Metales

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Unidad didáctica sobre los metales para alumnos de 1ºESO

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Metales

  1. 1. BELÉN RAMÍREZ MARCO
  2. 2. INDICE  Los metales y su procedencia  Propiedades  Tipos de metales. Metales Ferrosos -Hierro y la fundición -Acero Metales no Ferrosos
  3. 3. LOS METALES Y SU PROCEDENCIA Los metales son materiales que se obtienen a partir de minerales que forman parte de las rocas. La extracción del mineral se realiza: • En minas a cielo abierto si la capa de mineral se halla a poca profundidad • En minas subterráneas si el yacimiento es profundo En ambos casos se utilizan explosivos, excavadoras, taladradoras y otras máquinas. En el yacimiento se encuentra unidos los minerales útiles o MENA y los minerales no utilizables o GANGA La ganga debe ser separada de la mena y posteriormente se extraerá el metal de la mena, mediante procesos físicos y químicos en las instalaciones metalúrgicas.
  4. 4. PROPIEDADES.  Soportan los esfuerzos de tracción, torsión, compresión y flexión  Se pueden extender en hilos y planchas. (dúctiles y maleables)  Ofrecen resistencia a romperse cuando son golpeados. (Tenaces)  Algunos se deforman permanentemente y otros recuperan su forma original. (plásticos y elásticos)  Son buenos conductores de la electricidad, calor y el sonido.  Algunos metales son atraídos por un imán.  Pueden soldarse con facilidad a otras piezas. (Fusibilidad)  Cuando aumenta la tª se dilatan y cuando disminuye la tª se contraen.  Reaccionan con el oxígeno y el agua. (Oxidándose)  Algunos como el plomo y el mercurio son tóxicos.  La mayoría de los metales son reciclables, se pueden volver a utilizar.
  5. 5. La metalurgia es el conjunto de industrias que se encargan de la extracción y transformación de los minerales metálicos. La siderurgia es la rama de la metalurgia que trabaja con los materiales ferrosos (incluye desde el proceso de extracción del mineral de hierro hasta su presentación comercial) TIPOS DE METALES.  Metales ferrosos son aquellos cuyo componente principal es el hierro. Destacamos el hierro puro, el acero y la fundición.  Metales no ferrosos son aquellos que no contienen hierro. Ejemplos son: el cobre, plomo, aluminio, cinc …..etc.
  6. 6. METALES FERROSOS Los metales ferrosos son los más empleados en la actualidad, ya que las técnicas de extracción del mineral así como la obtención del metal son relativamente económicas. De los distintos minerales (magnetita, hematites, limonita, siderita) se extrae el hierro puro, que lo utilizaremos para hacer unas de las aleaciones más importantes y utilizadas …. el Acero. Una aleación es una mezcla de dos o más elementos químicos, de los cuales el que se encuentra en mayor proporción, es un metal. Las aleaciones del hierro se obtienen añadiendo al hierro carbono. Hierro Puro Concentración de carbono entre 0,008% y el 0,03% Acero Concentración de carbono entre 0,03% y el 1,76% Fundición. Concentración de carbono entre 1,76% y el 6,67%
  7. 7. Hierro: Es grisáceo y tiene propiedades magnéticas. Inconvenientes: se corroe con facilidad, tiene un punto de fusión elevado y de difícil mecanizado. Resulta frágil y quebradizo. Fundición: Elevada dureza y gran resistencia al desgaste. Se utiliza para fabricar diversos elementos de maquinaria, carcasa de motores, engranajes, pistones, etc..
  8. 8. Acero: Aleación de hierro con una pequeña cantidad de carbono, con esto conseguimos elevada dureza y tenacidad, y mayor resistencia a la tracción Proceso de obtención: 1. Extracción del mineral de Fe en las explotaciones mineras. 3. En un alto horno se introduce mineral de hierro, carbón y fundentes. En su interior se funde y se separa el arrabio de la escoria. 2. Trituración del mineral y separación de la mena y la ganga 4. El arrabio obtenido es sometido a diferentes procesos para eliminar impurezas y ajustar la composición del acero, añadiendo los elementos que procedan: cromo, níquel, manganeso, etc. 5. Finalmente se obtienen las diferentes formas comerciales: chapas, vigas, barras, etc.
  9. 9. El acero común es fácil de soldar y poco resistente a la corrosión. Se usa para construcción de estructuras, tornillos, clavos, herramientas corrientes, etc. Además de hierro y carbono, se pueden añadir otros elementos para mejorar propiedades y así tendríamos los aceros aleados. Silicio = conseguir elasticidad y magnetismo Manganeso = aporta dureza y resistencia al calor, necesario para el acero inoxidable. Aceros Aleados: Níquel = mejora la resistencia a la tracción y corrosión y aumenta la tenacidad Wolframio = para incrementar la dureza y mejorar la resistencia corrosión y calor. Ej para brocas. Cromo = proporciona propiedades inoxidables, además de incrementar dureza y tenacidad. Plomo = facilita el proceso de corte llevado a cabo con máquinas
  10. 10. METALES NO FERROSOS Dependiendo de su densidad los vamos a clasificar en : Metales pesados: plomo, estaño, cinc, cobre, bronce, latón. Metales ligeros: aluminio y titanio Metales ultraligeros: magnesio. Metales pesados: Cobre: Se extrae de los minerales: calcopirita, malaquita, cuprita. Propiedades: de color rojo brillante, se oxida con facilidad, muy buen conductor del calor y la electricidad. A partir de él pueden obtenerse diversas aleaciones: bronce (cobre y estaño), latón (cobre y cinc) Aplicaciones: cables eléctricos, hilos de telefonía, tuberías, calderas, radiadores, en decoración, arquitectura, bisutería…. Estaño: Se extrae del mineral: casiterita. Propiedades: de color blanco brillante, no se oxida a tª ambiente, muy blando. Aplicaciones: lo podemos utilizar como recubrimiento de acero (hojalata) y para soldadura
  11. 11. Bronce: Aleación de cobre y estaño Propiedades: buena resistencia al desgaste y a la corrosión Aplicaciones: hélices de barco, filtros, campanas, tuercas, esculturas, engranajes, cojinetes…. Cinc: Se extrae de los minerales: blenda y la calamina Propiedades: de color gris azulada, frágil en frío y de baja dureza. Mediante el proceso de galvanizado, se recubren piezas con una capa de cinc y se protege de la corrosión. Aplicaciones: cubiertas de edificios, cañería y canalones. Latón: Aleación de cobre y cinc Propiedades: alta resistencia a la corrosión Aplicaciones: artesanía, orfebrería, cubertería, tuberías, condensadores y turbinas. Plomo: Se extrae del mineral: galena Propiedades: de color gris plateado, blando y pesado. Es plástico y muy tóxico. Aplicaciones: baterías, acumuladores y protección contra radiaciones nucleares. Se utiliza también como aditivo ya que proporciona dureza y peso
  12. 12. Metales ligeros: Aluminio: Se extrae del mineral: bauxita. Propiedades: de color blanco plateado, muy resistente a la corrosión, es muy blando, de baja densidad, gran ductilidad y maleabilidad. Alta conductividad eléctrica y térmica. Aplicaciones: líneas eléctricas, aviones, bicicletas, carpintería metálica, útiles de cocina y botes de bebida. Titanio: Se extrae de los minerales: rutilo y ilmenita Propiedades: de color blanco plateado, ligero, muy duro y resistente Aplicaciones: industria aeroespacial, estructuras arquitectónicas y prótesis médicas. Metales ultraligeros: Magnesio: Se extrae de diferentes minerales: magnesita Propiedades: de color blanco plateado brillante, muy ligero, blando, maleable y poco dúctil. Reacciona violentamente con el oxígeno. Aplicaciones: pirotecnia, industria aeroespacial y de automoción, y bicicletas.

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