Your SlideShare is downloading. ×
0
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Metalls
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×
Saving this for later? Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime – even offline.
Text the download link to your phone
Standard text messaging rates apply

Metalls

3,374

Published on

Published in: Business, Technology
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
3,374
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
5
Actions
Shares
0
Downloads
57
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  1. 7. METAL·LÚRGIA I SIDERÚRGIA
  2. 7.1 El procés metal·lúrgic <ul><li>Només alguns metalls es poden trobar en estat pur en la natura (or, plata, mercuri, platí i coure) </li></ul><ul><li>Per obtenir metalls cal seguir un procés: </li></ul>Objecte metàl·lic Mina
  3. <ul><li>Metal·lúrgia : </li></ul><ul><li>Siderúrgia : </li></ul><ul><li>Els metalls es troben als minerals combinats químicament amb altres elements. Els compostos més comuns són: </li></ul>magnesita carbonats galena sulfurs hematites òxids Exemple Composició Compost
  4. <ul><li>Per separar el metall dels altres elements amb que es combina cal utilitzar sovint processos químics i temperatures elevades : </li></ul><ul><ul><li>Reducció: </li></ul></ul><ul><ul><li>Exemple de la reducció d’òxid de zinc amb carbó: </li></ul></ul><ul><li>Un mineral està format per: </li></ul><ul><ul><li>Mena: </li></ul></ul><ul><ul><li>Ganga: </li></ul></ul><ul><li>El primer procés que cal aplicar després de l’extracció és l’enriquiment : </li></ul>
  5. <ul><li>Característiques del ferro pur: </li></ul><ul><ul><li>Punt de fusió: </li></ul></ul><ul><ul><li>Color: </li></ul></ul><ul><ul><li>Propietats: </li></ul></ul><ul><ul><li>Aplicacions: a causa de la baixa resistència mecànica i de la gran tendència a la corrosió, no té gaires aplicacions en estat pur. Així doncs l’utilitzem en aliatges. </li></ul></ul><ul><li>Aliatge: </li></ul>7.2 El procés metal·lúrgic
  6. Aliatges ferro + carboni <ul><li>Acers: </li></ul><ul><ul><li>Aliatges de Fe amb un % de C entre 0,1 i 1,76 </li></ul></ul><ul><ul><li>És forjable (deformable colpejant-lo en calent) </li></ul></ul><ul><ul><li>S’hi poden afegir altres elements per obtenir acers aliats </li></ul></ul><ul><ul><li>Acer baix en carboni (< 0,3%) tou, poc resistent, dúctil i tenaç. S’utilitza per carrosseries d’automòbils, bigues... </li></ul></ul><ul><ul><li>Acer alt en carboni (>0,6%) dur i resistent, però poc dúctil i tenaç. S’utilitza per eines de tall, motlles... També són aptes per a tractaments tèrmics que en milloren les propietats. </li></ul></ul><ul><li>Foses: </li></ul><ul><ul><li>Aliatges de Fe amb un % de C entre 1,76 i 6 </li></ul></ul><ul><ul><li>No és forjable, permet l’emmotllament per la seva fluïdesa </li></ul></ul><ul><ul><li>Fosa blanca: s’utilitza per cilindres </li></ul></ul><ul><ul><li>Fosa gris: bancades de màquines, pistons... </li></ul></ul>
  7. Diagrama d’equilibri Fe-C
  8.  
  9. 7.3 Siderúrgia: obtenció de l’acer <ul><li>L’acer s’obté als alts forns </li></ul><ul><li>Un alt forn està format per una estructura d’acer recoberta interiorment per material ceràmic refractari. </li></ul><ul><li>Les matèries primeres que entren a l’alt forn són: </li></ul><ul><ul><li>Mineral de ferro (òxid) </li></ul></ul><ul><ul><li>Carbó de coc </li></ul></ul><ul><ul><li>Pedra calcària (CaCO3) </li></ul></ul><ul><li>L’alt forn produeix ferro colat, amb un contingut de C al voltant del 4%. Cal una segona transformació per obtenir acer (anomenada descarburació, ja que redueix en % de C). Es pot fer en convertidors o en forns. </li></ul>
  10. Alt forn
  11.  
  12. CONVERTIDOR D’OXIGEN
  13. Forn elèctric
  14. 7.4 Tractaments tèrmics <ul><li>L’acer és important a la indústria perquè en podem obtenir una gran varietat de diferents propietats. Bona part d’aquestes varietats s’obtenen mitjançant tractaments tèrmics. </li></ul><ul><li>Els tractaments tèrmics consisteixen a sotmetre a l’acer a canvis controlats de temperatura (escalfaments i refredaments) </li></ul><ul><li>Per aplicar els tractaments, hi ha dos valors de temperatura molt importants: </li></ul><ul><ul><li>AC1: comença a aparèixer el constituent austenita </li></ul></ul><ul><ul><li>AC3: tota la massa d’acer es transforma en austenita </li></ul></ul>
  15. El tremp
  16. Elrevingut
  17. La recuita
  18. El normalitzat
  19. Tractaments d’enduriment superficial <ul><li>La cementació: </li></ul><ul><li>La nitruració: </li></ul>
  20. 8. ELS METALLS NO FÈRRICS <ul><li>8.1 El coure </li></ul><ul><ul><li>És un dels poc metalls que es poden trobar en estat natural a la natura. </li></ul></ul><ul><ul><li>El coure pur és dúctil i tou, de manera que se li pot donar forma colpejant-lo. </li></ul></ul><ul><ul><li>Quan es deforma en fred, augmenta la seva duresa i resistència. Aquest fenomen és conegut com ACRITUD . </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>PROPIETATS : tou, dúctil, mal·leable, es pot treballar en fred i presenta acritud, bon conductor elèctric i tèrmic, resistent a la corrosió. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>APLICACIONS : cables elèctrics (50% de Cu obtingut), calderes, forns, tubs de conducció d’aigua i gas, recipients, base per a l’elaboració d’aliatges. </li></ul></ul></ul>
  21. Aliatges del coure <ul><li>Llautó </li></ul><ul><ul><li>Aliatge de coure i zinc (Cu+Zn) . El zinc millora les propietats mecàniques del coure, baixa el seu punt de fusió i el fa més apte per a l’obtenció d’objectes per emmotllament. D’altra banda, en redueix la conductivitat elèctrica i tèrmica. </li></ul></ul><ul><ul><li>Les propietats finals (duresa, ductilitat) depenen de la proporció de zinc, tot i que els llautons amb Zn>50% no tenen aplicacions industrials, ja que són durs i fràgils. </li></ul></ul><ul><ul><li>APLICACIONS: decoració, molles, beines de cartutxos, manguitos d’instal·lacions </li></ul></ul>
  22. Aliatges del coure <ul><li>Bronze </li></ul><ul><ul><li>Aliatge de coure i estany (Cu+Sn) . Actualment s’anomenen bronzes a qualsevol aliatge del coure amb un metall que no sigui zinc. </li></ul></ul><ul><ul><li>PROPIETATS: millora la possibilitats d’emmotllament, millora les propietats mecàniques (duresa i resistència al desgast per fregament), millora la resistència a la corrosió (especialment a l’aigua de mar i als carburants) i empitjora les conductivitats. </li></ul></ul><ul><ul><li>APLICACIONS: aixetes, coixinets, vàlvules (per a la indústria del petroli), peces de maquinària naval, campanes, decoració. </li></ul></ul>
  23. 8.2 Alumini <ul><li>L’alumini és un metall modern, no va ser obtingut en estat pur fis al 1827. </li></ul><ul><li>Avui en dia és el metall més utilitzat després de l’acer. </li></ul><ul><li>El mineral que conté una major proporció d’alumini és la bauxita . Productors: Austràlia, Jamaica, Brasil i Surinam. </li></ul><ul><li>PROPIETATS: lleuger (el més lleuger dels metalls industrials després del magnesi), molt dúctil i mal·leable, tou en estat pur, bon conductor elèctric i tèrmic, resistent a la corrosió per l’aire però no pel mar. Fon a baixa temperatura, per tant apte per a emmotllament. Presenta acritud. </li></ul><ul><li>APLICACIONS: cables elèctrics, radiadors, estris de cuina, envasos i embolcalls per a alimentació, base per a l’obtenció d’aliatges lleugers. </li></ul>
  24. Aliatges lleugers <ul><li>Els aliatges fets a partir de l’alumini es coneixen com a aliatges lleugers. Els elements d’aliatge habituals són: Cu, Si, Mg i Zn. </li></ul><ul><li>Tipus: </li></ul><ul><ul><li>Aliatges lleugers per a fusió i emmotllament: per obtenir blocs de motors, pistons, marcs de finestres i portes. </li></ul></ul><ul><ul><li>Aliatges lleugers per a forja o laminatge: per a la construcció aeronàutica i naval. Un exemple n’és el duralumini. </li></ul></ul>
  25. 8.3 Altres metalls d’aplicació industrial <ul><li>El magnesi i els aliatges ultralleugers </li></ul><ul><ul><li>Metall de més baixa densitat que l’alumini, baixa temperatura de fusió, resistent a la corrosió en l’aire sec, dóna lloc als aliatges ultralleugers. </li></ul></ul><ul><ul><li>Els aliatges ultralleugers es mecanitzen millor que els de l’alumini. </li></ul></ul><ul><ul><li>APLICACIONS: peces per a aeronàutica, llançadores de telers, utillatges per a la indústria d’explosius </li></ul></ul>
  26. <ul><li>Titani: </li></ul><ul><ul><li>Resistent als esforços i a la corrosió, lleuger, car d’obtenir. Es pot utilitzar en rellotges, indústria naval i aerònàutica. Fisiològicament inert, per tant ers pot utilitzar per implants al cos humà, pircings... </li></ul></ul><ul><li>Plom: </li></ul><ul><ul><li>Molt dens, poca resistència mecànica, tou (es ratlla amb l’ungla), dúctil i mal·leable. S’utilitza per revestiments de dipòsits a la indústria química i com a protecció per a les radiacions. Té un punt de fusió baix i combinat amb l’estany (60% Sn i 40% Pb) forma el material de soldadura. També se’n fan plomades. </li></ul></ul><ul><li>Estany: </li></ul><ul><ul><li>Mal·leable, resistent a la corrosió, tou, poc resistent als esforços. Té un punt de fusió baix (ideal per soldadura). S’utilitza molt com a revestiment antioxidant en làmines d’acer (llauna) </li></ul></ul><ul><li>Zinc: </li></ul><ul><ul><li>Resistent a la corrosió, poc resistent als esforços. S’utilitza en la galvanització de l’acer (zincat) per protegir-lo de l’oxidació. </li></ul></ul><ul><li>Níquel: </li></ul><ul><ul><li>Resistent a la corrosió, mal·leable, resistent a la tracció i al desgast. S’utilitza en instrumental quirúrgic i en revestiment antioxidant de peces metàl·liques (niquelat). </li></ul></ul>
  27. 8.4 Pulverimetal·lúrgia <ul><li>És una tècnica per obtenir materials metàl·lics a partir pólvores foses a altes temperatures. </li></ul><ul><li>S’utilitza per a la fabricació de: eines de tall, coixinets autolubricants, peces amb composicions molt exactes (sense impureses). </li></ul><ul><li>Procés: </li></ul><ul><ul><li>Matèria primera : pólvores de metalls purs o compostos </li></ul></ul><ul><ul><li>Compressió : les pólvores s’introdueixen en un motlle amb la forma de la peça que volem obtenir i apliquen una pressió elevada (100.000 N/mm²) </li></ul></ul><ul><ul><li>Sinterització : per aconseguir una massa compacta s’introdueix la peça en un forn a altes temperatures, inferiors a les pròpies de fusió i per un temps de 15 min a 2h. </li></ul></ul><ul><li>A Solsona tenim una empresa que s’hi dedica: SIMET , METalls SInteritzats, fabriquen principalment coixinets autolubricants de bronze i ferro. </li></ul>
  28. 9. MATERIALS NO METÀL·LICS
  29. 9.1 Els plàstics <ul><li>Utilitzem els plàstics industrialment des de 1950, i actualment ens costa no trobar objectes quotidians fabricats amb algun tipus de plàstic. </li></ul><ul><li>Hi ha molts tipus de plàstics i les propietats poden ser molt diferents entre ells. </li></ul><ul><li>Per veure què és un plàstic estudiarem la composició d’un dels més utilitzats: el polietilè. Partim de l’etilè, producte obtingut a les refineries a partir del petroli. </li></ul><ul><li>Molècula d’etilè Monòmer d’etilè Polímer d’etilè </li></ul>Els plàstics són polímers orgànics (molècules gegants de C, H, O i en menor mesura altres com Cl, N o Si). N’hi ha de naturals (cel·luosa, cautxú), artificials (cel·luloide) i sintètics (polietilè, PVC...)
  30. <ul><li>Propietats comunes a tots els plàstics: </li></ul><ul><ul><li>Facilitat per elaborar peces acabades a partir de les matèries primeres . Elaborar un objecte d’acer costa entre 3 i 70 cops més que l’obtenció del mateix acer. En canvi elaborar un objecte de plàstic costa 6 cops menys que obtenir el mateix plàstic. Donar forma als plàstic és un procés senzill i ràpid. </li></ul></ul><ul><ul><li>Lleugeresa . La densitat dels plàstics està entre 0,92 gr/cm³ pel polietilè i 1,6 gr/cm³ pel PVC. Un metall lleuger com l’alumini té una densitat de 2,7 gr/cm³. </li></ul></ul><ul><ul><li>Resistència als agents atmosfèrics . No cal protegir-los amb pintures ni revestiments, són força resistents a la corrosió. Això, però, també representa un problema, ja que no són biodegradables i per tant la natura no els pot assimilar. </li></ul></ul><ul><li>Elaboració d’objectes de plàstic </li></ul>
  31. <ul><li>Processos de conformació dels polímers: </li></ul><ul><ul><li>Extrusió : per fabricar objectes llargs, com ara tubs i perfils. </li></ul></ul><ul><ul><li>Emmotllament per extrusió i bufat : per fabricar objectes buits com ara ampolles i joguines. </li></ul></ul>
  32. <ul><ul><li>Emmotllament per injecció : per fabricar objectes de formes complicades i que requereixen un bon acabar, com ara carcasses d’electrodomèstics, peces d’automòbils... </li></ul></ul><ul><ul><li>Emmotllament per escumeig : s’afegeix un additiu escumejant, es col·loca el material dins un motlle i s’escalfa. El plàstic es va escumejant i augmenta el seu volum ocupant tot el motlle. Amb aquesta tècnica es fabriquen embalatges, aïllants, farcits de tapisseries. </li></ul></ul>
  33. <ul><ul><li>Emmotllament per buit : per embalatges i objectes amb formes complexes </li></ul></ul>
  34. <ul><li>Exercici : quin procés s’ha utilitzat en la fabricació dels següents objectes? </li></ul>
  35. <ul><li>Estructures moleculars dels polímers </li></ul><ul><ul><li>Les propietats dels polímers depenen del seu grau de polimerització i de l’estructura de les seves molècules. </li></ul></ul><ul><ul><li>Així podem distingir 3 grups de polímers: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>TERMOPLÀSTICS : plàstics que s’estoven quan s’escalfen, podent donar-los la forma que desitgem. Aquest procés és reversible i es pot repetir moltes vegades. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>TERMOSTABLES : s’endureixen quan s’escalfen per primer cop i ja no poden tornar a ser estovats, així que només els podem donar forma un sol cop. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>ELASTÒMERS : plàstics amb un comportament elàstic que poden ser deformats fàcilment sense trencar-se. </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Els additius: substàncies que afegim als polímers per modificar les seves propietats. </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Colorants </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Ignífugs, són retardadors de flama, útils en joguines, fibres tèxtils... </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Lubricants </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Plastificants (glicerina, parafina), disminueixen la duresa i augmenten la plasticitat </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Càrregues (vidre, calcària...), milloren les propietats mecàniques </li></ul></ul></ul>
  36. <ul><li>Polímers més comuns </li></ul><ul><li>Polietilè : termoplàstic, barat, flexible, tenaç, aïllant elèctric i resistent a la corrosió. </li></ul><ul><ul><li>LDPE (polietilè de baixa densitat): bosses de compra, d’escombraries, revestiment de cables elèctrics, plàstics per recobrir aliments... </li></ul></ul><ul><ul><li>HDPE (polietilè d’alta densitat): ampolles flexibles, tubs, joguines... </li></ul></ul>
  37. <ul><li>Poliestirè : termoplàstic, transparent, barat, resistent a la humitat. Pot ser escumat per obtenir EPS o porexpan, que té aplicacions com a aïllant tèrmic i acústic, així com a protector de cops. </li></ul><ul><li>Clorur de polivinil (PVC): aïllant elèctric, resistent als àcids. Revestiment de terres, canonades, ampolles d’oli i aigua (ara ja s’utilitza més el polietilè PET), estructures de finestres... </li></ul><ul><li>Polimetacrilat de metil (el que anomenem comunament metacrilat): PMMA, termoplàstic, transparent, mecanitzable, resistent ma la intempèrie. Substitut del vidre, peces d’òptica, ulleres protectores... </li></ul>
  38. <ul><li>Polipropilè : PP, termoplàstic, lleuger, tenaç, resistent a la fatiga per flexió, a la corrosió, a la humitat, a la calor, a més és barat. És un dels plàstics amb més aplicacions domèstiques (contenidors, mobles de jardí, embalatges, carcasses d’electrodomèstics...) </li></ul><ul><li>Niló : resistència mecànica, tenacitat. S’utilitza per engranatges, coixinets, fibres tèxtils... </li></ul><ul><li>Policarbonat : PC, termoplàstic, tenaç, resistent als productes químics i a la calor. S’utilitza per indicadors lluminosos, cascos de seguretat... </li></ul>
  39. <ul><li>Melamina : MF, termostable, rígida, tenaç, resistent, barata. S’utilitza per recobriment d’aglomerats. </li></ul><ul><li>Baquelita : PF, termostable, dura i resistent. S’utilitza en interruptors elèctrics i plaques de circuits electrònics. </li></ul><ul><li>Per saber una mica més podem anar al web: </li></ul><ul><li>http :// www.librosvivos.net / smtc / homeTC.asp ? TemaClave =1079 </li></ul>

×