Los Metales

LOS MATERIALES FVG,0304. Rev 0607
La materia: Realidad primaria de la que están hechas las cosas
Elección de los materiales.
FUNCIÓN QUE HAN DE CUMPLIR
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES A UTILIZAR
TÉCNICAS DE FABRICACIÓN
COSTO
ADQUISICIÓN

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES FVG,0304. Rev 0607 F ÍSICAS Apreciación de nuestros sentidos: peso, volumen, color,etc.; mecánicas, eléctricas, magnéticas y térmicas . QUÍMICAS Oxidación (metal mas O 2 ),combustibilidad y corrosión (oxidación poco adherente y con poros) dando lugar a la destrucción del material. TECNOLÓGICAS (de fabricación) Colabilidad, forjabilidad, soldabilidad. Etc.

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES. FÍSICAS FVG,0304. Rev 0607 Eléctricas CONDUCTIVIDAD Térmicas CONDUCTIVIDAD, DILATACIÓN Magnéticas y no magnéticas FERROMAGNÉTICAS, PARAMAGNÉTICAS Y DIAMAGNÉTICAS. Dispersión o concentración de líneas de fuerza.

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES. FÍSICAS FVG,0304. Rev 0607 Mecánicas DUREZA: Rayado, penetrado ELASTICIDAD: Recuperan la forma al aplicar una fuerza. PLASTICIDAD: Maleabilidad (láminas) y Ductilidad (hilos). RESISTENCIA A LA ROTURA: Tracción,compresión, torsión y cizalla. TENACIDAD:Absorben energía antes de romperse. FRAGILIDAD:Rompe sin deformarse.Límite elástico

LOS METALES FVG,0304. Rev 0607 FERROSOS (Productos férricos) HIERRO menos de 0,08 % de C ACERO 0,03 y 1,76 % FUNDICIONES (HIERRO COLADO) 1,76 a 6,76% C ACERO INOXIDABLE NO FERROSOS (Metales y aleaciones no férreas) ALUMINIO, COBRE, CINC, BRONCE, LATÓN, ESTAÑO, PLOMO

LOS METALES FVG,0304. Rev 0607 El hierro es el metal mas importante de nuestro sistema productivo. Se utiliza en construcción de edificios, transportes, herramientas, etc. Color: blanco azulado. Peso específico: 7,8 g/cm 3 Temperatura de fusión: 1.539ºC. Dúctil y maleable. Propiedades mecánicas bajas. Buen conductor de la electricidad. EL HIERRO Su aplicación industrial es escasísima. Con menos de 0,008%de C Se considera hierro puro (la ferrita).

LOS METALES FVG,0304. Rev 0607 El hierro se extrae del mineral de las minas. Se encuentra en la naturaleza, en rocas mezclado con otros elementos. Los aceros y fundiciones se extraen en los altos hornos. La materia prima mas importante es el mineral de hierro. Los minerales mas empleados son: LA MAGNETITA Fe 3 O 4 ÓXIDO FÉRRICO Fe 2 O 3 Obtención del hierro

LOS METALES FVG,0304. Rev 0607 MENA: Parte de un filón que contiene los minerales útiles en proporción física, química o térmica. Es el mineral cuya explotación presenta interés. En general suelen ser minerales metálicos, p.e, Cu de la calcopirita, Fe de la magnetita o del óxido de hierro. GANGA: Materia inútil que acompaña a los metales y que luego se separa de la mena. Es el mineral que no presenta interés en la explotación minera, p.e el cuarzo y la calcita. Estado natural

LOS METALES FVG,0304. Rev 0607 Obtención del hierro. Alto horno Crisol: Lugar donde se mezclan las escorias y el arrabio. Arrabio :fundición de primera fusión, una aleación del 94% de Fe y 6% de C e impurezas Crisol Hierro (mena) Caliza: fundente, separador Carbón: combustible Aire: comburente Asfaltos 1500 ºC

LOS METALES FVG,0304. Rev 0607 Obtención del acero. Alto horno Se consigue eliminando gran parte del carbono, a esta operación se le llama AFINO y se logra por los siguientes procedimientos; los mas importantes son: Afino por aire : Se pasa aire frío a través de la masa líquida del arrabio (6%de C). Afino por oxígeno : Insuflando oxígeno puro en lugar de aire. Afino por solera : Fusión del arrabio con mineral de hierro. Los aceros, tienen una gran resistencia mecánica, son mas duros que el hierro y se sueldan con facilidad. El acero inoxidable es una aleación de Fe, C, Cr y Ni.

LOS METALES FVG,0304. Rev 0607 Utilización de los aceros
Para piezas de máquinas en general.
Tornillos, tuercas, clavos, etc.
Ejes, bielas, cigüeñales.
Cadenas, herrajes, etc.
Engranajes.
Piezas de artillería, aviación etc.
Muelles, ballestas, cuerdas de piano, de guitarra, cuchillos,et.
Cuberterías, instrumentos de cirugía, motores, etc.
Brocas, limas, tijeras,etc.

LOS METALES FVG,0304. Rev 0607 Fundiciones
Aleaciones de Fe y C que contienen mas del 1,76% de este último elemento. Las de uso frecuente tienen una composición entre el 2,5 y el 5% de C.
Ventajes e incovenientes respecto a los aceros.
Son superiores en la elaboración de piezas por moldeo.
La fundición no se puede trabajar por forja o laminación (tiene cementita)
El acero presenta mejores características en general.
Las fundiciones superan la resistencia al desgaste y absorven mejor las vibraciones.
Las piezas de fundición suelen ser mas baratas que las de acero.

LOS METALES FVG,0304. Rev 0607 Fundición
Al conjunto de operaciones necesarias para dar forma a los metales, fundiéndoles y solidificándolos posteriormente en un recipiente (molde) que tenga la forma apropiada. Se obtienen introduciendo en hornos el arrabio, chatarra de hierro y acero, carbón y caliza y comprende las siguientes operaciones. También otros metales no férricos se pueden conformar por este método.
Operaciones de fusión
Operaciones de moldeo y desmoldeo
Operaciones de acabado.

LOS METALES FVG,0304. Rev 0607 Forja y estampación La forja es un procedimiento de conformaci ón de metales que consiste en someter a estos a esfuerzos repetidos (golpes) o continuos de compresión una vez calentados a temperatura conveniente. Es un procedimiento muy antiguo, se conocen piezas de cobre y sus aleaciones que fueron obtenidas por forja varios siglos A.C. Los trabajos de forja pueden realizarse: A mano. Con máquina. (Estampación)

LOS METALES FVG,0304. Rev 0607 El aluminio Obtención: de un mineral llamado bauxita. Color: blanco brillante Peso especifico: 2,7 g/cm 3 Buena conductividad eléctrica y calorífica. Bajo punto de fusión (660ºC). Resistencia a la corrosión. Se forma de una capa de óxido que lo protege. Capacidad para llenar en estado líquido moldes complicados. Facilidad para ser trabajado con herramientas de arranque de virutas. Ligero, dúctil, maleable y algo tenaz. Se puede forjar, laminar y estirar fácilmente. Botes de refrescos, cables aéreos,latas, puertas, ventanas, etc.

LOS METALES FVG,0304. Rev 0607 El cobre Obtención: de minerales (sulfuros, óxidos y carbonatos) Color: pardo - rojizo de agradable aspecto Peso especifico: 8,96 g/cm 3 Mejor conductividad eléctrica y calorífica (despues de la plata) Punto de fusión: 1083ºC. Muy dúctil y maleable. Capacidad para llenar en estado líquido moldes complicados. Embota las limas y desprende con dificultad las virutas. Resistencia a la corrosión. Solo se oxida en su superficie, que adquiere un color verde. Se utiliza mucho en aparatos de intercambio de calor y en instalaciones eléctricas. Permite ser trabajado mediante forja.

LOS METALES FVG,0304. Rev 0607 El cinc Obtención: de minerales (sulfuros,(blenda) óxidos y carbonatos) Color: blanquiazul Peso especifico: 7,14 g/cm 3 Punto de fusión: 420ºC.y hierve a 907ºC Ductil y maleable entre 120 y 150 ºC Se oxida al aire húmedo formando una capa de óxido, protegiéndolo de una oxidación posterior por lo tanto buena resistencia a la corrosión. Su resistencia mecánica es baja. Se utiliza como electrodo negativo de alguna pilas eléctricas, chapas para tejados,canalones, tubos de bajada de aguas, cubos y depósitos de agua y en procesos de galvanizado de hierros y aceros.

LOS METALES FVG,0304. Rev 0607 El bronce Es una aleación de cobre y de estaño; y a veces con otros elementos: fosforo, plomo, silicio, etc. Se descubrió hace mas de 5000 años. Se utilizó para fabricar armas, herramientas y objetos decorativos. El porcentaje de estaño esta entre un 6 y un 20% Posee la resistencia a la corrosión del cobre y del estaño pero resultan mucho mas fuertes que cualquiera de los dos y resuena al golpearlo. Entre muchas de las aplicaciones podemos citar: timbres, campanas, engranajes, cojinetes y fabricación de hilos eléctricos.

LOS METALES FVG,0304. Rev 0607 El estaño Obtención:de un mineral llamado casiterita o piedra de estaño Color:blanco plateado. Ductil y maleable a 100ºC, se puede obtener hojas de papel de estaño de decimas de mm de espesor. En estado puro se emplea para recubrir el acero formando la hojalata Se utiliza en centenares de procesos industriales: aleaciones, metal de soldar (Pb y Sn), metal de imprenta (Sn, Pb y Sb)

LOS METALES FVG,0304. Rev 0607 El latón Aleación de cobre y cinc(25 y el 40%) Color: dorado Fácil de trabajar. Aplicaciones: bisuteria, forjados, ferreteria, artículos estirados y estampados, alfileres, tubos flexibles, radiadores de automóvil, tubos resistentes a la corrosión, instrumentos musicales, etc.

Los Metales

by Fco Villafranca Gracia

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