Entendendo Metais Não Ferrosos: 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', significando "ferro".

Metais não ferrosos tendem a ser mais caros que 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 usados nas indústrias de ferro e aço, como a bauxita, usada como 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.

Existe um grande número de materiais não ferrosos, cobrindo todo metal e liga que não contém 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 através de eletrólise.

A diferença entre metais ferrosos e não ferrosos é que metais ferrosos contêm ferro. Metais ferrosos, como ferros fundidos ou aço carbono, têm 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

Metais não ferrosos foram os primeiros metais usados pelos humanos para metalurgia. Ouro, prata e cobre existiam em sua forma cristalina nativa, mas metálica. Esses metais, embora raros, podiam ser encontrados em quantidades suficientes para atrair a atenção dos humanos.

Menos suscetíveis ao oxigênio que a maioria dos outros metais, podem ser encontrados mesmo em afloramentos intemperizados. O cobre foi o primeiro metal a ser forjado; era mole o suficiente para ser moldado em vários objetos por forjamento a frio e podia 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 eram tratados como itens de luxo e manuseados com grande cuidado. O uso do cobre também anunciou a transição da Idade da Pedra para a Idade do Cobre. A Idade do Bronze, que sucedeu a Idade do Cobre, foi novamente anunciada pela invenção do bronze, uma liga de cobre com o metal não ferroso estanho.

Reciclagem e Controle de Poluição

Devido ao seu uso extensivo, sucatas de metais não ferrosos são geralmente recicladas. Os materiais secundários na sucata são vitais para a indústria da metalurgia, pois a produção de novos metais frequentemente precisa deles. Algumas instalações de reciclagem re-fundem e re-fundem materiais não ferrosos; a escória é coletada e armazenada no local enquanto os fumos metálicos são filtrados e coletados.

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

Usos e Propriedades

Metais não ferrosos são usados para uma ampla gama de aplicações comerciais, industriais e residenciais. Isso pode exigir seleção cuidadosa de material de acordo com suas propriedades mecânicas, incluindo quão facilmente 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 ligados.

No entanto, como metais não ferrosos são frequentemente mais caros, tendem a ser usados por seus atributos únicos em vez de simplesmente como substitutos do aço. Esses atributos incluem pesos mais leves, condutividade, resistência à corrosão e propriedades não magnéticas. Metais não ferrosos também tendem a ser mais moles e mais maleáveis que metais ferrosos, o que significa que também podem fornecer aplicações estéticas, como com ouro e prata.

As propriedades dos metais não ferrosos incluem:

• Fáceis de fabricar (incluindo usinabilidade, fundição e soldagem)
• Alta resistência à corrosão
• Boa condutividade térmica e elétrica
• Baixa densidade
• Não magnéticos
• Coloridos

Metais e Ligas Não Ferrosos Comuns

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

Lista Importante de Metais Não Ferrosos inclui:

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

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

• Berílio,
• Bismuto,
• Cério,
• Cádmio,
• Nióbio,
• 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

Usado por humanos há milhares de anos, o cobre ainda é amplamente usado pela indústria. A adição de ligas de cobre, latão (cobre e zinco) e bronze (cobre e estanho) ampliaram os usos para este metal não ferroso ainda mais (veja abaixo para 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 conexões de encanamento, bem como para panelas e estátuas. O cobre também oxida para uma cor verde.

2. Alumínio

O alumínio é um metal importante usado 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 bom condutor de calor e eletricidade (embora menos que o cobre), além de ter boa ductilidade e maleabilidade, o alumínio pode requerer recozimento, pois endurece após 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 bebida.

3. Chumbo

O chumbo tem sido usado ao longo dos séculos para uma variedade de aplicações, incluindo balas, combustíveis e até tintas. No entanto, descobriu-se que era prejudicial à saúde quando liberado na atmosfera, enquanto outras aplicações também causavam danos aos usuários.

O chumbo é o metal comum mais pesado e é resistente à corrosão. Também não reage com muitos produtos químicos e é mole 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 ligar aço para uma variedade de propósitos, bem como ligar cobre para criar latão.

Galvanizar materiais com elementos de liga oferece maior resistência à ferrugem, proporcionando usos para cercas de arame, guardrails, pontes suspensas, postes de luz, telhados metálicos, trocadores de calor e carrocerias de carros. O zinco também é usado como ânodo sacrificial em proteção catódica (PC) e como material de ânodo para baterias. Óxido de zinco também é usado como pigmento branco em tintas e para dispersar calor durante a fabricação de borracha.

5. Prata

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

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

6. Ouro

Outro metal precioso usado para joalheria 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 fez o ouro ser usado em dispositivos de computador, bem como para blindagem infravermelha, para produção de vidro colorido, para folha de ouro e também para restauração dentária.

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. Não ligado, é tão forte quanto alguns aços, porém menos denso.

Pode ser ligado com metais incluindo ferro e alumínio para criar ligas fortes, porém leves, para usos aeroespaciais, automotivos, agrícolas, militares, médicos e esportivos, bem como para joalheria e telefones celulares.

Qual a Diferença Entre Metais Ferrosos e Não Ferrosos?

A resposta simples é que metais ferrosos contêm ferro e metais não ferrosos não contêm. A resposta mais aprofundada é que metais ferrosos e não ferrosos têm cada um suas próprias propriedades distintivas. Essas propriedades determinam as aplicações para as quais são mais adequados.

Metais não ferrosos têm sido usados desde o início da civilização. A descoberta do cobre em 5.000 a.C. marcou o fim da Idade da Pedra e o início da Idade do Cobre. A posterior invenção do bronze, uma liga de cobre e estanho, iniciou a Idade do Bronze.

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