Temperatura di fusione di un metallo

Air Liquide presenta in questa pagina i punti di fusione dei principali elementi metallici.

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Cos'è il punto di fusione?

Il punto di fusione, o temperatura di fusione, è semplicemente definito come la temperatura alla quale un materiale passa dalla fase solida alla fase liquida. Prendendo invece la definizione corretta nella fisica, possiamo il punto di fusione viene definito come uno stato termodinamico, definito da proprietà specifiche ossia temperatura (chiamata appunto temperatura di fusione) e pressione (che può anche essere diversa dalla pressione atmosferica), in corrispondenza del quale avviene il processo di fusione.

Durante il processo di fusione, tutta l'energia aggiunta alla sostanza viene utilizzata come calore di fusione e la temperatura resta costante. Di conseguenza, durante tale processo, le sostanze assorbono una certa quantità di calore, chiamato calore di fusione, che occorre per rompere i legami interatomici o intermolecolari che costituiscono il reticolo cristallino e, in tal modo, la temperatura smette di salire fino a quando le sostanze non sono completamente liquide. Passando da solido a liquido, solitamente le diverse sostanze si dilatano (eccezion fatta per l’acqua), ossia aumentano di volume. Nel caso dell’acqua, il ghiaccio fondendo diminuisce il proprio volume e, un aumento della pressione esterna, favorendone la contrazione, ne accelera il processo di fusione.

Le leghe metalliche hanno temperature di fusione diverse dai metalli base che le compongono. Ad esempio, l’acciaio (ferro con un basso tenore di carbonio e altri microcomponenti), la ghisa (ferro con un tenore di carbonio superiore al 2%), il bronzo (lega di rame e stagno) o l'ottone (lega di rame e zinco) avranno un punto di fusione diverso da quello dei materiali puri che le compongono.

Nella saldatura, il metallo d'apporto è spesso composto dello stesso materiale dei pezzi da assemblare. Al contrario, nella brasatura, il metallo d'apporto ha un punto di fusione più basso di quello del metallo di base.

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Temperatura di fusione dei principali materiali allo stato puro

Punto di fusione dei diversi metalli utilizzati nella grande industria

Argento	962 °C
Stagno	232 °C
Ferro	1538 °C
Piombo	327 °C
Tungsteno	3422 °C
Vanadio	1910 °C
Zinco	420 °C

A titolo indicativo, la temperatura di fusione degli acciai è circa 1400-1500 °C a seconda della loro composizione e quella della ghisa è di circa 1250 °C.

Lo sapevi? Sebbene la temperatura di fusione dell'acciaio sia superiore a quella della ghisa di circa 200 °C, una ridotta quantità di acciaio solido può progressivamente fondere nella ghisa liquida. Questo fenomeno trova la sua realizzazione e la sua spiegazione nella diffusione degli atomi di carbonio (presenti nella ghisa in quantità maggiore rispetto all'acciaio) verso la superficie dell'acciaio solido. Questo arricchimento di carbonio determina un locale abbassamento del punto di fusione.

I cambiamenti di stato

Fusione	dallo stato solido allo stato liquido
Solidificazione	dallo stato liquido allo stato solido
Evaporazione	dallo stato liquido allo stato aeriforme di vapore in modo lento e tranquillo e coinvolge solamente la superficie del liquido
Ebollizione	dallo stato liquido allo stato aeriforme di vapore in maniera tumultuosa coinvolgendo tutta la massa liquida
Condensazione	dallo stato aeriforme di vapore allo stato liquido
Liquefazione	dallo stato aeriforme di gas allo stato liquido
Sublimazione	dallo stato solido allo stato aeriforme di vapore e viceversa