Tecnología Industrial

Metales

Los metales es un grupo muy importante de materiales, existen metales muy diferentes que comparten muchas cosas comunes. Son materia inerte de origen natural, se reconocen por su brillo metálico. Son opacos. Los metales son sólidos a temperatura ambiente, excepto el mercurio que es liquido a temperatura ambiente. Hay metales puros que son elementos químicos. Los metales se pueden combinar unos con otros (aleación). Son bastantes resistentes. Los metales son electropositivos que dan electrones a otros elementos mediante enlaces químicos.

• Metales no ferrosos.

Los metales no ferrosos se pueden clasificar según su peso: pesado, ligeros y ultraligeros.

• Metales pesados.

• Estaño: tiene un punto de fusión muy baja, entre los metales a temperatura ambiente es muy maleable y blando. De un color gris metálico. El estaño es dúctil. Las aleaciones mas importantes del estaño son:

• soldaduras blandas: aleación de plomo y estaño.

• Bronce: aleación de cobre y estaño.

• Cobre: tiene una resistividad baja, es muy dúctil y maleable, posee una alta conductividad eléctrica y térmica y tiene un punto de fusión alto. Las aleaciones mas importantes del cobre son:

• Bronce: aleación de cobre y estaño

• Latón: aleación de cobre y cinc

• Cuproalumnio: aleación de cobre y aluminio

• Alpaca: aleación de cobre, níquel y cinc

• Cuproniquel: aleación de cobre y níquel

• Cinc: tiene un punto de fusión bajo. Es muy resistente a la oxidación y corrosión del 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 quebradizo, pero entre 100ºC a 150ºC es muy maleable. Las aleaciones del cinc mas importantes son:

• Latón: aleación de cobre y cinc.

• Plata alemana o Alpaca: aleación de cobre, níquel y cinc

• Zamak: aleación de aluminio, cobre, cinc y magnesio

• En estado puro: en forma de chapas para recubrimientos de tejados, de pilas y canelones.

• Recubrimiento de piezas: galvanizado electrolito, galvanizado en caliente, metálico y sheardizacion.

• Plomo: tiene un punto de fusión bajo, es blando y maleable, se oxida con facilidad, es muy denso. Tiene un color grisáceo- blanco. Las aleaciones más importantes del plomo son:

• En estado puro.

• Oxido de plomo: pinturas al minio.

• Tuberías

• Recubrimiento de baterías

• Protector de rayos x

• Formando aleación.

• Soldadura blanda: aleación de plomo y estaño empleando como material de aportación.

• Cromo: es muy duro y tiene un gran acritud. Resiste muy bien la oxidación y corrosión. Tiene un punto de fusión alto. El cromo se emplea:

• Cromado brillante: objetos decorativos.

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

• Níquel: es magnético, es muy resistente a la oxidación y a la corrosión. Tiene un punto de fusión alto y denso. El níquel se emplea:

• Para fabricar aceros inoxidables.

• Aparatos de la industria química.

• Recubrimientos de metales.

• Wolframio: tiene un punto de fusión muy alto. Es muy denso. El wolframio se emplea:

• Filamentos de bombillas incandescentes.

• Fabricación de herramientas de corte para maquinas.

• Cobalto: es muy resistente a la oxidación y corrosión. No es magnético. Es denso y tiene un punto de fusión alto. Se emplea para:

• Endurecer aceros para herramientas

• Elemento para la fabricación de metales duros empleados en herramientas de corte ( Brocas).

• Metales ligeros.

• Aluminio: es muy ligero e inoxidable al aire, es un buen conductor de la electricidad de cables de alta tensión, pesa poco. Es muy maleable y dúctil. Las aleaciones más importantes del aluminio son:

• Duraluminio: aluminio y bronce. Usos para bicis, sartenes...

• Aluminio y magnesio: usos para automoción.

• Aluminio, cobre y silicio: usos de piezas del moldeo por inyección.

• Alnico: aluminio, níquel y cobalto: usos para imanes.

• Titanio: tiene un punto de fusión alto. Es un metal blanco-plateado que resiste la oxidación y la corrosión. Tiene un precio alto. El titanio se emplea:

• Fabricación de estructuras y elementos de maquinas en aeronáutica. Se suele emplear aleado con el 8% de aluminio.

• Metales ultraligeros.

• Magnesio: tiene un punto de fusión medio, en estado líquido o en polvo es muy inflamable. Tiene un color blanco, parecido al de la plata. Es muy maleable y poco dúctil. Es mas resistente que el aluminio. Se emplea para aeronáutica. Las aplicaciones del magnesio son:

• En forma de aleación:

• para forjar:

• Magnam: aleación de magnesio y manganeso.

• Magzin: aleación de magnesio y cinc.

• Magal: magnesio y aluminio

• para fundir:

• Fumagcin: aleación de magnesio y cinc.

• Fumagal: aleación de magnesio y aluminio.

- En estado puro: productos pirotécnicos.

• Metales ferrosos.

Son aquellos que contienen hierro como elemento base, pueden llevar además pequeñas proporciones de otros. En la naturaleza, hay una gran variedad de minerales de hierro como magnetita, hemetiles, limonita y siderita. La densidad del hierro es de 7,8 kg./ dm3, es el metal mas usado como material. El punto de fusión es de 1800ºC. El hierro puro es blando y tiene una dureza de nivel 4 pero este hierro puro no tiene utilidad como metal. El hierro por si solo no es muy bueno para eso se añade hierro + carbono para dar el acero, que tiene mas características buenas. El hierro tiene magnetismo ha temperatura ambiente pero a 800ºC va perdiendo propiedades magnéticas, pero sigue siendo sólido.

• Acero: es una aleación de hierro y carbono, la mayoría es hierro(98%) y carbono(2%). Las aleaciones mas importantes del acero se dividen en 4 grupos en función en el contenido de carbono.

Los más usados son el acero y las fundiciones.

• Hay aceros aleados y aceros no aleados

• Aceros aleados: F-1000 (finos), F-2000 (usos especiales), F-3000 (inoxidables), F-4000 (de emergencia), F-5000 (para herramientas), F-6000 (de uso general), F-7000, F-8000( para moldes)

• Aceros no aleados: acero extrasuave, acero suave, acero, semisuave, acero semiduro, acero duro y acero extraduro.

• Diagrama de hierro- carbono.

• Presentaciones comerciales del acero.

• Palastros: chapas laminadas.

• Barras: piezas más larga que ancha, macizas y de secciones variables; pletinas, media caña, triangular, cuadrado, redondo y hexágono.

• Perfiles: piezas huecas de secciones variables; angular, IPN, tubular, cuadrada, en T y en rectangular, cuya longitud puede oscilar entre 5 y 12 metros.

• Acero Industrial: hay productos ferrosos que se utilizan de dos maneras; dependiendo de la materia prima empleada. Estos procedimientos son: a través del horno alto(empleando mineral) y horno eléctrico (empleando chatarra).

• Alto hornos: el mineral se introduce por la parte superior del horno para que se produzca la combustión se utiliza carbón para que arda y h. La ay otro elemento llamado fundente.

Materia prima del horno alto es: mineral de hierro, carbón de coque y fundente.

El hierro ira cogiendo temperatura según vaya bajando y su temperatura va aumentado hasta los 1650ºC suficientes para hacer el hierro liquido que se depositara en el crisol. Y en el crisol queda el acero debajo y la escoria encima(impurezas del mineral) y se separa todo. El acero que queda se llama arrabio que contiene muchas impurezas y normalmente no tiene ninguna aplicación. Entonces el arrabio se convierte en acero en el convertidor o procedimiento LD, que consiste en eliminar la mayoría de las impurezas en hornos adecuados denominados horno de afino (convertidor y procedimiento LD) y al salir del horno afino sale el acero sin impurezas y el acero aleado.

• Horno eléctrico: también se obtiene acero a partir de la chatarra.

La materia prima que se utiliza en el horno eléctrico es: chatarra, fundentes y ferroaleaciones.

En el horno eléctrico en su interior hay 3500ºC puede alcanzar y con esta temperatura puede fundir cualquier tipo de metales para hacer aleaciones.

• Coladas del acero.

Se trata de dar forma al acero liquido. Hay tres tipos de coladas:

• Trenes de laminación: consiste en unos rodillos que va haciendo las planchas cada vez mas finas, para conseguir laminas de acero y aumenta su longitud, la laminación se puede hacer en frío(temperatura ambiente) y en caliente(a 1000ºC).