Quando se fala em materiais ferrosos e não ferrosos, trata-se exclusivamente de materiais metálicos, de acordo com a presença ou ausência de ferro como um de seus principais componentes. Por exemplo: ferro puro, aço inoxidável, latão, níquel.
Com exceção do ferro puro (em seus vários graus), a maioria dos metais ferrosos é produto de ligas ou misturas de ferro e outros materiais, como o carbono. Os metais não ferrosos podem ser elementares (constituídos por um único elemento atômico) ou outras ligas desprovidas de ferro.
- Veja também: Materiais naturais e artificiais
Propriedades dos materiais ferrosos
Os materiais ferrosos, o quarto tipo mais comum de metal na crosta terrestre, distinguem-se dos materiais não ferrosos por sua combinação de resistência, maleabilidade, alta condutividade de calor e eletricidade, bem como por sua possível reutilização a partir de sua fundição e forjamento, mas, acima de tudo, por sua alta capacidade de resposta a forças magnéticas (ferromagnetismo).
Isto possibilita a separação de materiais ferrosos e não ferrosos no lixo urbano por meio de processos de separação magnética.
É por isso que eles são muito procurados em nível industrial em todo o mundo, constituindo de 1 a 2% de todo o lixo doméstico (principalmente latas de alimentos), devido ao seu preço relativamente baixo e à sua grande capacidade de se ligar a outros metais para ganhar novos atributos e melhorar suas propriedades.
Tipos de materiais ferrosos
Todos os metais ferrosos se enquadram em um dos três tipos, de acordo com seus elementos que os compõem:
- Ferro puro e ferro batido. Com quantidades muito baixas de carbono ou, embora sejam pouco comuns, é a variação que tem mais ferro.
- Aços. São ligas de ferro e outros materiais (principalmente carbono e silício), nas quais o teor de ferro nunca ultrapassa 2%.
- Fundidos. São ligas de ferro e carbono com a presença de carbono ou outros materiais em uma proporção maior que 2%.
Exemplos de materiais ferrosos
- Ferro puro. Este material, um dos mais abundantes do planeta, é um metal cinza prateado com capacidade magnética, grande dureza e densidade. É considerado puro quando é composto por 99,5% de átomos do mesmo elemento, mas não é muito útil, devido à sua fragilidade (é quebradiço), ao seu alto ponto de fusão (1500 °C) e à rápida oxidação em condições normais.
- Ferro batido. Também chamado de “ferro forjado”, tem um teor de carbono muito baixo (menos de 1%) e é uma das variedades comerciais mais puras de ferro disponíveis. É útil para ligas e forjamento, após aquecimento a temperaturas muito altas e martelamento a quente, pois esfria e endurece muito rapidamente.
- Aço carbono. Conhecido como aço de construção, é um dos principais derivados de ferro produzidos na indústria siderúrgica e um dos mais usados no mundo. É produzido através da mistura de ferro com carbono em proporções variadas: 0,25% no aço doce, 0,35% no semiduro, 0,45% no semiduro e 0,55% no duro.
- Aço silício. Também conhecido como aço elétrico, aço magnético ou aço de transformador. É o produto de uma liga de ferro com um grau variável de silício (de 0 a 6,5%), além de manganês e alumínio (0,5%). Sua principal virtude é ter uma resistência elétrica muito alta.
- Aço inoxidável. Esta liga de ferro é muito popular devido à sua alta resistência à corrosão e à ação do oxigênio (oxidação), produto de sua fabricação a partir do cromo (mínimo de 10 a 12%) e de outros metais, como molibdênio e níquel.
- Aço galvanizado. É o nome dado ao aço revestido com uma camada de zinco, que, por ser um metal muito menos oxidável, protege-o do ar e retarda consideravelmente a corrosão. É extremamente útil para a fabricação de peças de tubulação e ferramentas de encanamento.
- Aço damasco. A origem deste tipo específico de liga é presumida no Oriente Médio (a cidade síria de Damasco) entre os séculos XI e XVIII, quando espadas feitas desse material eram amplamente comercializadas na Europa, devido à sua alta dureza e ao fio “quase eterno”. Ainda se discute qual era exatamente a técnica usada para obtê-lo naquela época, embora hoje em dia tenha sido replicado em uma grande variedade de facas e utensílios de corte de ferro.
- Aço “wootz”. Este aço é tradicionalmente obtido pela mistura de resíduos de ferro (minérios ou ferro-gusa) com carvão vegetal e vidro em fornos de alta temperatura. Esta liga tem vários carbonetos que a tornam particularmente dura e não deformável.
- Fundições de ferro. Assim são chamadas as ligas com alto teor de carbono (normalmente entre 2,14 e 6,67%) às quais o ferro é submetido para obter substâncias de maior densidade e fragilidade (ferros fundidos brancos) ou mais estáveis e usináveis (ferros fundidos cinzentos).
- Permalloy. É uma liga magnética de ferro e níquel em várias proporções, caracterizada por alta permeabilidade magnética. Sua resistividade elétrica muda em 5% da amplitude do campo magnético, o que a torna ideal para a fabricação de sensores, cabeças magnéticas e outros implementos magnéticos.
Exemplos de materiais não ferrosos
- Cobre. Com o símbolo químico Cu, é um dos elementos da tabela periódica. É um metal dúctil e um bom transmissor de eletricidade e calor, por isso é muito usado em telecomunicações e não tanto em trabalhos que exigem dureza.
- Alumínio. Outro excelente condutor elétrico e térmico, o alumínio é um dos metais mais populares atualmente, devido à sua baixa densidade, leveza e baixa oxidação, além de sua baixíssima toxicidade, o que o torna ideal para a fabricação de recipientes para alimentos.
- Estanho. Comumente usado para proteger o aço da oxidação, é um metal relativamente denso e de cor clara que, quando dobrado, emite um som estridente conhecido como “grito de estanho”. É muito macio e flexível em temperatura ambiente, mas torna-se quebradiço e frágil quando aquecido.
- Zinco. É altamente resistente à ferrugem e à corrosão, por isso é frequentemente usado em processos de galvanização. Este elemento é leve e barato, por isso tem alta demanda industrial.
- Latão. Trata-se de uma liga de cobre e zinco (entre 5 e 40%), que melhora a resistência à tração de ambos os metais sem tirar sua leveza e baixa densidade. É amplamente utilizado na fabricação de ferragens, peças de encanamento e ferramentas em geral.
- Bronze. Com uma liga à base de cobre e adição de 10% de estanho, obtém-se esta liga, mais resistente que o latão e extremamente dúctil, que desempenhou um papel muito importante na história da humanidade, a ponto de dar nome a uma era da civilização. É usada em estátuas, acessórios e chaves, entre muitos outros usos.
- Magnésio. Muito abundante na crosta terrestre e dissolvido nas águas do mar, este elemento metálico constitui certos íons essenciais para a vida no planeta, embora não seja normalmente encontrado em seu estado livre na natureza, mas como parte de compostos maiores. Reage com a água e é altamente inflamável.
- Titânio. Mais leve que o aço, mas também mais resistente à corrosão e com dureza semelhante, é um metal abundante na natureza (nunca em seu estado puro), mas caro para o homem e, portanto, não muito usado. É frequentemente usado na fabricação de próteses médicas.
- Ouro. É um metal precioso, talvez o mais conhecido e cobiçado devido ao seu valor comercial e econômico. Tem cor amarela brilhante e é um elemento dúctil, maleável e pesado que reage com cianeto, mercúrio, cloro e alvejante.
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