elementos é tão baixo que não afetam as propriedades do material.

Os aços não ligados são classificados como tendo baixo, médio ou alto teor de carbono, e cada um tem características e métodos de tratamento diferentes:

1. Aço Baixo Carbono

Aços de baixo carbono, também chamados de aços suaves, contêm apenas 0,05-0,25% de carbono. Baixo custo e maleáveis, esses aços são amplamente usados para itens como porcas e parafusos ou forjados. A dureza superficial desses aços pode ser aumentada por cementação.

2. Aço Médio Carbono

Aços de médio carbono contêm 0,25-0,6% de carbono. Esse maior teor de carbono proporciona aumento de resistência e dureza em relação aos aços de baixo carbono. No entanto, esses aços têm ductilidade reduzida em comparação aos aços de baixo carbono.

Níveis aumentados de carbono e manganês em aços de médio carbono significam que podem ser temperados e revenidos. Esses aços são amplamente usados para fabricar componentes para a indústria automotiva, como engrenagens, eixos e árvores, mas também são adequados para uso em aplicações ferroviárias.

3. Aço Alto Carbono

Aços de alto carbono contêm 0,6-1% de carbono e são os mais fortes dos aços não ligados. Essa resistência os torna ideais para aplicações que exigem resistência ao desgaste mecânico, enquanto também são bons em manter sua forma.

Do lado negativo, esses aços são inferiores aos aços de baixo carbono quando se trata de soldabilidade, ductilidade e tenacidade ao impacto. Aço de alto carbono é usado para molas, lâminas, trilhos, cabos de aço, placas resistentes ao desgaste, ferramentas e mais.

Aços Liga e os Elementos de Liga

Os aços liga formam outro subgrupo de metais ferrosos, com cada elemento de liga tendo seu próprio efeito nas propriedades do material. Esses elementos de liga incluem cromo, cobre, níquel, silício e titânio, mas podem ser combinados para fornecer uma gama de propriedades. Aqui estão as propriedades dos mais comuns desses elementos de liga:

1. Cromo

O cromo é usado para fazer aço inoxidável, com níveis de cromo acima de 11% tornando os metais resistentes à corrosão. Uma camada de cromo oxidado sobre o metal impedirá que o metal subjacente entre em contato com oxigênio, reduzindo enormemente a chance de corrosão. O cromo também aumenta a dureza, resistência à tração, tenacidade e resistência ao desgaste de um metal.

2. Manganês

O manganês pode ser usado como elemento de liga para prevenir a formação de sulfetos de ferro, bem como aumentar a resistência a altas temperaturas, melhorar a ductilidade e resistência ao desgaste. O manganês também pode melhorar a temperabilidade através de têmpera, reduzindo o perigo de formação de defeitos e tornando o metal mais estável.

3. Níquel

O níquel, quando usado com outros elementos, pode aumentar a ductilidade e resistência à corrosão. Por exemplo, uma mistura de 18% de cromo e 8% de níquel cria aço inoxidável extremamente durável.

4. Silício

O silício pode ser usado para aumentar as propriedades magnéticas do metal, bem como melhorar a resistência e fornecer elasticidade para aplicações como molas.

5. Titânio

O titânio pode ser usado para melhorar a resistência e resistência à corrosão de um metal, bem como limitar o tamanho do grão de austenita.

6. Vanádio

Os carbonetos de vanádio também limitam o tamanho do grão de um metal, aumentando a ductilidade do material ligado. O vanádio também melhora a resistência, dureza, resistência ao desgaste e ao choque. No entanto, se usado em quantidades muito altas, pode ter impacto negativo nas propriedades do material.

7. Molibdênio

O molibdênio oferece um bom efeito em ligas de aço operando a altas temperaturas. Não apenas melhora as propriedades mecânicas, mas também fornece maior resistência à ferrugem e corrosão, e amplifica os efeitos de outros elementos de liga.

Perguntas Frequentes

O que são metais ferrosos?

A palavra 'ferroso' vem da palavra latina 'Ferrum', que significa 'ferro'. Metais ferrosos incluem aço, ferro fundido, bem como ligas de ferro com outros metais (como aço inoxidável).

Quais são exemplos de metais ferrosos?

Alguns dos exemplos mais comuns de metal ferroso incluem aço, ferro fundido e ferro forjado. Reconhecido por sua tenacidade e usinabilidade, o aço é amplamente usado nas indústrias de construção e manufatura.

O que são metais ferrosos e não ferrosos?

Metais ferrosos são definidos como aqueles que contêm ferro. Metais não ferrosos não contêm. Uma das principais distinções na especialização é se as fundições trabalham com metais ferrosos, não ferrosos ou ambos. A definição de metal ferroso é qualquer metal que contenha ferro; metais não ferrosos não contêm.

Quais são os quatro metais ferrosos comuns?

Os metais ferrosos mais comuns são ferro fundido, ferro forjado, aço liga e aço carbono, também chamado de aço estrutural.

Quais são os 3 tipos de metais?

Existem três principais tipos de metais: ferrosos, não ferrosos e ligas. Metais ferrosos são metais que consistem principalmente de ferro e pequenas quantidades de outros elementos.

Como os metais ferrosos são feitos?

Metais ferrosos têm que ser extraídos do minério de ferro. A fonte do minério de ferro é a crosta terrestre, que contém metais e compostos metálicos como óxido de ferro. No entanto, o minério é frequentemente misturado com outras substâncias. Para otimizar o uso do metal, ele tem que ser extraído da mistura.

Qual é o metal ferroso mais comum?

Aços carbono são possivelmente o tipo mais amplamente usado de metal ferroso. São feitos principalmente de ferro, com mais de 90% de sua composição química sendo esse elemento. O único outro elemento de liga principal no aço carbono é o carbono.

Por que o aço inoxidável é ferroso?

O aço inoxidável é um metal ferroso porque contém ferro. Metais ferrosos contêm principalmente ferro. Têm pequenas quantidades de outros metais ou elementos adicionados para dar as propriedades requeridas. Metais ferrosos são magnéticos e dão pouca resistência à corrosão.

Qual a diferença entre férrico e ferroso?

Óxido ferroso, comumente conhecido como óxido de ferro (II), contém ferro que perdeu 2 elétrons no processo de oxidação. Portanto, é capaz de se ligar a outros átomos que têm 2 elétrons extras. Óxido férrico é comumente conhecido como óxido de ferro (III). Contém ferro que perdeu 3 elétrons.

Por que metais ferrosos são magnéticos?

O termo metal ferroso refere-se a qualquer metal contendo ferro. Como resultado de seu teor de ferro, metais ferrosos são magnéticos, fortes e duros.

Qual é uma liga ferrosa?

Ligas ferrosas (ferroligas) ou metais são metais que consistem principalmente de ferro (Fe). O aço é uma liga à base de ferro contendo tipicamente menos de 1% de carbono, enquanto o ferro frequentemente contém 2% ou mais de carbono.

Por que o manganês é ferroso?

Manganês e Cobalto têm teor de ferro neles, portanto são chamados de minerais ferrosos. Enquanto Mica, bauxita não contêm Ferro, portanto são não ferrosos.

O que são minerais ferrosos, dê dois exemplos?

Minerais que contêm ferro são chamados de minerais ferrosos. Um exemplo de minerais ferrosos é Cromita, minério de ferro e manganês.