Tipos de Minerales de Hierro

INGENIERIA INDUSTRIAL

PROPIEDAD DE LOS MATERIALES

CATEDRATICO:

ING. JOSÉ ÁNGEL DOMÍNGUEZ LÓPEZ

TEMA:

UNIDAD 1

15 DE OCTUBRE DE 2012

ÍNDICE

METALES………………………………………………………………..

POLÍMEROS…………………………………………………………….

CERÁMICOS…………………………………………………………….

COMPUESTOS………………………………………………………….

SEMICONDUCTORES………………………………………………….

METALES

Son aquellos que están compuestos básicamente por uno o más metales. También pueden contener otros materiales como el carbono. Casi nunca se encuentran en el estado en el que van a ser utilizados, por lo regular deben ser sometidos a un conjunto de procesos para lograr las características requeridas en tareas específicas; estos procesos requieren de estudios especiales para lograr su mejor aplicación, desarrollo y disminución de costo. En la ingeniería la transformación de los materiales y sus propiedades tienen un espacio especial, para los procesos del desarrollo de técnicas especiales muy elaboradas que han dado el refinamiento necesario para cumplir con requerimientos prácticos. Estos procesos aumentan notablemente el costo de los materiales, tanto que esto puede significar varias veces el costo original del material por lo que su estudio y perfeccionamiento repercutirán directamente en el costo de los materiales y los artículos que integraran. En casi todos los casos de ello dependerá el éxito o fracaso del uso de un material.

La manera más general de clasificar los metales es la siguiente:

• Ferrosos

• No ferrosos

• Puros

MATERIALES FERROSOS

Se denominan metales ferrosos o férricos a aquellos que contienen hierro como elemento base; pueden levar además pequeñas proporciones de otros.

A pesar de todos los inconvenientes que presentan estos materiales (hierro, acero y fundiciones) por ser muy pesados, oxidarse con facilidad y ser difíciles de trabaja, entre otros, son uno de los más usados en la actualidad.

Los minerales de hierro (elemento principal del acero) constituyen el cuarto elemento más común en la corteza terrestre. La abundancia de las materias primas para la fabricación de acero como los bajos costos de producción ha llevado a su extendido uso a todo nivel.

TIPOS DE MINERALES DE HIERRO

En la naturaleza existe una gran variedad de minerales de hierro pero los que mas suelen utilizar son los siguientes:

• La siderita (FeCO3) es un carbono de hierro. Tiene un color pardo-rojizo y su raya es blanca. La ley en hierro es del 48%

• El hematites u oligisto (Fe2O3) es un oxido de hierro. Es de color rojo anaranjado, a veces plateado, su raya es roja y la ley en hierro es del 70%

• La goethita (FeO2H) es un hidróxido de hierro. Es el principal componente de la limonita, si bien a veces aparece como mineral aislado. Es de color negro y su raya es pardo-amarillenta y posee leyes de hasta un 60-70% en hierro. Cristaliza habitualmente como una masa llena de bultos esferoides, aunque en ocasiones presenta forma de estalactita.

• La magnetita es un mineral de hierro constituido por oxido ferroso-diférrico (Fe3O4) que debe su nombre de la ciudad griega de magnesia. Su fuerte magnetismo a un fenómeno de ferrimagnetismo: los momentos magnéticos de los distintos cationes de hierro del sistema se encuentran fuertemente acoplados, por interacciones antiferromagnéticas, pero de forma que en cada celda unidad resulta un momento magnético no compensado. La suma de estos momentos magnéticos no compensados, fuertemente acoplados entre sí, es la responsable de que la magnetita sea un imán.

• La limonita (Fe2o3 nH2O) es una mezcla de diversos minerales. Su color es amarillo o pardo negruzco y su raya es parda o amarillenta. Algunos autores la consideran como una roca formada por minerales de hierro hidratados y arcillas.

El acero es principalmente una aleación de hierro y carbón. Contiene muy bajos porcentajes de manganeso, sílice, fósforo, azufre y oxígeno.

Se fabrica mediante la fundición de minerales de hierro en un horno para producir lingotes de hierro que son añadidos con hierro de rechazo (o proveniente de reciclaje) antes de someterse a purificación.

Existen dos técnicas principales para la fabricación de acero:

Hornos a base de oxígeno: para producción de acero laminado. Hornos de arco eléctrico: utilizan un 100% de acero de descarte. Las propiedades mecánicas del acero, varían según sus componentes y el tratamiento al calor al que fue sometido.

Anteriormente, los hornos de oxígeno eran hornos abiertos pero hoy en día se realiza un proceso de oxigenación soplando oxígeno casi puro sobre la superficie de hierro fundido.

EXISTEN DISTINTOS TIPOS DE ACEROS:

• Acero blando: contiene menos de 0,15% de carbono

• Acero intermedio: contiene entre 0,15% y 0,3% de carbono

• Acero duro: contiene más de 0,3% de carbono

• Acero inoxidable: es una aleación de acero que contiene más de 8% de elementos de aleación como cromo, níquel y sílice.

• Acero galvanizado: acero recubierto de zinc para protegerlo de corrosión atmosférica.

MATERIALES NO FERROSOS

Los materiales no férricos son más caros y difíciles de obtener que los férricos, sin embargo presentan algunas propiedades que los hacen necesarios: son más difíciles de oxidar, conducen mejor la electricidad y el calor, funden a temperaturas más bajas, son más fáciles de mecanizar, etc. Se clasifican en:

• Metales pesados. Su densidad es igual o mayor a 5 Kg/dm3. Entre ellos están el cobre, el plomo, el cinc, el estaño, el níquel, el mercurio, el volframio, etc.

• Metales ligeros. Su densidad es entre 2 y 5 Kg./dm3. Son ejemplos el aluminio y el titanio.

• Metales ultraligeros. Con densidad menor de 2 Kg. /dm3. El magnesio es el más utilizado en la industria.

Metales pesados. Cinc, cobre, mercurio, volframio.

Metales ligeros. Aluminio y titanio.

Metales ultraligeros. Magnesio natural y elaborado.

Los metales no ferrosos, ordenados de mayor a menor utilización, son:

• cobre (y sus aleaciones)

• aluminio

• estaño

• plomo

• cinc

• níquel

• cromo

• titanio

• magnesio.

El cobre es un metal de color rojo brillante, muy resistente a la corrosión, conduce bien el calor y la electricidad, es muy dúctil y maleable. Se obtiene de minerales como la cuprita, la calcopirita y la malaquita.

Se ha usado desde la antigüedad para hacer armas, adornos, monedas, etc. Hoy se usa en conductores eléctricos, alambiques, y conducciones de gas y agua, así como otros usos en construcción. Sus aleaciones principales son:

• Los bronces. Aleaciones de cobre y estaño, tanto más duras cuanto más estaño contienen.

• Los latones. Aleaciones de cobre y cinc usadas para hacer canalizaciones, tornillos, válvulas de gas y agua, bisagras, etc.

Minerales de cobre. Cuprita, calcopirita y malaquita.

Bronce y cobre.

Latones.

El aluminio es un metal de color plateado claro, es muy resistente a la oxidación, ligero, buen conductor del calor y la electricidad y fácil de mecanizar. Se obtiene de la bauxita. Se emplea en aleaciones ligeras, tan resistentes como el acero y mucho menos pesadas. Con ellas se fabrican productos muy variados, desde latas de refrescos como fuselajes de aviones, ventanas, maquinaria, etc.

Bauxita y productos de aluminio.

El estaño es un metal de aspecto blanco brillante, muy resistente al aire, fácil de fundir y de trabajar. Es muy maleable en frío y en caliente se torna quebradizo. Se obtiene de la casiterita. Se emplea, aleado con plomo o con plata, para soldadura blanda. También para recubrir el hierro, obteniendo hojalata, y para recubrir el cobre, pues al no ser tóxico puede usarse en instrumentos de alimentación.

Casiterita, Productos de estaño, hojalata y otras aleaciones.

El cinc es un metal blando de color blanco azulado, resistente a la intemperie. Se obtiene de la blenda. Se emplea en la fabricación de recipientes, canalones y planchas para cubiertas. También para recubrir planchas de hierro por dos procedimientos:

• Cincado. Introduciendo las piezas de hierro en un baño de cinc fundido.

• Galvanizado. Recubriendo las piezas de hierro por electrolisis.

Blenda, Chapa de hierro galvanizado.

METALES PUROS

Son aquellos que están tal y como son en la naturaleza sin sufrir ningún cambio o alteración, es decir, son materiales que no están aliados o combinados con otros materiales y que se encuentran así en la naturaleza. Un ejemplo puede ser el oro y la plata.

Todos los materiales están integrados por átomos los que se organizan de diferentes maneras, dependiendo del material que se trae y el estado en el que se encuentra.

Estructura de los metales puros.

Los metales, cuando están en su estado sólido, sus átomos se alinean de manera regular en forma de mallas tridimensionales. Estas

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