Los puntos de fusión de los metales son una propiedad física crucial que influye en sus aplicaciones y procesos de fabricación. En este artículo, exploraremos los puntos de fusión de varios metales comunes y discutiremos cómo estos valores afectan su utilidad en diferentes industrias y aplicaciones.
Hay una serie de factores a considerar al elegir un metal para aplicaciones de alta temperatura o para tratamiento térmico o cualquier operación de fabricación. El punto de fusión de los metales es el factor más importante en estos casos. los metales con un punto de fusión más alto pueden soportar temperaturas más altas antes de comenzar a degradarse.
Cuando se trata de un servicio a alta temperatura, los metales suelen ser el material de elección. Los motores a reacción, las turbinas, los cohetes, los hornos y los reactores funcionan a altas temperaturas, y la selección del metal adecuado es fundamental para garantizar la seguridad y la eficiencia.
¿Qué es el punto de fusión de los metales?
El punto de fusión de un metal es la temperatura a la que cambia de estado sólido a líquido. En el punto de fusión, las moléculas de una sustancia están en constante movimiento, vibrando y chocando entre sí.
La energía necesaria para romper los enlaces que mantienen unidas a estas moléculas se denomina entalpía de fusión. La entalpía de fusión de los metales es generalmente bastante alta, lo que significa que los metales tienen un punto de fusión alto.
La temperatura a la que esto ocurre varía según el tipo de metal, pero normalmente está entre 1000 y 1500 grados centígrados.
Los puntos de fusión son importantes en muchos procesos industriales, como el tratamiento térmico , la soldadura, la selección de materiales a alta temperatura y la fundición. Conocer el punto de fusión de un metal puede ayudar a garantizar que se utilice correctamente en estas aplicaciones.
El punto de fusión de un metal es una propiedad importante en la ciencia de la fundición porque determina la facilidad con la que el metal se puede moldear en diferentes formas.
¿Por qué es importante la temperatura de fusión del metal?
La temperatura de fusión del metal es importante porque determina el punto en el que un metal comenzará a licuarse.
A medida que aumenta la temperatura del material, por lo general:
- Aumento de la ductilidad.
- Reducción de la dureza.
- Reducción de la resistencia a la tracción.
- Cambio en las propiedades microestructurales.
- Reducción de la resistencia a la corrosión.
Esto es importante porque el punto de licuefacción es la temperatura a la cual un metal perderá su integridad estructural y no podrá sostenerse por sí mismo.
Esto es fundamental cuando se diseñan componentes para aplicaciones de alta temperatura, como plantas de energía, motores a reacción, cohetes, sistemas de propulsión y plantas nucleares, etc., por ejemplo.
La temperatura de fusión también determina el punto en el que un metal comenzará a vaporizarse, y esto es importante porque el punto de vaporización es la temperatura en la que un metal comenzará a descomponerse en sus átomos individuales.
Temperatura del punto de fusión de los metales comunes de ingeniería
La temperatura del punto de fusión de los metales de ingeniería más comunes es:
- Acero al carbono*: 2590-2800 °F (1420-1535 °C)
- Acero inoxidable austenítico*: 1375 -1450°C
- Aluminio: 1221 °F (660 °C),
- Óxido de aluminio: 3700 °F (2038 °C)
- Cobre: 1948°F–1991°F (1066°C–1088°C)
- Latón rojo: 1810 °F–1880 °F (988 °C–1027 °C)
- Aluminio Bronce*: 1905°F–1915°F (1041°C–1046°C)
- Hierro fundido: 2100 ° F-2192 ° F (1150 °C a 1200 °C)
- Níquel: 2647°F (1453°C)
- Cobalto: 2719 °F (1493 °C)
- Titanio: 3035 °F (1670 °C)
- Tungsteno: 6170 °F (3410 °C).
- Magnesio: 1202°F (650°C),
- Cromo: 3465 °F (1907 °C),
- Molibdeno: 4753°F (2623°C)
- Plomo: 621 °F (327 °C)
- Cinc: 787 °F (419 °C)
- Azufre: 2190°F (1200°C)
- Cuproníquel (70 % Cu-30 % Ni): 1171 °C–1238 °C (2140 °F–2260 °F)
*: Aleaciones de más de un metal.
Aleaciones y Puntos de Fusión
En muchos casos, los metales se combinan para formar aleaciones, que son mezclas homogéneas de dos o más elementos metálicos. Las aleaciones pueden tener puntos de fusión diferentes a los de los metales puros que las componen, debido a la formación de compuestos intermetálicos o soluciones sólidas.
Eutécticos
Un sistema eutéctico es una mezcla de elementos o compuestos que tiene un punto de fusión más bajo que cualquiera de sus componentes puros. Un ejemplo clásico es la aleación de estaño y plomo utilizada en la soldadura, que tiene un punto de fusión más bajo que el estaño y el plomo por separado.
Aplicaciones de los Metales según su Punto de Fusión
Los puntos de fusión de los metales influyen en sus aplicaciones en diferentes sectores industriales y tecnológicos.
Metales de Bajo Punto de Fusión
Los metales con puntos de fusión bajos, como el estaño, el plomo y el cinc, se utilizan en aplicaciones que no requieren resistencia a altas temperaturas. Algunos ejemplos incluyen:
- Soldaduras: Las aleaciones de estaño y plomo se utilizan para unir componentes electrónicos y eléctricos.
- Revestimientos protectores: El cinc se utiliza para proteger el acero de la corrosión mediante el proceso de galvanizado.
Metales de Alto Punto de Fusión
Los metales con puntos de fusión elevados, como el tungsteno, el molibdeno y el tantalio, se utilizan en aplicaciones que requieren resistencia a temperaturas extremadamente altas. Algunos ejemplos incluyen:
- Filamentos de lámparas incandescentes: El tungsteno se utiliza para fabricar filamentos de lámparas incandescentes debido a su alto punto de fusión y resistencia al calor.
- Componentes de motores de aviones y turbinas: El titanio y las aleaciones de níquel se utilizan en componentes de motores de aeronaves y turbinas de gas debido a su resistencia a altas temperaturas y corrosión.
Conclusión
Los puntos de fusión de los metales desempeñan un papel esencial en la determinación de sus aplicaciones y procesos de fabricación. Comprender estos valores es fundamental para seleccionar el material adecuado en función de los requisitos específicos de cada proyecto y garantizar la eficiencia y durabilidad de los productos y sistemas que utilizan metales y aleaciones.
