ALEACIONES

Metales y aleaciones de importancia en el campo de la metalurgia, el proceso de elaboración y la importancia de la actividad en nuestro país.

Los metales y aleaciones son materiales de origen mineral que están compuestos por uno o más elementos metálicos, pudiendo contener elementos no metálicos en pequeñas proporciones. Si 1 está formado por un solo elemento químico se trata de un material metálico puro, si está formado por más de un elemento químico se trata de una aleación.

Metales puros. Rara vez pueden obtenerse directamente de la natura¬leza, para aislarlos a partir de los minerales que los contienen, se necesitan procesos de transformación complejos. Propiedades: • Tienen una gran dureza. • Se pueden trabajar mediante procesos de fundición. • Son buenos conductores del calor y de la electricidad, su resistencia mecánica permite utilizarlos en aplicaciones estructura¬les sometidas a grandes esfuerzos. Se pueden reciclar con facilidad, destacan el cobre, hierro, aluminio, el oro y la plata.

Aleaciones. Una aleación es una combinación de varios metales, en la que también pue¬den participar pequeñas cantidades de algunos elementos no metálicos. Se elaboran para mejorar las propiedades de los componentes originales. Se suelen clasificar en: •aleaciones férreas. La principal es el acero, obtenido al añadir al hierro un porcentaje de carbono siempre inferior al 2 %. Casi el 90 % de los aceros usados en industria son aceros al carbono. Los más resistentes se utilizan para la fabricación de piezas sometidas a esfuerzos constantes. En los aceros aleados intervienen otros elementos como el acero inoxidable.

Aleaciones no férreas. Destacan las del cobre y la del aluminio. • Bronce: Es una aleación de cobre con estaño, con una proporción de este último inferior al 20 %, se utiliza para elemen¬tos decorativos, esculturas y fabricación de elementos. Latón: Se forma con cobre y zinc, mezcla que confiere a la aleación mayor dureza y ductilidad que el cobre puro y es muy dúctil en frio. Duraluminio: se incluyen las aleaciones de aluminio con otros metales, lo que ayuda a que se corrija la falta de dureza y de resistencia del aluminio.

ALUMINIO

Propiedades:

• Es ligero y resistente a la oxidación

• Buen conductor eléctrico y calorífico

• Dúctil y maleable

• Color plateado

• Muy blando

Obtención del aluminio:

El mineral del que se extrae es la bauxita. El método de extracción tiene dos fases: el método Bayer y un proceso de electrólisis.

- Método Bayer:

1. Se tritura y muele el mineral hasta reducirlo a polvo

2. Se mezcla con sosa cáustica, cal y agua

3. Se disuelve la bauxita, separándose de los residuos

4. El material útiles la alúmina, y debe eliminarse toda el agua y refrigerarse

• Proceso de electrólisis:

1. Para obtener el aluminio, se disuelve la alúmina en criolita a una temperatura de 1000ºC y se somete a un proceso de electrólisis que descompone el material en aluminio.

Aplicaciones:

• Se alea con otros metales como Cu, Mg, Ni, Co y Zn

• Por su baja densidad y conductividad relativamente alta se emplea como sustituto del cobre en cables de gran longitud.

Por su resistencia a la corrosión se emplea en utensilios de cocina, depósitos de bebidas,...

COBRE

Propiedades:

• es el más utilizado de los no ferrosos

• tiene un color rojo – pardo

• Tiene una conductividad eléctrica y térmica elevada.

• Metal pesado (densidad: 8.9)

• Persiste la corrosión y la oxidación

• Relativamente blando

• Es muy dúctil y maleable

Su obtención:

Se obtiene a partir de los sulfuros de cobre y, principalmente, de la calcopirita.

Existen dos métodos de obtención del cobre:

• Vía húmeda. Se emplea cuando el contenido de cobre en el mineral es reducido. Consiste en triturar el mineral y añadirle H2SO4 y aplicar a la mezcla el proceso de electrólisis (aplicar una corriente continua añadiendo dos electrodos).

• Vía seca: se emplea cuando el contenido de Cu supera el 10 %. Se tritura y mueve el mineral hasta reducirlo a polvo y luego, por flotación, se separa el cobre de la ganga. El mineral pasa por un horno donde los óxidos del hierro se combinan con sílice y forman la escoria, mientras se produce la “mata blanca” ( sulfuro de cobre). La mata se somete a un proceso de reducción mezclado con algo de óxido de cobre. Por último se somete el líquido a un proceso eléctrico para conseguir un cobre de alta pureza.

Aplicaciones del cobre: Se utiliza principalmente como conductor eléctrico ya que posee una gran ductilidad. Por su alta resistencia al óxido, también se emplea en instalaciones de tuberías y calderas

Aleaciones del cobre:

Latones:

• Cu con Zn

• Menos resistente que el Cu

• Soporta mejor el agua y el vapor

• Se emplea en pequeñas piezas mecánicas

• Se añade Cu + Sn + Al o Pb para mejorar las propiedades.

PLOMO

Propiedades:

• Color gris plateado

• Densidad elevada

• Muy blando

• Baja conductividad térmica y eléctrica

• Flexible

• Maleable

Aplicaciones:

• Por su alta densidad es opaco a las radiaciones electromagneticas, por lo cual se usa como escudo protector de radiología y centrales nucleares.

• Recipientes que contengan ácidos por sus resistencia a la corrosión

• Nunca debe usarse para contener alimentos. Es un veneno mineral

• Aditivo del vidrio para dureza y peso.

Aleaciones

Acero

El acero es un metal fabricado a partir de mineral de hierro y contiene cantidades traza de carbono. Es a la vez más resistente que el hierro forjado y menos quebradizo que el hierro fundido. Se encuentra tanto en forma aleada como no aleada. El acero no aleado es un acero básico que sólo contiene carbono. El acero aleado se fabrica mezclando elementos químicos adicionales para darle al metal unas características concretas. El acero inoxidable, por ejemplo, se obtiene mezclando cromo y níquel en un determinado porcentaje durante el proceso de fabricación. El Profesor Joseph S. Spoerl señala que el primer proceso que permitió la producción masiva de acero fue desarrollado en 1856 por Sir Henry Bessemer. El proceso Bessemer dominó la producción de acero durante la segunda mitad del siglo XIX, pero fue sustituido por el método de crisol abierto a principios del siglo XX. Actualmente existen dos procesos de fabricación de acero de uso muy extendido: el proceso

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