O ponto de fusão do aço refere-se ao ponto em que o aço muda sua forma de sólido para líquido depois de aquecido. Os metais têm pontos de fusão diferentes e por isso este artigo explica tudo o que você precisa saber sobre os pontos de fusão do aço.
O que é ponto de fusão do metal
O ponto de fusão do metal refere-se ao ponto em que o metal se transforma em líquido quando sujeito a temperaturas extremas. No ponto de fusão, tanto o estado sólido quanto o líquido do metal estão em equilíbrio.
Qual é o ponto de fusão do aço
Geralmente, o aço tem um ponto de fusão de 1370°C/2500°F. Dito isto, também é importante compreender que o aço assume diferentes formas e cada uma destas formas apresenta diferentes pontos de fusão. Normalmente, o ponto de fusão do aço varia dependendo dos elementos de liga, bem como da composição química.
Ponto de Fusão do Aço Inoxidável
O aço inoxidável é comumente utilizado na fabricação de utensílios de cozinha. O ponto de fusão do aço inoxidável varia entre 1375°C e 1530°C. Isso é equivalente a 2500°F e 2785°F. Falando em ponto de fusão, os elementos presentes no aço inoxidável influenciam no seu ponto de fusão.
· Temperatura de fusão do aço carbono
O aço carbono tem um ponto de fusão de 1410°C, que é equivalente a 2570°F. Além disso, esse tipo de aço carbono pode ainda ser categorizado como aço de médio, alto e ultra-alto carbono. Para estes, espere um ponto de fusão variando de 1410 a 1540°C.
· Temperatura de fusão do aço suave
O aço macio é feito de carbono e ferro. Este tipo de aço tem um ponto de fusão que fica entre 1350°C e 1530°C. Tenha em mente que o seu ponto de fusão é altamente dependente da quantidade de carbono presente.
Normalmente, a quantidade de carbono presente neste tipo de aço varia de 0.05% a 0.03%. Quanto maior o teor de carbono, menor a temperatura e vice-versa. Devido à sua alta temperatura de fusão, o aço-carbono é a escolha ideal para forjamento.
· Ponto de fusão do aço ferramenta
Como o nome indica, o aço para ferramentas é usado na fabricação de ferramentas. É o tipo de aço mais duro e isso explica porque é adequado para fazer ferramentas. Com um teor de carbono variando entre 0.7 a 1.4%, o aço para ferramentas apresenta um ponto de fusão que varia de 1400°C a 1425°C. Isso é equivalente a 2550°F a 2600°F.
· Temperatura de fusão do aço-liga
O aço-liga é composto por diversos outros elementos, como níquel, cromo, silício e manganês, para citar apenas alguns. Existem dois tipos de aço-liga: o aço de alta liga e o aço de baixa liga. O aço de alta liga possui um ponto de fusão mais baixo, de 1415 °C, em comparação com o aço de baixa liga, cujo ponto de fusão é de 1432 °C.
· Ponto de fusão do aço Maraging
O aço Maraging é conhecido por ter uma liga de ferro com baixo teor de carbono e apresenta alta resistência, mantendo sua ductilidade. Tem um ponto de fusão de 1413°C, o que equivale a 2575°F. Na maioria dos casos, você o encontrará usado na fabricação de quadros de bicicletas, cabeças de tacos dourados e lâminas de espadas de esgrima, apenas para mencionar alguns.
Melhor maneira de derreter aço
A fusão do aço pode ser feita de várias maneiras, incluindo:
Derretimento de aço em forno
Você pode usar um forno elétrico a arco ou um forno de fundição para derreter o aço. Uma vez que o aço é carregado no forno elétrico a arco, os eletrodos no forno facilitam a produção de correntes elétricas que fundem o aço.
Por outro lado, um forno de fundição utiliza propano para aquecer o aço. Este último é mais lento e, portanto, não é adequado para produções em grande escala.
Aço de fusão por indução
A fusão por indução é comumente usada para fundir diferentes metais e o aço não é exceção. Não só é mais rápido, mas também economiza energia.
Neste método, correntes elétricas são usadas para derreter aço por meio de aquecimento por indução. Uma vez que o forno de indução é aquecido até a temperatura de fusão, o aço é carregado em seu interior e aquecido.
Aço para refusão por eletroescória
Este processo é usado principalmente para refinar e fundir novamente aço usando eletrodos, que por sua vez produzem lingotes de alta qualidade.
Um forno é uma das melhores e mais comuns formas de derreter aço.
Tipos de fornos de fusão de aço
Quatro tipos principais de fornos de fusão são comumente usados para derreter aço, a saber;
eu. Forno elétrico a arco - Um forno elétrico a arco é usado para aquecer aço usando eletrodos de carbono. O processo de aquecimento compreende três métodos principais, incluindo fusão, refino e vazamento.
ii. Forno de lareira aberta -É um dos mais antigos fornos de fusão que aquece o aço através da queima de combustível em uma lareira.
iii. Forno de cadinho - O aço é carregado em um cadinho (recipiente que contém o aço) e posteriormente colocado dentro da câmara do forno onde ocorre o aquecimento.
XNUMX. Forno de indução
O forno de indução opera gerando calor que é facilitado pela indução eletromagnética. No entanto, é ideal para pequenas indústrias de produção.
Materiais usados para derreter aço
Em primeiro lugar, você precisa aquecer carbono e ferro para formar o aço. Como tal, um forno é usado para aquecer o aço até o ponto de fusão desejado. Dependendo do tipo de forno selecionado, você pode precisar de um cadinho.
É um recipiente que contém o aço dentro do forno durante o processo de fusão. Além disso, eletricidade, gás natural ou propano ajudarão você a atingir as temperaturas de fusão desejadas
Fatores que determinam a temperatura de fusão do aço
A temperatura de fusão é frequentemente determinada pela composição do elemento do metal. Tomemos por exemplo o aço, ele contém dois elementos: carbono e ferro. Quanto maior a composição do elemento, menor o ponto de fusão e vice-versa.
Outros elementos que determinam a temperatura de fusão do aço são:
· Força de atração entre moléculas de aço individuais
A forte força atrativa entre as moléculas implica uma temperatura de fusão mais elevada. Lembre-se de que diferentes tipos de aço têm forças moleculares de atração variadas.
Novamente, a maioria dos tipos de aço possui uma estrutura compacta que só derrete em temperaturas relativamente altas.
· Impurezas
O aço pode ter diferentes elementos de liga para atender aos requisitos específicos da aplicação. Normalmente, estes elementos juntamente com outros compostos formam “impurezas”.
Dependendo do tipo de elemento, o ponto de fusão do aço pode ser ligeiramente superior ou inferior.
É claro que outras variáveis, como pressão ou condições ambientais, também determinam a temperatura de fusão do aço.
Por que o conhecimento do ponto de fusão do aço é importante
Conhecer o ponto de fusão do aço ou de qualquer metal, em geral, é fundamental para o bom funcionamento de peças e máquinas.
A falha de componentes é um dos principais riscos que podem resultar da estimativa errada do ponto de fusão.
Na maioria das vezes, isso afeta aplicações de aço que funcionam em ambientes com altas temperaturas. É necessário garantir que essas aplicações possam suportar as temperaturas para evitar qualquer falha de componente.
Sem falar que o aço precisa estar no estado líquido para ser moldável. Como tal, quaisquer atrasos podem resultar na solidificação do aço, o que, de outra forma, poderia atrapalhar todo o processo.
Como a expansão térmica afeta o ponto de fusão do aço
A expansão térmica refere-se à mudança de volume de uma substância quando ela é submetida a diferentes níveis de calor. Dito isto, um metal com ponto de fusão mais baixo tem uma expansão térmica mais alta e isso influencia o uso do metal.
Portanto, é importante considerar a taxa de expansão térmica do aço metálico ao decidir sobre a finalidade a que se destina.
Conclusão
Como regra geral, conheça o tipo de aço com o qual você está lidando e a finalidade pretendida antes de derreter. Os diferentes tipos de aço têm diferentes pontos de fusão. Para obter resultados precisos, entenda o tipo de aço que você pretende derreter e use o método de fusão apropriado para fundi-lo.
Mais recursos :
Ponto de fusão do titânio – Fonte: HM
Ponto de fusão dos metais – Fonte: Metal Supermarket