MATERIALES METALICOS

MATERIALES METÁLICOS

LOS METALES

Son materiales con múltiples aplicaciones: infraestructuras, construcción, muebles, herramientas, joyería, máquinas, electrónica, informática, etc.

1. OBTENCIÓN DE LOS METALES

Se obtienen de los minerales que se hallan en las rocas. La extracción se realiza en las minas, que pueden ser:

• Minas a cielo abierto, si la capa de mineral se halla a poca profundidad

• Minas subterráneas, si el yacimiento o filón es profundo, la excavación se lleva a cabo bajo tierra.

En el mineral extraído se encuentran dos partes diferenciadas:

• La mena: es la parte útil

• La ganga: es la parte no utilizable

Ambas partes deben ser separadas, para lo cual existen tres técnicas:

• Tamizado: Consiste en la separación de las partículas sólidas según su tamaño mediante tamices o cribas.

• Filtración: Es la separación de partículas sólidas en suspensión en un líquido a través de un filtro.

• Flotación: Se trata de la separación de una mezcla de partículas sólidas en un líquido: las menos densas flotan, mientras que las de mayor densidad se depositan en el fondo el recipiente.

Separada la mena de la ganga se transporta a las industrias metalúrgicas. Se llama metalurgia al conjunto de industrias que se encargan de la extracción y transformación de los minerales metálicos. La parte de la metalurgia que se encarga de los materiales ferrosos se llama siderurgia.

2. PROPIEDADES DE LOS METALES

La mayoría de los metales son duros, fríos y suaves al tacto, pesados, etc. Las propiedades de los metales son:

a) Propiedades físicas: Dentro de éstas tenemos:

• Mecánicas: Cuando se le aplican fuerzas externas. Los metales suelen ser muy resistentes.

• Térmicas: Cuando se les aplica calor. Los metales transmiten el calor.

• Eléctricas: Cuando se les aplica corriente eléctrica. Los metales son buenos conductores.

b) Propiedades químicas: Cabe destacar entre ellas la oxidación. Al contacto con el aire los metales se oxidan.

c) Propiedades ecológicas: La mayoría son reciclables aunque otros son tóxicos como el plomo o el mercurio.

Los metales también conducen bien el sonido y son impermeables.

3. CLASIFICACION DE LOS METALES

a) Ferrosos: el componente principal es el hierro, Entre ellos se encuentran el hierro puro, el acero y las fundiciones.

b) No ferrosos: Son materiales metálicos que no contienen hierro o que lo contienen en muy pequeñas cantidades. Son ejemplos de este tipo de metales el cobre, el bronce, el latón y el zinc.

LOS METALES FERROSOS

El metal más empleado en la actualidad es el hierro en cualquiera de sus presentaciones (hierro forjado, acero, fundición), ya que tanto las técnicas de extracción del mineral como los procesos de obtención del metal son relativamente económicos. En la corteza terrestre hay gran cantidad de minerales que contienen hierro. Los más importantes son la magnetita, la hematites, la limonita y la siderita.

Los minerales de hierro que se extraen de la corteza terrestre deben someterse a diferentes procesos a fin de obtener el hierro puro. Además del hierro puro, se utilizan también las aleaciones.

Una aleación es una mezcla de dos o más elementos químicos, al menos uno de los cuales, el que se encuentre en mayor proporción, ha de ser un metal

Las aleaciones del hierro se obtienen añadiendo a este metal carbono. Según el porcentaje de dicho elemento, los materiales ferrosos se clasifican en hierros, aceros y fundiciones:

-Hierro puro. La concentración de carbono se sitúa entre el 0,008% y el 0,03%.

-Acero. La concentración de carbono oscila entre el 0,03% y el 1,76%.

-Fundición. La concentración de carbono se encuentra entre el 1,76% y el 6,67%.

1. Hierro forjado

Entre las muchas variedades de hierro podemos mencionar hierro forjado, con muy bajo contenido en carbono. Destaca por su notable plasticidad y por su capacidad para ser forjado y soldado.

Por ello se le añade carbono para mejorar sus propiedades, obteniéndose así el acero y la fundición.

2. El hierro y las fundiciones

El hierro es un metal de color blanco grisáceo que tiene buenas propiedades magnéticas; sin embargo, presenta algunos inconvenientes: se corroe con facilidad, tiene un punto de fusión elevado y es de difícil mecanizado. Además, resulta frágil y quebradizo. Por todo ello, tiene escasa utilidad. Se emplea en componentes eléctricos y electrónicos.

Para mejorar sus propiedades mecánicas, el hierro puro se combina con carbono en las proporcionalidades indicadas más arriba. La fundición presenta una elevada dureza y una gran resistencia al desgaste. Se utiliza para fabricar diversos elementos de maquinaria, engranajes, pistones, farolas, tapas de alcantarilla, etc.

3. El acero

El acero es una aleación de hierro con una pequeña cantidad de carbono. De este modo, se obtienen materiales de elevada dureza y tenacidad con una mayor resistencia a la tracción. Es decir, se consigue una notable mejoría en las propiedades mecánicas.

Además de hierro y carbono, los aceros pueden contener otros elementos químicos, a fin de mejorar o conseguir propiedades específicas. Se obtienen así los aceros aleados. Por ejemplo, uno de los inconvenientes del hierro es que se oxida con facilidad por lo que hay una serie de aceros a los que se les añaden otros elementos aleantes (principalmente cromo y níquel) para que sea más resistentes a la corrosión, se llaman aceros inoxidables.

Los metales más empleados para elaborar dichos aceros son los siguientes:

– Silicio. Confiere elasticidad y carácter magnético a la aleación.

– Manganeso. Aporta dureza y resistencia al desgaste.

– Cromo. Aumenta la dureza y la resistencia al calor y resulta

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