Quais são os metais não ferrosos? - Um guia completo

O que são metais não ferrosos?

Metais não ferrosos são ligas ou metais que não contêm quantidades apreciáveis ​​de ferro. Todos os metais puros são elementos não ferrosos, exceto o ferro (Fe), que também é chamado de ferrita do latim ‘ferrum’, que significa “ferro”.

Os metais não ferrosos tendem a ser mais caros do que os metais ferrosos, mas são usados ​​por suas propriedades desejáveis, incluindo leveza (alumínio), alta condutividade (cobre), propriedades não magnéticas ou resistência à corrosão (zinco).

Alguns materiais não ferrosos são utilizados nas indústrias de ferro e aço, como a bauxita, que é utilizada para fundente em altos-fornos. Outros metais não ferrosos, incluindo cromita, pirolusita e wolframita, são usados ​​para fazer ligas ferrosas. No entanto, muitos metais não ferrosos têm pontos de fusão baixos, tornando-os menos adequados para aplicações em altas temperaturas.

Há um grande número de materiais não ferrosos, cobrindo todos os metais e ligas que não contêm ferro. Metais não ferrosos importantes incluem alumínio, cobre, chumbo, níquel, estanho, titânio e zinco e ligas como latão.

Metais preciosos como ouro, prata e platina e metais exóticos ou raros como cobalto, mercúrio, tungstênio, berílio, bismuto, cério, cádmio, nióbio, índio, gálio, germânio, lítio, selênio, tântalo, telúrio, vanádio e zircônio também são não ferrosos. Geralmente são obtidos através de minerais como sulfetos, carbonatos e silicatos. Metais não ferrosos são geralmente refinados por eletrólise.

A diferença entre metais ferrosos e não ferrosos é que os metais ferrosos contêm ferro. Metais ferrosos, como ferro fundido ou aço carbono, possuem alto teor de carbono, o que geralmente os torna vulneráveis ​​à ferrugem quando expostos à umidade. No entanto, este não é o caso do ferro forjado, que resiste à ferrugem devido à sua pureza, e do aço inoxidável, que é protegido da corrosão pela presença de cromo.

História Antiga

Os metais não ferrosos foram os primeiros metais usados ​​pelo homem para a metalurgia. Ouro, prata e cobre existiam em sua forma cristalina nativa, porém metálica. Esses metais, embora raros, podem ser encontrados em quantidades suficientes para atrair a atenção dos humanos.

Menos suscetíveis ao oxigênio do que a maioria dos outros metais, eles podem ser encontrados mesmo em afloramentos intemperizados. O cobre foi o primeiro metal a ser forjado; era macio o suficiente para ser moldado em vários objetos por forjamento a frio e poderia ser derretido em um cadinho. Ouro, prata e cobre substituíram algumas das funções de outros recursos, como madeira e pedra, devido à sua capacidade de serem moldados em várias formas para diferentes usos.

Devido à sua raridade, esses artefatos de ouro, prata e cobre foram tratados como itens de luxo e manuseados com muito cuidado. O uso do cobre também anunciou a transição da Idade da Pedra para a Idade do Cobre. A Idade do Bronze, que sucedeu à Idade do Cobre, foi novamente anunciada pela invenção do bronze, uma liga de cobre com o estanho não ferroso.

Reciclagem e controle de poluição

Devido ao seu uso extensivo, as sucatas de metais não ferrosos são geralmente recicladas. Os materiais secundários em sucata são vitais para a indústria metalúrgica, pois a produção de novos metais muitas vezes precisa deles. Algumas instalações de reciclagem re-fundiram e reformularam materiais não ferrosos; a escória é coletada e armazenada no local enquanto os fumos metálicos são filtrados e coletados.

Os metais não ferrosos são provenientes de materiais de sucata industrial, emissões de partículas e sucata de tecnologia obsoleta (por exemplo, cabos de cobre).

Usos e propriedades

Os metais não ferrosos são usados ​​para uma ampla gama de aplicações comerciais, industriais e residenciais. Isso pode exigir uma seleção cuidadosa do material de acordo com suas propriedades mecânicas, incluindo a facilidade com que o metal pode ser moldado e se essas propriedades serão alteradas no processo.

Muitas das propriedades dos metais ferrosos podem ser encontradas em materiais não ferrosos, por exemplo, ligas de alumínio ou titânio podem substituir o aço em alguns casos, e as propriedades magnéticas do ferro podem ser emuladas por cobalto, níquel ou elementos de terras raras que foram ligas.

No entanto, como os metais não ferrosos costumam ser mais caros, eles tendem a ser usados ​​por seus atributos exclusivos, em vez de simplesmente substituir o aço. Esses atributos incluem pesos mais leves, condutividade, resistência à corrosão e propriedades não magnéticas. Os metais não ferrosos também tendem a ser mais macios e maleáveis ​​do que os metais ferrosos, o que significa que também podem fornecer aplicações estéticas, como ouro e prata.

As propriedades dos metais não ferrosos incluem:

• Fácil de fabricar (incluindo usinabilidade, fundição e soldagem)
• Alta resistência à corrosão
• Boa condutividade térmica e elétrica
• Baixa densidade
• Não magnético
• Colorido

Metais e ligas não ferrosos comuns

Como eles incluem qualquer metal que não inclua ferro, existem muitos metais e ligas não ferrosos diferentes.

A lista importante de metais não ferrosos inclui:

• Alumínio,
• Cobre,
• Liderar,
• Níquel,
• Estanho,
• Titânio,
• Zinco

• Latão.
• Ouro,
• Prata,
• Platina
• Cobalto,
• Mercúrio,
• Tungstênio,

• Berílio,
• Bismuto,
• Cério,
• Cádmio,
• Niobio,
• Índio,
• Gálio,

• Germânio,
• Lítio,
• Selênio,
• Tântalo,
• Telúrio,
• Vanádio
• Zircônio

Aqui estão algumas das propriedades e usos comuns de alguns dos metais não ferrosos mais comuns:

1. Cobre

Tendo sido usado por seres humanos há milhares de anos, o cobre ainda é amplamente utilizado pela indústria. A adição de ligas de cobre, latão (cobre e zinco) e bronze (cobre e estanho) ampliou ainda mais os usos desse metal não ferroso (veja abaixo detalhes sobre essas ligas).

As propriedades do cobre e suas ligas incluem alta condutividade térmica, alta condutividade elétrica, boa resistência à corrosão e alta ductilidade.

Essas propriedades permitiram que o cobre e suas ligas fossem usados ​​para trocadores de calor e vasos de aquecimento, como condutor elétrico em fiação ou motores, como material de telhado, para acessórios de encanamento, bem como para panelas e estátuas. O cobre também oxida para uma cor verde.

2. Alumínio

O alumínio é um metal importante que é utilizado em uma ampla gama de aplicações devido ao seu baixo peso e facilidade de usinagem. Apesar de ser um material relativamente caro, o alumínio também é o metal base para muitas ligas.

Sendo resistente à corrosão e um bom condutor de calor e eletricidade (embora menos que o cobre), além de ter boa ductilidade e maleabilidade, o alumínio pode exigir recozimento, pois se torna duro após o trabalho a frio.

O alumínio leve o torna perfeito para aplicações aeroespaciais e automotivas, bem como para uso marítimo em iates. O alumínio também é encontrado em quadros de bicicletas, panelas e latas de bebidas.

3. Líder

O chumbo tem sido usado ao longo dos séculos para uma variedade de aplicações, inclusive para balas, combustíveis e até tintas. No entanto, descobriu-se que não era saudável quando lançado na atmosfera, enquanto outros aplicativos também causavam danos aos usuários.

O chumbo é o metal comum mais pesado e resistente à corrosão. Também não reage com muitos produtos químicos e é macio e maleável.

Embora muitos de seus usos anteriores não sejam mais permitidos, o chumbo ainda é amplamente usado para baterias, cabos de energia e tanques de ácido.

4. Zinco

O zinco tem sido usado há séculos como elemento de liga, particularmente para ligas de aço para uma variedade de propósitos, bem como ligas de cobre para criar latão.

Os materiais de galvanização com elementos de liga oferecem maior resistência à ferrugem, podendo ser utilizados em cercas de arame, guarda-corpos, pontes suspensas, postes de iluminação, coberturas metálicas, trocadores de calor e carrocerias. O zinco também é usado como ânodo de sacrifício na proteção catódica (CP) e como material anódico para baterias. O óxido de zinco também é usado como pigmento branco em tintas e para dispersar o calor durante a fabricação de borracha.

5. Prata

A prata tem sido usada como um metal precioso há séculos. Com a mais alta condutividade elétrica, condutividade térmica e refletividade de qualquer metal, a prata também é macia e maleável quando aquecida e é altamente resistente à corrosão.

Usada para joalheria e moeda, a prata também pode ser encontrada sendo utilizada em painéis solares, para filtragem de água, em contatos e condutores elétricos, bem como em vitrais e até em confeitaria especializada.

6. Ouro

Outro metal precioso que tem sido usado para joalheiros e cunhagem, o ouro é o mais maleável dos metais, além de ser dúctil e resistente à corrosão e muitas outras reações químicas.

Sua condutividade elétrica viu o ouro ser usado em dispositivos de computador, bem como para blindagem de infravermelho, para a produção de vidro colorido, para folha de ouro e também para restauração de dentes.

7. Titânio

O titânio foi descoberto pela primeira vez em 1791 e oferece boa resistência à corrosão e a maior relação resistência-densidade de qualquer elemento metálico. Sem liga, é tão forte quanto alguns aços, mas menos denso.

Pode ser ligado com metais, incluindo ferro e alumínio, para criar ligas fortes e leves para usos aeroespaciais, automotivos, agrícolas, militares, médicos e esportivos, além de ser usado para joalherias e telefones celulares.

Qual ​​é a diferença entre metais ferrosos e não ferrosos?

A resposta simples é que os metais ferrosos contêm ferro e os metais não ferrosos não. A resposta mais detalhada é que os metais ferrosos e os metais não ferrosos têm suas próprias propriedades distintas. Essas propriedades determinam as aplicações para as quais são mais adequadas.

Os metais não ferrosos são usados ​​desde o início da civilização. A descoberta do cobre em 5.000 aC marcou o fim da Idade da Pedra e o início da Idade do Cobre. A invenção posterior do bronze, uma liga de cobre e estanho, iniciou a Idade do Bronze.

O uso de metais ferrosos começou por volta de 1.200 aC, quando a produção de ferro começou a se tornar comum. Isso inaugurou a Idade do Ferro.