Cosa sono i metalli refrattari?

I metalli refrattari sono elementi metallici nella tavola periodica con diverse caratteristiche distinte. Hanno punti di fusione superiori a 3.632 ° Fahrenheit (2.000 ° Celsius) e sono solidi a temperatura ambiente. Sono inoltre straordinariamente resistenti agli elementi di usura come la deformazione da scorrimento, che è un cambiamento di forma a cui sono sottoposti i normali metalli quando esposti a sollecitazioni. Esistono cinque metalli refrattari stabiliti, tra cui niobio, molibdeno, tantalio, tungsteno e renio. Altri elementi e composti metallici sono talvolta inclusi in questo gruppo, tuttavia, inclusi cromo, leghe di tungsteno e una lega di molibdeno che contiene titanio e zirconio, noto come TZM.

La resistenza al calore dei metalli refrattari del tungsteno è un buon esempio di una di queste proprietà. È così bello che, anche quando viene riscaldato a una temperatura di 1.832 ° Fahrenheit (1.000 ° Celsius), mostra ancora due volte la resistenza che l'elemento ferro ha a temperatura ambiente. Ciò lo rende utile per applicazioni come coni a razzo, filamenti di lunga durata in lampadine a incandescenza e come additivo per l'acciaio utilizzato nella saldatura e altre applicazioni ad alta temperatura. L'acciaio inossidabile contiene anche tungsteno per aumentare la sua proprietà di resistenza alla corrosione dei metalli refrattari, per l'uso in tubazioni industriali dove vengono lavorate sostanze chimiche forti e caustiche.

Poiché i metalli refrattari si consumano a una velocità notevolmente ridotta, sono anche ampiamente utilizzati nella produzione di componenti che devono dimostrare una resistenza all'abrasione a lungo termine, come boccole e ugelli. Molti di questi componenti sono utilizzati in macchinari ad alte prestazioni, come nell'industria aerospaziale o nella produzione di elettronica a semiconduttore. Le leghe di tungsteno, come la TZM, il niobio e il cromo, sono spesso utilizzate per queste applicazioni. Il cromo è incluso anche nella categoria di resistenza all'ossidazione dei metalli refrattari, poiché è un rivestimento altamente resistente per cuscinetti.

Altre proprietà dei metalli refrattari indirizzano i loro usi a diversi settori specifici. Il molibdeno ha un coefficiente di espansione molto prevedibile, che lo rende un metallo chiave nelle termocoppie e nei dissipatori di calore nei computer, mentre la reattività chimica unica del renio gli dà applicazioni in processi come l'idrocracking, la scomposizione del petrolio in molecole più semplici. Il niobio è impiegato nella progettazione di centrali nucleari ed è un metallo ideale per i superconduttori, poiché ha un livello molto basso di assorbimento dei neutroni. Il tantalio viene utilizzato nell'aerospaziale e nelle apparecchiature chirurgiche a causa della sua natura inerte quando viene a contatto con fluidi corporei e tessuti. Il tungsteno e i suoi composti sono ampiamente utilizzati come metallo di rinforzo in tutto, dalle miniere alle industrie di trivellazione petrolifera, con una tale richiesta che gran parte del metallo viene recuperato dai rottami.