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Ciência popular: a faixa de ponto de fusão das ligas de alumínio

Visão geral

O alumínio é um metal notável, conhecido por sua versatilidade, trabalhabilidade, e propriedades leves. Com um ponto de fusão alto o suficiente para ser útil em uma infinidade de aplicações, não é de admirar que este elemento seja o terceiro mais abundante na crosta terrestre e o metal não ferroso mais utilizado depois do aço. Nesta postagem do blog, vamos explorar o ponto de fusão do alumínio, suas implicações para diferentes ligas de alumínio, os fatores que afetam esta propriedade crítica, suas aplicações, e como ele se compara a outros metais.

alumínio fundido

Gráfico de ponto de fusão de ligas de alumínio

O ponto de fusão do alumínio é uma propriedade fundamental que afeta seu uso em diversas indústrias. O ponto de fusão do alumínio puro é 660,32°C (1220.58°F). No entanto, quando outros elementos são adicionados para fazer ligas de alumínio, o ponto de fusão pode mudar. A seguir está um gráfico de ponto de fusão de oito séries de ligas de alumínio forjadas:

Series Ponto de fusão (°C) Ponto de fusão (°F)
1000 Série Alumínio 643 – 660 1190 – 1220
2000 Série de liga de alumínio 502 – 670 935 – 1240
3000 Série de liga de alumínio 629 – 655 1170 – 1210
4000 Série de liga de alumínio 532 – 632 990 – 1170
5000 Série de liga de alumínio 568 – 657 1060 – 1220
6000 Série de liga de alumínio 554 – 655 1030 – 1210
7000 Série de liga de alumínio 476 – 657 889 – 1220

Observação: os dados vêm de Matweb.

Estas faixas indicam que a adição de elementos de liga pode alterar significativamente o ponto de fusão para atender aplicações específicas..

Pontos de fusão de ligas típicas de alumínio

As oito principais séries de ligas de alumínio forjado possuem alguns tipos de liga que são amplamente utilizados. A tabela a seguir seleciona alguns deles para mostrar a faixa de ponto de fusão correspondente:

Modelo de liga Series Ponto de fusão (°C) Ponto de fusão (°F)
1050 1000 646 – 657 1190 – 1210
1060 646.1 – 657.2 1195 – 1215
1100 643 – 657.2 1190 – 1215
2024 2000 502 – 638 935 – 1180
3003 3000 643 – 654 1190 – 1210
3004 629.4 – 654 1165 – 1210
3105 635.0 – 654 1175 – 1210
5005 5000 632 – 654 1170 – 1210
5052 607.2 – 649 1125 – 1200
5083 590.6 – 638 1095 – 1180
5086 585.0 – 640.6 1085 – 1185
6061 6000 582 – 651.7 1080 – 1205
6063 616 – 654 1140 – 1210
7075 7000 477 – 635.0 890 – 1175

Observação: os dados vêm de Matweb.

Fatores que afetam o ponto de fusão do alumínio

Vários fatores podem influenciar o ponto de fusão do alumínio e suas ligas:

  • Elementos de Liga: A presença de elementos de liga como o cobre, magnésio, silício, e o zinco pode aumentar ou diminuir o ponto de fusão, dependendo de sua interação com o alumínio.
  • Impurezas: Mesmo pequenas quantidades de impurezas podem afetar o ponto de fusão. Por exemplo, ferro, que muitas vezes está presente como uma impureza, pode diminuir o ponto de fusão.
  • História Térmica: A história térmica do alumínio, incluindo quaisquer tratamentos térmicos ou processamentos anteriores, pode refinar a estrutura do grão e afetar o ponto de fusão.
  • Técnicas de Processamento: Diferentes técnicas de processamento, como solidificação rápida ou metalurgia do pó, pode levar a microestruturas de desequilíbrio com pontos de fusão variados.

Aplicações do alto ponto de fusão do alumínio

O alto ponto de fusão do alumínio e suas ligas os torna adequados para uma variedade de aplicações em altas temperaturas.:

  • Soldagem e Brasagem: O alto ponto de fusão do alumínio permite técnicas fortes de soldagem e brasagem, que são essenciais na fabricação de estruturas e componentes complexos.
  • Trocadores de calor: O alto ponto de fusão de certas ligas de alumínio as torna ideais para uso em trocadores de calor, onde eles podem suportar altas temperaturas de operação sem derreter.
  • Utensílios de cozinha: O alto ponto de fusão do alumínio também é benéfico na fabricação de utensílios de cozinha, garantindo que panelas e frigideiras possam suportar altas temperaturas de cozimento sem risco de derreter.

Como o ponto de fusão do alumínio se compara a outros metais

Quando comparado com outros metais, o ponto de fusão do alumínio não é alto. Aqui está uma comparação dos pontos de fusão do alumínio com alguns outros metais comuns:

Metal Ponto de fusão (°C) Ponto de fusão (°F)
Alumínio 660.32 1220.58
Cobre 1085 1981
Ferro 1538 2800
Zinco 419 776
Aço 1370 – 1520 (varia) 2502 – 2760 (varia)

Esta comparação mostra que, embora o alumínio tenha um ponto de fusão mais baixo do que metais como ferro e aço, é mais alto que o zinco e muitos outros metais. Isso coloca o alumínio em uma posição favorável para aplicações que exigem um equilíbrio entre resistência a altas temperaturas e trabalhabilidade.

Para concluir, o ponto de fusão do alumínio é uma propriedade crítica que influencia seu uso em diversas indústrias. Compreender os fatores que afetam esta propriedade e como ela se compara a outros metais é essencial para a seleção de materiais e otimização de processos. Alto ponto de fusão do alumínio, combinado com suas outras propriedades benéficas, torna-o um material versátil para uma ampla gama de aplicações.


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2024-03-27 03:18:55

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