Metales no ferrosos

Tecnología de Materiales. Clasificación. Pesados. Ligeros. Ultraligeros. Estaño. Cobre. Aleaciones. Cinc. Plomo. Cromo. Níquel. Wolframio. Cobalto. Aluminio. Titanio. Magnesio

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Introducción:

Los metales no ferrosos se clasifican en tres grupos:

  • Pesados: son aquellos cuya densidad es igual o mayor de 5 kg/dm³,

  • Ligeros: su densidad esta comprendida entre 2 y 5 kg/dm³.

  • Ultraligeros: su densidad es menor de 2 kg/dm³.

Metales no ferrosos pesados:

  • Estaño (Sn)

      • Características: se encuentra en la casiterita; su densidad es de 7,28 kg/dm³, su punto de fusión alcanza los 231ºC; tiene una resistencia a la tracción de 5 kg/mm²; en estado puro tiene un color muy brillante, pero a temperatura ambiente se oxida y lo pierde; a temperatura ambiente es también muy maleable y blando, sin embargo en caliente es frágil y quebradizo; por debajo de -18ºC se empieza a descomponer convirtiéndose en un polvo gris, este proceso es conocido como peste del estaño; al doblarse se oye un crujido denominado grito del estaño.

      • Aleaciones: las más importantes son el bronce (cobre + estaño) y las soldaduras blandas (plomo + estaño con proporciones de este entre el 25% y el 90%)

      • Aplicaciones: sus aplicaciones más importantes son la fabricación de hojalata y proteger al acero contra la oxidación.

  • Cobre (Cu):

    • Características: se encuentra en el cobre nativo, la calcopirita, la calcosina, la malaquita y la cuprita; su densidad es de 8,9 kg/dm³; su punto de fusión de 1083ºC; su resistencia a la tracción es de 18 kg/mm²; es muy dúctil, maleable, y posee una alta conductividad eléctrica y térmica.

    • Aleaciones y aplicaciones:

    ALEACION

    TIPOS/COMPOSICION

    APLICACIONES

    BRONCE

    ( Cu + Sn)

    Ordinario: Cu + Sn (5 a 30%)

    Campanas y engranajes

    Especial: Cu + Sn + elementos químicos

    Esculturas y cables eléctricos

    LATON

    (Cu + Zn)

    Ordinario: Cu + Zn (30 a 55%)

    Tortillería

    Especial: Cu + Zn elementos químicos

    Grifos, tuerca y tornillos

    CUPROALUMINIO

    Cu + Al

    Hélices de barco, turbinas

    ALPACA

    Cu + Ni + Zn. Tiene color plateado

    Joyería barata, cubiertos

    CUPRONIQUEL

    Cu + Ni (40 a 50%)

    Monedas y contactos eléctricos

  • Cinc (Zn):

    • Características: se extrae de la blenda y la calamina; su densidad es 7,14 kg/dm³, su punto de fusión es de 419ºC; su resistencia a la tracción es en las piezas moldeadas de 3 kg/mm², y en las piezas forjadas de 20 kg/mm²; es muy resistente a la oxidación y corrosión en el aire y en el agua, pero poco resistente al ataque de ácidos y sales; tiene el mayor coeficiente de dilatación térmica de todos los metales; a temperatura ambiente es muy quebradizo, pero entre 100 y 150ºC es muy maleable.

    • Aplicaciones y aleaciones:

    ALEACION

    CARACTERISTICAS Y APLICACIONES

    En forma de aleación

    Latones: Cu + Zn

    Por ser más barato el Zn que el Sn esta sustituyendo el latón al cobre

    Alpaca: Cu + Zn + Ni

    Atizada en cubertería, joyería barata y fabricación de estuches

    En estado puro

    Chapas de diferentes espesores

    Recubrimiento de tejados, canalones y cornisas, tubos de bajada de agua y depósitos y recubrimiento de pilas

    Recubrimiento de piezas

    Galvanizado electrolítico: consiste en recubrir, mediante electrolisis, un metal con una capa muy fina de cinc

    Galvanizado en caliente: se introduce la pieza en un baño de Zn fundido, enfriado el Zn queda adherido y la pieza protegida

    Metalizado: se proyectan partículas diminutas de Zn, mezcladas con pinturas sobre la superficie a proteger

    Otras formas

    Óxidos de Zn

    Bronceadores, desodorantes

    Colorantes, pegamentos y conservantes

  • Plomo (Pb):

    • Características: se obtiene de la galena, su densidad es 11,34 kg/dm³; su punto de fusión 327ºC; su resistencia a la tracción de 2 kg/mm²; es muy maleable y blando; es de color grisáceo-blanco muy brillante recién cortado, se oxida fácilmente, formando una capa de carbonato básico que lo protege; resiste a los ácidos clorhídrico y sulfúrico, pero es atacado por el ácido nítrico y el vapor de azufre.

    • Aleaciones y aplicaciones:

    En estado puro:

    Oxido de plomo: pinturas antioxidantes (minio)

    Tuberías: en desuso

    Recubrimiento de baterías, protección de radiaciones nucleares (rayos X)

    Formando aleación:

    Soldadura blanda: Pb + Sn empleado como material de aportación

  • Cromo (Cr):

    • Caracteristicas: su densidad es de 6,8 kg/dm³; su punto de fusión es de 1900ºC; tiene un color grisáceo acerado, muy duro y con una gran acritud, resiste muy bien la oxidación y la corrosión.

    • Aleaciones y aplicaciones:

    Cromado brillante: para objetos decorativos

    Cromado duro: para la fabricación de aceros inoxidables y aceros para herramientas.

  • Níquel (Ni):

    • Características: su densidad es 8,85 kg/dm³; su punto de fusión es de 1450ºC; tiene un color plateado brillante y se puede pulir fácilmente, es magnético, es muy resistente a la oxidación y a la corrosión.

    • Aplicaciones y aleaciones:

    Ni + Cr + acero: se emplea para aceros inoxidables

    En aparatos de la industria química

    En recubrimiento de metales por electrolisis

  • Wolframio (W):

    • Características: su densidad es 19 kg/dm³; su punto de fusión de 3370ºC

    • Aplicaciones y aleaciones:

    Filamentos de bombillas incandescentes y fabricación de herramientas de corte para maquinas.

  • Cobalto (Co):

    • Características: su densidad es de 8,6 kg/dm³, su punto de fusión 1490ºC; tiene propiedades análogas al níquel pero no es magnético

    • Aleaciones y aplicaciones:

    Reemplea para endurecer aceros para herramientas (aceros rápidos) y como elemento para la fabricación de metales duros (sinterización) empleados en herramientas de corte.

    Metales no ferrosos ligeros:

  • Aluminio (Al):

      • Características: se obtiene de la bauxita, su densidad es de 2,7 kg/dm³; su punto de fusión de 660ºC; y su resistencia a la tracción de 10 kg/mm² (el doble si esta laminado o forjado); es muy ligero e inoxidable; es buen conductor de la electricidad y del calor, pesa poco y es muy maleable y dúctil.

      • Aleaciones y aplicaciones:

    Tipo

    Aleación

    Características y aplicaciones

    Aleación

    Al + Mg

    Se emplea en aeronáutica y en automoción

    Al + Ni + Co (Alnico)

    Potentes imanes permanentes

  • Titanio (Ti):

    • Características: se obtiene del rulito y de la limeñita; su densidad es de 4,45 kg/dm³; su punto de fusión 1800ºC; y su resistencia a la tracción de 100kg/mm²; es un metal blanco plateado que resiste mejor la corrosión y la oxidación que el acero; sus propiedades son análogas a las del acero con la propiedad que las conserva hasta los 400ºC

    • Aleaciones y aplicaciones:

    Se emplea en la fabricación de estructuras y elementos de maquinas aeronáuticas (aleado con el 8% de aluminio); en la fabricación de herramientas de corte, aletas para turbinas y en forma de oxido y pulverizado par la fabricación de pinturas antioxidantes y para el recubrimientos de edificios.

    Metales no ferrosos ultraligeros:

  • Magnesio(Mg):

      • Características: se obtiene de la carnalita, dolomita y magnesita; su densidad es de 1,74 kg/dm³; su punto de fusión de 650ºC; y su resistencia a la tracción de 18 kg/mm²; en estado liquido o polvo es muy inflamable, tiene un color blanco parecido al de la plata, es maleable y poco dúctil, es mas resistente que el aluminio

      • Aplicaciones y aleaciones:

    Se emplea en estado puro, tiene pocas utilidades, excepto en la fabricación de productos pirotécnico y como desoxidante en los talleres de fundición de acero, también en aeronáutica.