O cobre é um material muito versátil, comumente usado para fins industriais e domésticos..
O cobre e suas ligas também desempenham um papel vital em diversos produtos devido à sua excelente resistência à corrosão., força, conformabilidade, e condutividade térmica e elétrica.
O cobre é facilmente soldável por gás de arco e técnicas de soldagem por resistência. Geralmente, o cobre é usado em fios elétricos e eletrodomésticos devido à sua excelente condutividade elétrica.
A temperatura na qual qualquer sólido começa a derreter é chamada ponto de fusão. O ponto de fusão do cobre puro é inferior ao do ferro e do aço. O ponto de fusão do cobre é uma consideração significativa para os metalúrgicos, engenheiros, e fabricantes.
Compreender essas qualidades é fundamental ao projetar e fabricar produtos à base de cobre. Isto irá ajudá-lo a explorar todas as características do cobre e informações fundamentais sobre o ponto de fusão do cobre puro e suas ligas..
Neste blogue, exploraremos todos os fatos fundamentais sobre o ponto de fusão do metal cobre. Pelo que é, fatores que afetam o ponto de fusão, e outras características de calor ou temperatura.
Qual é o ponto de fusão do cobre?
Ponto de fusão do cobre, também conhecida como temperatura de fusão, é um ponto de equilíbrio no qual o metal existe em duas fases. É a temperatura na qual o cobre metálico passa do estado sólido para o estado líquido.
Naturalmente, a substância de cobre sofre inúmeras modificações estruturais e químicas ao longo desta transição. O ponto de fusão do cobre é medido em Fahrenheit e Celsius.
O ponto de fusão do cobre comercialmente puro é 1085 °C (1984 F), e as ligas de cobre têm diferentes pontos de fusão devido às suas diferentes composições.
Por que conhecer os pontos de fusão do cobre
Compreender o ponto de fusão do cobre ou ligas de cobre antes de iniciar um projeto é fundamental. Esta informação é crítica para determinar se esta liga é apropriada para sua aplicação ou projeto.
Conhecer o ponto de fusão também pode reduzir as chances de falha estrutural do cobre causada por altas temperaturas que ultrapassam o ponto de fusão.. O conhecimento auxilia na seleção do forno e das fontes de energia apropriados para a fabricação de cobre e tratamento térmico.
Tenha em mente que na maioria das aplicações em engenharia estrutural, falhas como fluência se desenvolverão quando o cobre atingir o ponto de fusão. A determinação da temperatura de fusão do cobre permitirá operar a construção ou fabricação em temperaturas seguras.
Ponto de fusão do cobre puro
Idealmente, o cobre puro derrete em 1084 graus Celsius (C), 1984 graus Fahrenheit (F), e 1357 graus Kelvin sem aditivos ou componentes adicionais.
Uma certa quantidade de calor é necessária para derreter o cobre, e esta exigência de calor é atendida pela temperatura específica.
A temperatura de fusão do cobre às vezes é definida em diferentes quantidades, como Rankine, elétron-volts, BTUs por libra, ou joules por mol. Todos estes são retirados das unidades de temperatura mencionadas acima.
Ponto de fusão de ligas de cobre
Cooper se mistura com outros elementos, fazer ligas para atender aos requisitos de muitas aplicações porque o cobre puro é muito macio e maleável.
A temperatura de fusão do cobre puro irá alterar sempre que qualquer elemento for adicionado a ele. Geralmente, o ponto de fusão reflete a composição total da liga.
Contudo, não há limite para o número de elementos combinados com cobre.
Os pontos de fusão de algumas ligas comuns são mostrados na tabela fornecida:
Ligas de cobre | Temperatura de fusão (°C) |
Cobre arsênico | 685 |
Latão | 930 para 940 |
Bronze | 913 |
Cobre berílio | 870 para 980 |
Cuproníquel | 1170 para 1240 |
Metal de bronze | 900 para 1000 |
Prata chinesa | 961 |
O ponto de fusão do cobre varia devido à composição da liga e às impurezas, como visto na tabela. Isto tem um impacto na sustentabilidade de aplicações específicas ao longo do tempo. Uma abordagem de processamento controlada é necessária para obter o ponto de fusão adequado em tipos de cobre.
Maneiras de derreter o cobre
Existem vários métodos para fundir cobre e suas ligas; em geral, todos estes são fontes de calor necessário para derreter o cobre. O calor será usado neste processo para converter cobre puro ou liga de cobre de sólido em líquido.
Os detalhes de alguns métodos comuns são fornecidos abaixo:
Aquecimento por resistência elétrica
A maioria das ligas de cobre derrete através deste processo de aquecimento, incluindo latão. À medida que a corrente elétrica flui através da liga de cobre, aquece e começa a derreter.
Aquecimento por indução
O cobre pode ser aquecido e derretido com sucesso usando osciladores, eletroímãs, e uma corrente alternada de alta frequência (AC).
Aquecimento a laser
Um feixe de laser de alta potência é usado para aquecer as ligas de cobre para fusão.
Fusão por feixe de elétrons
Nesse processo, o feixe de elétrons de alta energia é usado para derreter o metal cobre e suas ligas. Esses feixes eletrônicos são adequados para elevar a temperatura do cobre acima do ponto de fusão..
Derretimento de arco
No processo de fusão a arco, uma grande quantidade de corrente elétrica é necessária para derreter o cobre e as ligas.
Tocha de oxicombustível
Uma combinação de dois gases, propano e oxigênio, é usado para produzir uma chama para aquecer o cobre acima do seu ponto de fusão.
Aquecimento por corrente elétrica
Derretimento do arco de plasma
A fusão por arco de plasma é um método de alta temperatura para derreter cobre. A combinação de gases, como argônio ou nitrogênio, é utilizado para criar um arco de plasma de alta temperatura.
Derretimento a vácuo
Uma câmara de vácuo permitirá derreter o cobre sem o risco de contaminação. O cobre pode ser facilmente derretido em altas temperaturas.
Comparando pontos de fusão de outros metais e cobre
Devido à diferente composição e microestrutura, os metais têm pontos de fusão diferentes. A comparação do ponto de fusão do cobre e outros metais é fornecida abaixo na tabela:
Ligas | Ponto de fusão (°C) |
Cobre | 1084 |
Alumínio | 660 |
Aço carbono | 1371 para 1593 |
Ferro fundido | 1127 para 1204 |
Cobalto | 1495 |
Cromo | 1860 |
Inconel | 1390 para 1425 |
Incoloy | 1390 para 1425 |
Aço inoxidável | 1510 |
Níquel | 1453 |
Titânio | 1670 |
Tungstênio | 3400 |
Magnésio | 349~649 |
Como derreter cobre
O processo de fusão do cobre inclui os seguintes pontos:
- Inicie este processo selecionando as ferramentas adequadas, equipamento, e um procedimento padrão para fusão de cobre.
- Prepare o material de cobre que você iria derreter. Você pode limpar e dividir em pedacinhos.
- Use equipamento de segurança, e garantir que haja ventilação adequada.
- Coloque o material de cobre no forno de fusão e aqueça-o para obter a temperatura de fusão de cobre necessária.
- No final do processo, o cobre fundido é transferido para formas ou lingotes desejados.
Como o ponto de fusão do cobre determina a aplicação prática
Além do ponto de fusão, quando o cobre derrete, suas propriedades físicas e mecânicas são alteradas. Nesta fase, cobre e ligas de cobre só podem resultar em falha de componentes. Algumas aplicações práticas do cobre e suas ligas são fornecidas abaixo:
Soldagem, De solda, e Brasagem
Nos dias de hoje, várias hastes de brasagem e soldagem de cobre são usadas em muitas aplicações. Para este propósito, é muito importante conhecer o ponto de fusão do cobre. O cobre derrete durante a soldagem, facilitando o processo de conexão.
Aplicações Elétricas
Devido à sua excepcional condutividade térmica e elétrica, o cobre e suas ligas são usados principalmente em muitos aparelhos elétricos, como fios, enrolamentos do motor, transformadores de trocadores de calor, e dissipadores de calor.
Compreender as características térmicas e pontos de fusão das ligas de cobre é essencial para sua utilização em diversas aplicações.
Aplicações de fundição e moldagem
Durante operações de fundição, compreender a temperatura de fusão do cobre irá ajudá-lo a selecionar o forno e o equipamento de ferramentas apropriado. Fundir cobre permite criar uma variedade de objetos, como esculturas, acessórios de encanamento, joia, e peças de carro.
Conclusão
Para concluir, o cobre é um material útil e é usado principalmente em indústrias e utensílios domésticos devido às suas excelentes propriedades. O ponto de fusão do cobre também desempenha um papel muito importante nas suas aplicações comuns.
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Mais recursos:
Pontos de fusão de metais - Fonte: Metais on-line
Ponto de fusão de ligas metálicas - Fonte: Caixa de ferramentas de engenharia
O ponto de fusão dos metais - Fonte: Supermercado Metálico
