Descripcion Personal

1. TECNOLOGIA DE MATERIALES.
TEMAS No.1 y No. 2 (SEMANAS No. 1 Y No. 2)
CONTENIDO: INTRODUCCION Y CARACTERISTICAS ATOMICAS DE LOS
MATERIALES.
I) ¿PORQUE ESTUDIAR TECNOLOGIA DE MATERIALES? PUNTAS DE PIEDRA.
La Tecnología de los Materiales es un tema de vital importancia
para el desarrollo del hombre. Actualmente, en todo el mundo grandes y
bien equipados laboratorios con personal altamente capacitado en esta
ciencia trabajan arduamente y sin descanso para mejorar los materiales
actuales y obtener otros enteramente nuevos. Podemos afirmar que esta
ciencia de los materiales promete y de hecho ya lo es, una de las más
importantes ramas del conocimiento mediante la cual se logrará acelerar
el desarrollo de la humanidad.
Los nuevos materiales tendrán aplicaciones que van desde los usos
más simples en el hogar hasta su aplicación en complejas naves espaciales
y en la alta tecnología moderna.
Esto representa un estímulo para que los estudiantes de todas las RECIPIENTES DE CERAMICA
ramas de la Ingeniería se interesen en conocer al menos los principios
básicos de la ciencia de los materiales.
La ciencia de los materiales es un campo multidisciplinario en la
que se ocupan técnicos, ingenieros y profesionales de muchas ramas de
la ciencia (químicos, físicos, geólogos, etc.) dedicados a la investigación y
se ocupan de la creación de materiales nuevos y el mejoramiento de los
actuales mediante el estudio de sus características atómicas fundamentales
y su micro estructura para lograr un óptimo desempeño en aplicaciones
particulares.
II) UN POCO DE HISTORIA. COBRE NATIVO.
Desde el principio de la humanidad, el hombre le ha dedicado gran
parte de su tiempo al estudio y conocimiento de los materiales debido a
que estos son vitales para cubrir sus más elementales necesidades.
Uno de los materiales que el hombre empezó a utilizar fue la piedra
para crear puntas de flecha para protegerse y cazar animales y hacer
herramientas rudimentarias para cortar su carne, así empezó lo que se le
ha llamado la Edad de Piedra. También utilizó otros materiales como las
pieles de los animales que cazaba que le servían para cubrirse del frío.
Pasaron siglos y el hombre se dio cuenta que algunos materiales
podían ser moldeados con agua y endurecidos al fuego; estos
materiales: el barro, la arcilla y la cerámica son abundantes en toda la
superficie del planeta por lo cual todas las culturas a lo largo de la historia CASCOS ANTIGUOS DE HIERRO.
los han utilizado para formar recipientes para guardar alimentos y formar
estatuillas y enseres domésticos.
Posteriormente, el hombre empezó a utilizar el Cobre (Cu), un
metal que puede ser encontrado en forma “nativa” es decir que algunas
veces se le encuentra puro y no combinado químicamente con otros
elementos, lo que facilita muchísimo su utilización como se ve en la
imagen adjunta. Luego, quizá por accidente, al fundir el Cobre este se
mezcló con algo de Estaño (Sn) resultando un metal más resistente:
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2. el Bronce iniciando así lo que se ha llamado la edad del Bronce.
Con el tiempo se encontró quizá por casualidad otro material, el Hierro (Fe) que es el segundo metal más
abundante en la superficie terrestre y resultaba más resistente que el Bronce por lo que resultaba ideal para la
construcción de cascos, lanzas y espadas para la guerra lo cual les daba superioridad a los pueblos que encontraron
la forma de obtenerlo sobre los que no lo conocían, así nació lo que se denomina la edad del Hierro.
Así ha sido a lo largo de la historia que el hombre desde entonces y en mayor medida en la actualidad se
esfuerza por obtener mejores materiales que satisfagan las necesidades actuales.
En el tema final de este curso veremos algunos de los nuevos y asombrosos materiales que se están
desarrollando actualmente, muchos de los cuales serán a futuro la base de sorprendentes inventos.
III) CLASIFICACION DE LOS MATERIALES.
Empezaremos por clasificar a los materiales que se utilizan en la industria de una forma sencilla y simple:
Algunos ejemplos de materiales:
* FERROSOS: (acero y fundiciones de hierro)
METALICOS
* NO FERROSOS: (plomo, cobre, aluminio)
MATERIALES
* ORGANICOS: (papel, madera, plásticos)
NO- METALICOS
* INORGANICOS: (cemento,vidrio,cerámica)
IV) TIPOS DE ENLACES ATOMICOS Y ELECTRONEGATIVIDAD. (TEORIA ATOMICA)
Para el estudio de los materiales se requiere empezar por conocer la teoría atómica de la materia, la cual
nos dice que toda la materia está formada por átomos, los cuales se unen
para formar moléculas.
Este conocimiento previo es necesario para entender porqué unos
materiales se comportan de cierta manera y otros de forma
completamente diferente. Las características físicas como la ductilidad, la
fragilidad, el comportamiento eléctrico y térmico de los materiales será
mucho más fácil de entender si conocemos su estructura atómica.
La electronegatividad describe la tendencia de un átomo a ganar
un electrón, cargándose negativamente, es decir ionizándose.
Tipos de enlace
Los clasificaremos en dos categorías, enlaces primarios y enlaces
secundarios.
El enlace primario es un enlace relativamente fuerte, producto de transferir o
compartir electrones en los orbitales externos. En esta categoría encontramos
tres tipos de enlaces:
1. Metálicos. 2. Covalentes. 3. Iónicos.
Los enlaces secundarios son enlaces cuya fuerza de atracción es
electrostática y relativamente débil, en esta categoría tenemos a:
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3. 4. Enlaces Van der Waals .
1. Enlace metálico
Forman una “nube” de electrones que no están asociados a un átomo en particular sino a cualquier átomo próximo,
característica que se extiende por todo el material. Esta característica les da su alta conductividad eléctrica, ya que
los electrones se mueven libremente a pesar de estar compartidos, produciendo una fuerte unión metálica.
Debido a la libertad que sus electrones tienen dentro del sistema, proporcionan características como la
maleabilidad y la ductilidad, la conductividad eléctrica y térmica, así como brillo en su superficie.
2. Enlace covalente
Los materiales ligados de esta forma comparten
electrones entre dos o más de sus átomos. El
nombre de covalente viene de que los átomos
enlazados comparten sus electrones de valencia.
Como las uniones covalentes son muy fuertes, los
materiales con este tipo de enlace suelen ser duros,
frágiles y con escasa conductividad eléctrica, las
cuales son características de los materiales
cerámicos. Por ejemplo, cuando se dobla una barra de
silicio, el enlace debe romperse para provocar un
reacomodo, igual que para dejar fluir una corriente eléctrica, el enlace debe romperse para liberar un electrón,
necesitándose altas temperaturas o voltajes muy altos para lograrlo.
3. Enlace iónico
Cuando en un material se encuentra presente más de un tipo de átomo, uno de ellos puede donar sus
electrones de
valencia a un
átomo diferente,
ocupando el nivel
energético
externo del
segundo átomo.
Por lo tanto, el
átomo que cede electrones queda con una carga eléctrica positiva (catión) y el que recibe con una carga eléctrica
negativa (anión), y esa atracción genera enlaces iónicos que suelen ser muy fuertes. Un ejemplo es la sal común
(Naci).
Entre las características del compuesto resultante
está la de formar una red sólida y estable, por lo que lo
denominaremos cristal. Por lo general son frágiles, ya
que al aplicar una fuerza se rompe el equilibro entre
iones provocando la ruptura de éste.
4. Enlaces por fuerzas de Van der Waals.
Este tipo de enlace se produce sin necesidad de
transferir o compartir electrones, sino por medio de
cargas electrostáticas entre átomos.
3

4. Ejemplos: Los Polímeros.
V) FORMACION DEL GRANO DE UN METAL.
1. Cuando se solidifica un metal (Es decir pasa de estado o
fase líquida a estado o fase sólida) al irse enfriando se van
formando al azar núcleos de solidificación (aglomeraciones de
átomos que al irse enfriando el metal van perdiendo energía y
velocidad por lo que al chocar se empiezan a unir) es decir cristales
sólidos que van creciendo en forma ordenada en relación al eje de
su núcleo, pero su orientación es diferente a la de otros núcleos o
granos que se van formando al azar. Este tipo de crecimiento se
llaman “dendritas” o brazos que al ir creciendo llega un momento
en que ocupan todo el espacio y al llegar al contacto cesa su
crecimiento y así se forman los granos del metal de contorno
irregular y el metal ya está sólido, aunque puede estar aún a muy
alta temperatura.
2. Para observar estos granos se requiere un microscopio
metalográfico ó metalúrgico. La muestra se pule con lija muy fina
y se ataca con un ácido para poder ver los detalles del grano.
3. Solamente unos cuanto metales se usan comercialmente
en estado puro como el COBRE (Cu) para cables eléctricos, el
ZINC (Zn) para galvanizados.
4. ALEACION es la combinación de otros elementos al
metal puro para cambiar sus propiedades. Algunos ejemplos de
aleación son:
LATON: Es una aleación de Cobre y Zinc.
BRONCE: Es una aleación de Cobre y Estaño (Sn).
ACERO: Es una aleación de Hierro (Fe) y Carbono(C), (y
otros elementos más).
Fotografías tomadas con Microscopio
Metalográfico de la misma
muestra pero con diferentes ampliaciones.
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5. VI) ESTRUCTURA DE LOS METALES. (CELOSIAS METALICAS)
1. Los materiales, ya sean metálicos, no-metálicos, orgánicos o in-orgánicos, rara vez se le encuentra en el
estado en el que se les utiliza. Entre la conversión del mineral de Hierro en una mina y el Acero de una carrocería
de automóvil se encuentran involucrados grandes dificultades y costos.
2. El metal más abundante en la corteza terrestre es el Aluminio (Al) en forma de minerales, pero es costoso
porque su proceso de obtención es muy
complejo y requiere altos costos. Los
geólogos suponen que el núcleo central de la
Tierra está formado básicamente por Hierro y
Níquel a unos 4, 000º C y a muy altas
presiones.
3. Los metales pueden estar en estado
sólido, líquido (el Mercurio (Hg) es el único
metal líquido a temperatura ambiente) o
vapor, pero generalmente se les usa en estado
sólido.
Algunos materiales cómo el vidrio se les
llama “amorfos” porque vienen a ser líquidos
que se han solidificado. Sin embargo, en ellos
no hay un arreglo atómico definido, sino que se acomodan al azar.
4. Todos los metales son de naturaleza cristalina y al solidificar se alinean a sí mismos en un modelo
geométrico. Este modelo de átomo forma la “celosía” en el espacio del material. Se han encontrado unos 14 tipos
diferentes de celosías, pero las principales son las siguientes:
CELOSIA CUBICA CENTRADA
EN EL CUERPO.
Tienen un átomo en cada vértice.
Se distingue por tener además un
átomo en el centro del cubo.
CELOSIA CENTRADA
EN LAS CARAS.
Tienen un átomo en cada vértice.
Se distingue por tener además un
átomo en el centro de cada cara del
cubo.
CELOSIA HEXAGONAL
COMPACTA.
Tienen un átomo en cada vértice
además un átomo en el centro del
hexágono y tres en las caras
laterales
5. El Hierro a temperatura ambiente posee una estructura de celosía cúbica de cuerpo centrado, cuando se
calienta a 900º C cambia a una celosía de cara centrada y sufre cambios en sus propiedades eléctricas y físicas.
A. Celosía cúbica B. Celosía cúbica C. Celosía Hexagonal
Centrada en el cuerpo Centradas en las caras compacta
Hierro (temp. amb), Hierro (900º C), Manganeso (Mn),
Cromo (Cr), Plata (Ag), y Oro (Au), Cadmio (Cd),
Molibdeno (Mo), Aluminio (Al), Titanio (Ti),
Otros más. Cobre (Cu) y otros. Berilio (Be) y otros.
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6. VII) SOLIDIFICACION DE LOS METALES.
El proceso de solidificación de los metales es diferente dependiendo si son metales puros o si son aleaciones.
Si hacemos un experimento donde enfriamos a un metal desde el estado líquido (muy alta temperatura) hasta
el estado sólido a temperatura ambiente veremos qué sucede.
Caso 1. METAL PURO. Ej. Aluminio o Cobre (Gráfica # 1).
METALES PUROS ALEACIONES
Temp. (Cobre, Aluminio, etc.) Temp. (Aceros, Bronce, Latón, etc.)
Liquido Líquido
L + S L + S
Sólido Sólido
IS TS IS TS
tiempo tiempo
Gráfica # 1 Gráfica # 2
La mejor forma de entenderlo es mediante una gráfica de Temperatura Vs. Tiempo.
La prueba se inicia colocando un metal sólido dentro del horno donde lo llevamos hasta el punto de fusión
(se convierte en líquido), al sacarlo del horno, el metal se vá a enfriar al pasar el tiempo y vá a llegar a un punto IS
(Inicia la Solidificación) donde se empiezan a formar los núcleos (aglomeración de átomos) que anteriormente
mencionamos, pero la temperatura no disminuye o sea que se tienen cristales de metal sólido y metal líquido a la
misma temperatura (zona L + S). Hasta que todo el metal se solidifica, punto TS (Termina la Solidificación)
empieza a disminuír la temperatura hasta llegar al ambiente, o sea que no hay diferencia de temperatura entre IS y
TS.
Caso 2. ALEACION. Ej. Bronce, Latón, etc. (Gráfica # 2).
Observamos la gráfica y podemos ver que entre el punto IS y TS si hay cambio de temperatura. Este cambio
depende del porcentaje de aleación, el tipo de metales aleados y otros factores.
VIII) DEFECTOS CRISTALINOS.
Los cristales elementales durante el proceso de solidificación pueden tener algunos tipos de defectos. Dichos
defectos se pueden clasificar como sigue:
1) DEFECTOS PUNTUALES: Se dan a nivel de los átomos individuales. Los principales son:
a) VACANCIAS: Son puntos de red vacíos en la estructura del material.
b) ATOMOS SUSTITUCIONALES: Los materiales reales poseen impurezas en forma de átomos diferentes
a los del material original.
c) ATOMOS INTERSTICIALES: Son átomos que ocupan lugares que no están definidos en la red
cristalina.
a) b) c)
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7. 2) DEFECTOS LINEALES: Se dan a nivel de varios átomos pertenecientes a un plano. Los más importantes
son:
DISLOCACIONES: Se generan durante la solidificación o la deformación de los materiales cristalinos y
consisten en planos
“extra” de átomos
insertados en la
estructura cristalina.
Las dislocaciones se
desplazan cuando se
aplican fuerzas sobre
ellas. En la siguiente
imagen se ven
diferentes tipos de
dislocaciones.
Las dislocaciones juegan un papel muy importante en la deformación plástica de los metales los cuales se
deforman precisamente porque la dislocación es capaz de moverse en el interior del material. Entre más difícil sea
mover las dislocaciones más difícil será deformarlo plásticamente porque se requerirá más fuerza.
La cantidad de deformación plástica que puede sufrir un material se mide con la propiedad llamada Ductilidad.
Un metal que sólo se puede deformar muy poco es poco dúctil y entre más se pueda deformar sin llegar a
romperse, será más dúctil.
Los materiales cerámicos están formados principalmente por enlaces iónicos. En este tipo de enlace es
sumamente difícil que pueda haber desplazamiento por dislocaciones, por eso estos materiales no poseen ductilidad
por lo que no pueden tener deformaciones plásticas significativas al aplicarles una fuerza, por lo que en general son
sumamente Frágiles ( lo opuesto a la ductilidad).
En los metales no hay impedimento para que las dislocaciones se desplacen por eso son en general dúctiles. Si
alteramos la estructura del metal se puede volver muy frágil como en los aceros templados.
En un metal con pocas dislocaciones a medida que estas se desplazan se generan más dislocaciones hasta que
se obstaculizan unas con otras y esto genera una resistencia mecánica adicional al metal. A este fenómeno se le
llama endurecimiento por deformación plástica es característico de los metales, cuando estos se deforman
plásticamente la resistencia del metal a seguirse deformando aumenta, como por ejemplo en los metales
martilleados o forjados.
ALEACIONES. Son materiales formados por varios átomos diferentes a modo de causar distorsiones locales
que dificultan el desplazamiento de las dislocaciones. Por ejemplo en el acero (Hierro + Carbono) el átomo de
Carbono que es un poco más grande que el de
Hierro se ubica en espacios intersticiales entre los
átomos de Hierro.
3) DEFECTOS SUPERFICIALES: Son
imperfecciones de la estructura cristalina en la
superficie del material y en las fronteras del
grano.
a) Los defectos en la Superficie pueden romper la
simetría con que los átomos se enlazan y puede
ocasionar que se oxiden con facilidad.
b) GRANOS. Las fronteras de grano se
consideran un defecto de la estructura cristalina
porque como están orientados en diferentes
direcciones causan la pérdida de simetría en el
ordenamiento cristalino.
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8. IX) MATERIALES AMORFOS Y SEMICRISTALINOS.
Los materiales en estado sólido se clasifican en cristalinos, amorfos y semicristalinos.
1) MATERIALES CRISTALINOS: Los átomos adoptan arreglos ordenados y repetitivos como los metales y
sus aleaciones como en la figura (a).
2) AMORFOS: No existe ordenamiento
periódico como en el vidrio y algunos
materiales plásticos como el poliestireno como en
la figura (b).
3) MATERIALES SEMI-CRISTALINOS:
Existe un ordenamiento parcial de sus
moléculas. Los polímeros de estructura semi-
cristalina tienen mayor densidad y resistencia
mecánica que los polímeros amorfos.
4) VIDRIOS: Se obtiene de una mezcla de
arena sílica y óxidos metálicos pulverizados o
granulados, a una temperatura de más de 1000 o
C
se forma un líquido viscoso que se hace transparente y homogéneo. Entre los vidrios más conocidos tenemos:
1. Vidrios sódicos (Silicato de Sodio y de Calcio). Es el vidrio ordinario que se emplea para elaborar botellas,
vasos, etc.
2. Vidrios Plúmbicos (Silicato de Potasio y de Plomo) Es el cristal de Plomo y otros similares.
3. Vidrio Boro-Silicato Después de Silicio, su principal componentes es el Boro, También le llaman Vidrio
Pirex con alta resistencia al choque térmico. Usos de laboratorio y refractarios.
Algunos materiales tienen la propiedad de modificar su estructura cristalina con cambios de temperatura y
presión. Ejemplo notable es el Carbono. Sus formas alotrópicas incluyen, sorprendentemente, una de las
sustancias más blandas (el grafito) y la más dura (el diamante) y, desde el punto de vista económico, uno de los
materiales más baratos (carbón) y uno de los más caros (diamante). El Hierro es otro material que a temperatura
normal su estructura es cúbica de cuerpo centrado y a 900 o
C es cúbica centrada en las caras como ya se vio
anteriormente. A estos materiales se les llama ALOTROPICOS.
PREGUNTAS DE REPASO (Temas 1 y 2):
1. ¿Cómo se pueden clasifican los materiales?
2. ¿Qué es la electronegatividad de los átomos?
3. Describa los cuatro principales tipos de enlaces atómicos.
4. Describa las etapas que ocurren durante la solidificación de los metales.
5. Explique qué es una aleación metálica?
6. Describa y dibuje las tres celosías metálicas más usuales en los metales.
7. ¿Cuál es la diferencia en el proceso de solidificación de los metales puros y de las aleaciones?
8. ¿Cuáles son los tres tipos de defectos que se pueden presentar en la estructura cristalina de los metales?
9. ¿Cómo se les llama a los materiales que pueden presentar diferente tipo de celosia a diferentes
temperaturas?
Sitios Interesantes sobre este tema en Internet:
I) Tecnologia de los materiales. Conferencia 1 hora.
http://www.youtube.com/watch?v=00aPT6gsHX8
II) Tipos de enlaces atómicos.
http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/enlaces/covalente.htm
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9. TECNOLOGIA DE MATERIALES.
TEMA No. 3 (SEMANA No. 3)
CONTENIDO: METALES FERROSOS (ACEROS Y FUNDICIONES DE HIERRO).
Los metales ferrosos son aquellos que contienen fundamentalmente Hierro (Fe) y algunos otros materiales de
aleación como Carbono (C), Silicio (Si) o metales aleados para mejorar sus características físicas, mecánicas o
incluso magnéticas.
El ACERO es un metal ferroso que comercialmente y en volumen es el que más se fabrica y utiliza a nivel
mundial. Alrededor del 85 % de la producción mundial de metales corresponde a los aceros.
Los aceros se obtienen a partir de diversos minerales de hierro, siendo los más usuales:
a) Hematita (Fe2O3): Oxido de hierro color rojo anaranjado, contiene aprox.: 70 % de hierro.
b) Magnetita (Fe3O4): Color negro, altamente magnético contiene aprox.: 72 % de hierro.
c) Siderita (FeCO3): Color pardo-rojizo, contiene aprox.: 48 % de hierro.
d) Limonita (Fe2O3): Minerales de hierro hidratados y arcillas, color amarillo o café, contiene aprox.: 75 % de
hierro.
HEMATITA MAGNETITA SIDERITA LIMONITA
La extracción de los minerales se realiza en las “Minas”, estas pueden ser:
1. Minas “a cielo abierto” es decir que están en la superficie.
2. Minas “subterráneas” donde hay que excavar galerías dentro de la tierra para llegar a la “veta” del
mineral.
Pero el material extraído trae muchas impurezas por lo que es necesario separarlo. La “mena” es el mineral
que se va a utilizar en los hornos para obtener el metal, en tanto que la “ganga” son los materiales no utilizables
como arenas, arcillas, material vegetal, etc.
El ACERO es una aleación cristalizada de Hierro (Fe) y Carbono (C) con un contenido aprox. de
0.1 % hasta 2 % máximo de Carbono. Los “Aceros al Carbón” (más del 90 % de todos los aceros son de éste
tipo) contienen además Silicio (Si), Fósforo (P), Manganeso(Mn) y Azufre (S), éste último es un contaminante que
se trata de reducir al mínimo.
Otro tipo de aceros son los “Aceros Aleados”, es decir que además de lo anterior contienen elementos de
aleación que mejoran sus propiedades, tales como: Níquel (Ni) y Cromo (Cr) que los hacen resistentes a la
oxidación, Tungsteno (W) también llamado Wolframio que lo hace tener mayor dureza, Manganeso (Mn) que lo
hace resistente al impacto y abrasión, además de muchos otros más como: Molibdeno (Mo), Titanio (Ti), Vanadio
(Va), Cobalto (Co), etc.
Clasificación de los aceros según su % de Carbono:
a) Aceros de Bajo Carbono (0.1% al 0.3% aprox.). Usos: Láminas, Estructurales, Tubería, etc.
b) Aceros de Medio Carbono (0.3% al 0.7% aprox.).Usos: Partes de máquinas como engranes o ejes.
c) Aceros de Alto Carbono (0.7% al 2.0% aprox). Usos: Herramientas de corte o brocas, machuelos.
Los aceros aleados se clasifican como:
a) De baja aleación: cuando los elementos de aleación suman menos del 8 %.
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10. b) De alta aleación: cuando los elementos de aleación suman más del 8 %.
Tipos y características de los aceros:
a) Aceros pueden tener alta ductilidad (facilidad de doblarse) sin disminuir su resistencia a la tensión.
b) Facilidad de ser endurecido (templado) por enfriamiento brusco en aceite (aceros de medio y alto Carbono).
c) Aceros inoxidables que contienen Níquel y Cromo.
d) Aceros de alta resistencia al desgaste y abrasión que contienen Manganeso, Tungsteno, etc.
A los aceros de bajo contenido de Carbón se les llama “aceros dulces”
Otro grupo muy importante de metales ferrosos son las “Fundiciones de Hierro” y se diferencían en que
tienen mayor o menor contenido de carbono que los aceros, o sea menos del 0.1% o más del 2.0% de Carbono.
Las características físicas de las fundiciones de hierro es que son frágiles (soportan altos esfuerzos pero
poca deformación antes de fracturarse, o sea que tienden a ser quebradizas), por lo que no se pueden forjar a
diferencia de los aceros normales.
Algunos tipos de estructuras cristalinas de los metales ferrosos:
a) Ferrita: Es el hierro puro y no es usado comercialmente por ser muy frágil.
b) Perlita: Laminillas de Ferrita y Carburo de Hierro, tiene apariencia esferoidal.
c) Cementita: Es el tipo de estructura de mayor dureza que tiene el Hierro.
d) Austenita: Estructura que adopta el acero a altas temperaturas (unos 1000 o
C).
e) Martensita: Es la estructura más dura que adoptan los aceros. Se obtiene al “templar” el acero.
FERRITA PERLITA CEMENTITA AUSTENITA MARTENSITA
Nomenclatura de los aceros.
Según normas SAE (Society of American Engineers) o normas AISI (American of Iron and Steel Institute)
los aceros se clasifican con 4 caracteres (XXXX) los dos primeros se refieren al tipo de acero, en tanto que los dos
últimos se refieren al contenido de porcentaje de Carbono en el acero, Ej: Acero SAE 1020 es un acero al carbono
(acero comercial) con un contenido de Carbono del 0.20 %.
Aceros al Carbono.
10XX
Aceros aleados. (Esta lista no es completa).
13XX 1.75 Mn
40XX 0.20 o 0.25 Mo, o 0.25 Mo + 0.042 S
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11. 41XX 0.50, 0.80 o 0.95 Cr + 0.12, 0.20 o 0.30 Mo
43XX 1.83 Ni, 0.50-0.80 Cr, 0.25 Mo
46XX 0.85 o 1.83 Ni + 0.20 o 0.25 Mo
47XX 1.05 Ni, 0.45 Cr, 0.20 o 0.35 Mo
48XX 3.50 Ni + 0.25 Mo
51XX 0.80, 0.88, 0.93, 0.95 o 1.00 Cr
61XX 0.60 o 0.95 Cr + 0.13 o 0.15 V min
86XX 0.55 Ni, 0.50 Cr, 0.20 Mo
87XX 0.55 Ni, 0.50 Cr, 0.25 Mo
88XX 0.55 Ni, 0.50 Cr, 0.35 Mo
92XX 2.00 Si o 1.40 Si + 0.70 Cr
PROCESOS DE PRODUCCION DEL ACERO.
El acero es una aleación
de Hierro y Carbono.
Existen diferentes
métodos para fabricar aceros,
pero dos de los más
importantes son:
a) Mediante Altos-Hornos.
b) Mediante Hornos
Eléctricos.
I) ALTOS-HORNOS:
Para fabricar acero
mediante el Alto-Horno se
produce en un proceso de dos
fases.
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12. La 1ª. Etapa es obtener el “arrabio”. El arrabio es un hierro de baja calidad, el cual en una 2ª. Etapa se
refina en otros hornos (B.O.F., Horno de hogar abierto, etc.) para así obtener finalmente el acero, el cual en una 3ª.
Etapa se transforma en planchones, palanquillas y otras piezas grandes de acero. (ver diagramas adjuntos).
El ARRABIO es la materia prima para obtener el acero. Sus componentes principales son: Mineral de
Hierro, Coque (carbón mineral), Caliza (Carbonato de Calcio) y aire caliente (a unos 900o
C).
El Alto-Horno es una estructura de aproximadamente unos 8 m. de diámetro por unos 66 m. de alto y
produce unas 1600 Toneladas de arrabio en 24 horas. El arrabio se vacía en unos recipientes de grafito llamados
“lingoteras” en bloques de unas 25 Toneladas.
Primero el mineral de Hierro es reducido o fundido con Coque y Piedra Caliza utilizando aire muy caliente en
grandes cantidades, produciendo hierro fundido (arrabio) que es moldeado (en lingoteras) o conducido a la
siguiente fase como hierro fundido (en un carro torpedo).
La 2da. Etapa, la de acería, donde el arrabio se transforma en acero, tiene por objetivo reducir el alto
contenido de carbono introducido al fundir el mineral y eliminar las impurezas tales como azufre y fósforo, al
mismo tiempo que algunos elementos como manganeso, níquel, cromo o vanadio son añadidos en forma de ferro-
aleaciones para producir el tipo de acero demandado.
II) TIPOS DE HORNOS PARA LA REFINACION DEL ACERO
12

13. Cualquier proceso de producción de acero a partir del arrabio consiste en quemar el exceso de Carbono y otras
impurezas presentes en el Hierro.
Una dificultad para la fabricación del acero es su elevado punto de fusión, (unos 1,500º C),
que impide utilizar combustibles y hornos convencionales.
Para superar esta dificultad se han desarrollado tres importantes tipos de hornos para el refinamiento del acero,
en cada uno de estos procesos el oxígeno se combina con las impurezas y el Carbono del metal fundido.
III) HORNO DE OXIGENO BASICO (BASIC OXIGEN FURNACE) B.O.F.
Es un horno en forma de pera que puede producir hasta 300
toneladas de acero en unos 45 minutos.
El horno se inclina desde su posición vertical y se carga
con chatarra de acero fría (un 25%) y luego con arrabio,
después de ser devuelto a su posición vertical se hace
descender hacia la carga una lanza o tubo refrigerado por agua y
se fuerza por ella un flujo de oxígeno puro a alta velocidad
durante unos 20 minutos. Este actúa como fuente de calor para
la oxidación de las impurezas.
Tan pronto como el chorro de oxígeno comienza se agrega
la cal y otros materiales fundentes. La reacción química
resultante, desarrolla una temperatura de unos 1,650º C.
El Oxígeno se combina con el exceso de Carbono formando
gases que se volatizan y se combina también con las
impurezas para quemarlas rápidamente. Su residuo es
absorbido por una capa flotante de escoria.
Cuando la composición es correcta, el horno se inclina para
verter el acero fundido en una olla de colada.
Aunque se pueden producir algunos aceros de aleación con
este proceso, el ciclo del tiempo aumenta considerablemente, eliminando así su ventaja principal.
Consecuentemente el proceso de Oxígeno básico así como el del horno de hogar abierto se emplea generalmente
para producir altos tonelajes de acero con un bajo nivel de carbono, que son los de mayor consumo. Estos aceros
con bajo nivel de Carbono (llamado acero comercial) se utilizan para barras y perfiles.
IV) HORNO DE HOGAR ABIERTO O
CRISOL.
El horno de hogar abierto semeja un horno
enorme y se denomina de esta manera porque
contiene en el hogar (fondo) una especie de piscina
larga y poco profunda de unos 6 metros de ancho
por 15 de largo por 1 m. de profundidad.
El horno se carga en un 30 a 40% con chatarra y
piedra caliza, empleando aire precalentado, y gas
para su combustión, largas lenguas de fuego pasan
sobre los materiales, al mismo tiempo se quema (o
se oxida) el exceso de carbono y otras impurezas
como el fósforo y el azufre.
Este procedo puede acelerarse introduciendo
tubos refrigerados por agua (lanzas), los que
suministran un gran flujo de Oxígeno sobre la
carga.
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14. V) HORNO DE ARCO ELECTRICO
Es el más versátil de todos los hornos para fabricar acero. No solamente puede proporcionar altas temperaturas
hasta 1930º C, sino que también puede controlarse eléctricamente con un alto grado de precisión.
Debido a que no se emplea combustible alguno,
no se introduce ningún tipo de impurezas.
El resultado es un acero más limpio y de alta
calidad.
Consecuentemente, puede producir todo tipo de
aceros, desde aceros con regular contenido de
Carbono hasta aceros de alta aleación, tales como
aceros para herramientas, aceros inoxidables y
aceros especiales.
Otra ventaja sobre el horno BOF es que puede
operar con grandes cargas de chatarra y sin acero
fundido.
El horno de arco eléctrico se carga con chatarra
de acero cuidadosamente seleccionada. El arrabio
fundido se emplea raramente. Si la carga de
chatarra es muy baja en Carbono, se agrega coque
(el cual es casi puro carbono) para aumentar así su
nivel.
Al aplicarse la corriente eléctrica, la formación
del arco entre los electrodos gigantes produce un
calor intenso. Cuando la carga se ha derretido
completamente se agregan dentro del horno cantidades medidas de los elementos de aleación requeridos.
La masa fundida resultante se calienta, permitiendo que se quemen las impurezas y que los elementos de
aleación se mezclen completamente.
FUNDICIONES DE HIERRO.
La mayoría de los productos metálicos se originan en los colados. Los metales se moldean inicialmente como
lingotes u otras formas.
HIERRO FUNDIDO.
Es también conocido como hierro colado o fundición de hierro, es un término general aplicado a una amplia
variedad de aleaciones de hierro- carbono-silicio. Es un hierro que contiene mucho carbono. Tiene una amplia
variedad de propiedades ya que al variar un poco el porcentaje de sus elementos, le ocasionan cambios
considerables.
Todos los hierros fundidos contienen además de hierro, carbono y silicio, manganeso, fósforo y azufre.
El hierro puro conocido como “ferrita” es muy blando y tiene pocos usos industriales.
CLASES DE HIERRO FUNDIDO.
1) HIERRO DE PRIMERA FUSIÓN O ARRABIO. No es comercialmente adecuado hasta que se vuelve a
fundir para refinarlo y formar aceros.
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15. 2) FUNDICION GRIS. Es el hierro comercial ordinario y tiene un color grisáceo al fracturarse, debido a que
el grafito escamoso. Su resistencia a la tensión varía de 1,400 a 4,200 Kg / cm2, pero tiene baja ductilidad.
Los porcentajes aprox. de sus componentes son:
Carbono: 3.00 a 3.50 %
Silício: 1.00 a 2.75 %
Manganeso: 0.40 a 1.00 %
Fósforo: 0.15 a 1.00 % Fundición Gris.
Azufre: 0.02 a 0.15 % con escamas de grafito.
Hierro: El resto. X 125
FUNDICION BLANCA.
Muestra un color claro porque
el carbono está en forma de carburo
llamado Fe3C. El carburo conocido
como “cementita”, es el constituyente
más duro del hierro (el constituyente
más duro del acero es llamado Fundición Blanca.
“martensita”). En la microfotografía, Perlita es el área oscura,
el área oscura es la perlita y Cementita es el área clara.
la clara la cementita. X 125
HIERRO FUNDIDO MALEABLE.
Tiene una resistencia a la
tensión de unos 3,850 kg/cm2.
Tiene una alta resistencia al
impacto y buenas propiedades
de mecanizado, se usa princi-
palmente en la industria
ferroviaria, automotriz y agrícola.
Hierro Maleable
X 125
HIERRO NODULAR.
Tiene alta resistencia y gran ductilidad.
Contiene carbono en forma de nódulos de
grafito. Sus buenas propiedades físicas
15

16. permiten que se use en cigüeñales y partes
para máquinas. Hierro Nodular.
X 250
HIERRO DULCE.
Es un metal ferroso que
contiene menos del 0.1 % de carbono
Es resistente a la corrosión, es fácil
de soldar y tiene alta ductilidad.
Hierro Dulce.
X 200
PREGUNTAS DE REPASO (Tema 3):
1. Mencione tres de los minerales de hierro a partir de los que se obtiene el acero.
2. Si el Acero es una aleación cristalizada de Hierro y Carbono, ¿Cuáles son los % de Carbono de los aceros?
3. Cómo se clasifican los aceros según su % de Carbono?
4. Mencione cinco elementos de aleación que pueden tener los aceros aleados y que características les confieren?
5. ¿Cuáles son las estructuras cristalinas más duras que tienen el Hierro y el acero respectivamente?
6. ¿Qué es el arrabio, y cómo es su proceso de fabricación y refinación para convertirse en acero?
7. Explique cómo es el proceso de fabricación de acero en el horno eléctrico?
8.¿Qué son las fundiciones de Hierro y cuál es su principal diferencia con los aceros?
Sitios Interesantes sobre este tema en Internet:
http://www.youtube.com/watch?v=UsZA22f0daw (El Alto-horno y el arrabio)
http://www.youtube.com/watch?v=WoISYgxowYs (Producción de acero AREQUIPA)
http://www.youtube.com/watch?v=nooD-OsAG-Q (Producción acero AHMSA)
http://www.aprendizaje.com.mx/Curso/Proceso1/Temario1_III.html (Texto sobre metales ferrosos)
TECNOLOGIA DE MATERIALES.
TEMA No. 4 (SEMANA No. 4)
CONTENIDO: METALES NO-FERROSOS.
De todos los metales utilizados en la industria el 20% son no ferrosos, éstos en diferentes aleaciones cubren
los requerimientos de Ingeniería y tienen las propiedades químicas necesarias para fabricar artículos útiles para la
industria y la sociedad. Las características fundamentales de las aleaciones no ferrosas son: la resistencia a la
tensión, corrosión, conductividad eléctrica y maquinabilidad.
La selección de una aleación determinada dependerá de los resultados de las diferentes pruebas mecánicas, el
volumen de producción, el costo de producción y las propiedades estéticas del producto.
Los minerales de los que básicamente se obtienen los metales no ferrosos son los siguientes:
l) El Aluminio se obtiene de un mineral llamado BAUXITA, la cual regularmente se extrae en minas de
cielo abierto.
2) El Plomo se obtiene de un concentrado de plomo llamado GALENA, que contiene hasta un 68% de
plomo.
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17. 3) El Cobre se obtiene fundamentalmente de un mineral llamado CALCOPIRITA, que contiene grandes
cantidades de cobre, azufre y fierro.
4) El Magnesio comercial se obtiene del agua de mar y conchas marinas.
Una aleación es la combinación química de dos o más elementos en los que al menos uno es un metal. Las
aleaciones permiten mejorar las propiedades químicas y mecánicas de los materiales que se combinan, algunas de
las más usadas son las siguientes:
5) El Bronce es una aleación en la cual intervienen principalmente el Cobre, el Estaño y otros elementos en
menores proporciones.
6) El Latón es una aleación donde interviene principalmente el Cobre, el Zinc y otros elementos en menores
proporciones, por la cual existen muchas variantes de éstas aleaciones que se utilizan según el uso que se les vaya a
dar.
La mayoría de los metales no-ferrosos son más resistentes a la corrosión o a la humedad que los metales
ferrosos, pueden utilizarse en exteriores sin pinturas ni recubrimientos.
En la obtención de los metales no-ferrosos se realizan en forma genérica las siguientes etapas:
1. EXTRACCIÓN: Los metales no-ferrosos se pueden encontrar en la superficie de la tierra (minas a cielo
abierto), o bien en yacimientos bajo la superficie (minas subterráneas).
2. REFINADO O CONCENTRADO: También conocido como preparación. Los minerales donde se
obtienen estos metales nunca se encuentran en estado puro y en cantidades comerciales por lo que se deben separar
y preparar. Normalmente, los minerales primero se trituran y pulverizan para luego mezclarlo con agua y aceite, al
aplicarles una agitación se forma espuma donde quedan suspendidos. Posteriormente se retira la espuma y con ella
los minerales de donde se obtendrán los metales no-ferrosos.
3. FUSION: Aquí se utilizan Altos-Hornos de menor tamaño que los usados para obtener el arrabio y los
hornos de reverbero (aquellos donde la flama ilumina la carga).
4. AFINADO: Para lograr las características de calidad y pureza necesarias en los metales no-ferrosos se
pueden utilizar diferentes procesos como las tinas electrolíticas con las que el mineral adquiere niveles de calidad
muy altos.
En la tabla siguiente se muestran las principales propiedades de los metales no-ferrosos. En general (aunque
no en todos) la resistencia a la tensión y la dureza es menor que en los aceros, La temperatura de fusión es menor
que en los aceros, La densidad es muy variable, pero su resistencia a la corrosión en general es mayor que los
aceros, asimismo, la conductividad eléctrica de muchos no ferrosos es mayor que la de los aceros, como muestra
tenemos la excelente conductividad del Oro, la Plata, el Cobre y el Aluminio.
Propiedades físicas de algunos metales.
Metal
Resistencia
a la tensión
Temperatura de
fusión o
C
Dureza
Brinell
°C
Densidad
en kg/m3
Aluminio (Al) 83-310 660 30-100 2,643
Latón 120-180 870 40-80 8,570
Bronce 130-200 1040 70-130 8,314
Cobre (Cu) 345-689 1080 50-100 8,906
Hierro (Fe) 276-345 1360 100-145 7,689
Fundición gris 110-207 1370 100-150 7,209
Acero 276-2070 1425 110-500 7,769
Plomo (Pb) 18-23 325 3.2-4.5 11,309
Magnesio (Mg) 83-345 650 30-60 1,746
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18. Níquel (Ni) 414-1103 1450 90-250 8,730
Zinc (Zn) 48-90 785 80-100 7,144
Estaño (Sn) 19-25 390 5-12 7,208
Titanio (Ti) 552-1034 1800 158-266 4,517
Algunas de las principales aleaciones del Cobre son las siguientes:
Nombre Cu Sn Zn Pb Ni Si Mn Al Fe Uso
Latón rojo 90 10 Trabajos duros
Latón amarillo 70 30 Cartuchos
Latón rojo con plomo 85 5 5 5 Maquinaria
Latón amarillo con plomo 72 1 24 3 Bombas
Bronce con estaño 88 8 4 Cojinetes de embarcaciones
Bronce para campanas 80 20 Campanas
Bronce para cojinetes 83 7 3 7 Cojinetes de máquinas
Bronce con silicio 95 4 1 Maquinaria de fundición
Bronce al manganeso 62 1.5 31 1 4 1.5 1.5 1.5 Alta resistencia
Bronce al aluminio 78 5 3 10 4 Resistencia a la corrosión
Plata níquel 65 4 6 5 20 Lavanderías y lecherías
Según su densidad, los metales no-ferrosos se pueden clasificar en:
Según su densidad
Rango de densidad (kg/ dm3
) Ejemplos:
Metales Ultra-Ligeros Menores de 2 kg / dm3
Magnesio, Berilio, etc.
Metales Ligeros Entre 2 y 5 kg / dm3
Aluminio, Titanio, etc.
Metales Pesados Más de 5 kg / dm3 Plomo, Níquel, Wolframio,
Estaño, Cobre, Oro, Osmio, etc.
Estudiando a los principales metales no-ferrosos, tenemos a los siguientes:
EL COBRE (Cu)
Características: Se encuentra en el cobre nativo y algunos de los
minerales de donde se obtiene son: la calcopirita, la calcosina, la
malaquita y la cuprita; su densidad es de 8,9 kg/dm³; su punto de fusión
de 1083 ºC; su resistencia a la tracción es de 18 kg/mm²; es muy dúctil,
maleable.
Usos: En conductores eléctricos porque posee una alta conductividad
eléctrica y térmica. También su utilizan mucho las tuberías de Cobre y en
hojas, láminas y soleras. Además interviene como pricipal componente de
aleación en otros metales extensamente usados en la industria como el
Bronce y el Latón.
EL ALUMINIO (Al)
Características: El Aluminio es un metal muy dúctil, por su
18

19. densidad corresponde a los livianos, es muy buen conductor eléctrico y térmico, fortaleza, resistencia a la
corrosión, es excelente conductor de electricidad y calor, magnífico reflector de luz, no es magnético, ni tóxico,
pero sí muy maleable, fácil de ensamblar y con un atractivo
aspecto natural, y además es reciclable cien por ciento indefinidamente. Se obtiene de un mineral llamado Bauxita
y es muy abundante en la corteza terrestre. La Alúmina se obtiene de la Bauxita y el Aluminio primario se produce
mediante la electrólisis por lo cual su proceso requiere mucha energía eléctrica lo cual eleva sus costos.
Usos: En perfiles de aluminio para ventanas, puertas y construcción arquitectónica. En conductores
eléctricos, principalmente en lineas de alta tensión por su bajo peso. En tubería y utensilios de cocina y como
elemento de aleación de otros metales.
EL ZINC (Zn)
Características: se extrae de la blenda y la calamina; su densidad es 7,14 kg/dm³, su punto de fusión es de
419ºC; su resistencia a la tracción es en las piezas moldeadas de 3 kg/mm², y en las piezas forjadas de 20 kg/mm²;
es muy resistente a la oxidación y corrosión en el aire y en el agua, pero
poco resistente al ataque de ácidos y sales; tiene el mayor coeficiente de
dilatación térmica de todos los metales; a temperatura ambiente es muy
quebradizo, pero entre 100o
C y 150ºC es muy maleable.
Usos: Recubrimiento para evitar la oxidación de láminas y tubos,
canalones y cornisas, tubos de bajada de agua y depósitos y pilas y baterías
eléctricas. En medicina, óxido de zinc es un ingrediente en muchos
productos, incluyendo ciertas cremas y ungüentos empleados para prevenir
o tratar quemaduras e irritaciones.
Como elemento de aleación com el Cobre para obtener el Latón (Cu + Zn) que en muchas aplicaciones está
sustituyendo al Bronce Cu + Sn) por ser más barato. La plata alemana o Alpaca (Cu+Ni+Zn) que se usa en joyería
barata. El Zamac (Al+Cu+Zn) para obtener piezas de gran precisión aunque tiende a ser quebradizo.
EL MAGNESIO (Mg)
Características: se obtiene de la carnalita, dolomita y magnesita; su densidad es de 1,74 kg/dm³; su punto
de fusión de 650ºC; y su resistencia a la tracción de 18 kg/mm²; en estado liquido o polvo es muy inflamable, tiene
un color blanco parecido al de la plata, es maleable y poco dúctil, es mas resistente que el aluminio.
Usos: Se emplea en aleación con aluminio en la fabricación de monobloks para motores automotrices por ser
muy liviano y como desoxidante en los talleres de fundición de acero. Se utiliza ampliamente también en la
construcción aeronáutica.
PLOMO (Pb)
Características: Es un metal pesado y tóxico que produce una enfermedad llamada saturnismo o plumbosis.
Se obtiene de la Galena (PbS). Es muy blando, muy dúctil y maleable, aunque poco tenaz. Resiste muy bien la
corrosión. Por su bajo punto de fusión se utiliza mucho en aleación con el Estaño (Sn) para soldaduras de
conexiones eléctricas y de tubería de Cobre.
Usos: Para fabricación de acumuladores eléctricos, pigmentos y soldadura suave y forros para cables(reduce
interferencias). Se utiliza como blindaje contra las radiaciones en las salas de rayos X.
CROMO (Cr)
Características: su densidad es de 6,8 kg/dm³; su punto de fusión es de 1900ºC; tiene un color grisáceo
acerado, muy duro y con una gran acritud, resiste muy bien la oxidación y la corrosión.
Usos: Cromado brillante: para objetos decorativos. Cromado duro: para
la fabricación de aceros inoxidables y aceros para herramientas.
ESTAÑO (Sn)
Características: se encuentra en la casiterita; su densidad es de 7,28
kg/dm³, su punto de fusión alcanza los 231ºC; tiene una resistencia a la
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20. tracción de 5 kg/mm²; en estado puro tiene un color muy brillante, pero a temperatura ambiente se oxida y lo
pierde; a temperatura ambiente es también muy maleable y blando, sin embargo en caliente es frágil y quebradizo;
por debajo de -18ºC se empieza a descomponer convirtiéndose en un polvo gris.
Usos: Los más importantes son como elemento de aleación del Bronce (cobre + estaño) y las soldaduras
blandas (plomo + estaño con proporciones de este entre el 25% y el 90%). También tiene como recubrimiento en
la fabricación de hojalata y proteger al acero contra la oxidación.
WOLFRAMIO (W) ó TUNGSTENO.
Características: su densidad es 19 kg/dm³; su punto de fusión de 3370ºC
Usos: Filamentos de bombillas incandescentes y fabricación de herramientas de corte para maquinas.
COBALTO (Co)
Características: su densidad es de 8,6 kg/dm³, su punto de fusión 1490ºC; tiene propiedades análogas al
níquel pero no es magnético.
Usos: Se emplea para endurecer aceros para herramientas (aceros rápidos) y como elemento para la
fabricación de metales duros (sinterización) empleados en herramientas de corte.
TITANIO (Ti)
Características: se obtiene del Rutilo y de la ilmenita; su
densidad es de 4,45 kg/dm³; su punto de fusión 1800ºC; y su
resistencia a la tracción de 100kg/mm²; es un metal blanco plateado que
resiste mejor la corrosión y la oxidación que el acero; sus
propiedades son análogas a las del acero con la propiedad que las
conserva hasta los 400ºC.
Usos: Se emplea en la fabricación de estructuras y elementos de
maquinas aeronáuticas (aleado con el 8% de aluminio); en la
fabricación de herramientas de corte, aletas para turbinas y en
forma de oxido y pulverizado par la fabricación de pinturas
antioxidantes y para el recubrimientos de edificios. En medicina se utiliza para la fabricación de prótesis insertadas
dentro del cuerpo.
LOS METALES PRECIOSOS.
En joyería los metales preciosos usados son: el Platino, (Pt), el Oro, (Au), la Plata, (Ag), el Paladio, (Pd) y
el Rodio, (Rh). Desde miles ele años tos metales preciosos han sido parte de las civilizaciones humanas. Debido
a su gran atractivo los metates preciosos se usaron por su belleza como objetos de adorno y como medida de
valor (dinero). Con el tiempo los metales preciosos se convirtieron en símbolo de poder, riqueza, fuerza y belleza.
EL ORO (Au):
Durante mucho tiempo el oro fue la base de los sistemas
monetarios del mundo y actualmente sigue siendo un importante
indicador de la economía actual. Desde hace mucho tiempo el oro ha
sido uno de los metales favoritos usados por los joyeros debido a su
gran versatilidad. Debido a sus únicas propiedades el oro es muy
maleable para poderlo transformar en casi cualquier forma de una
manera fácil. No se oxida lo cual lo hace un metal muy duradero.
Nunca pierde su brillo y su color es permanente. En donde se
encuentra los yacimientos más grandes de oro en el mundo es en
Sudáfrica.
El oro puro es tan suave que es raramente usado en la
actualidad para fabricar joyas. En la joyería moderna el oro es mezclado con otros metales para crear aleaciones
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21. más fuertes y duraderas que mantengan las propiedades particulares del oro, agregándole otras buenas propiedades
de otros metales como la dureza. La cantidad de oro puro que tienen las aleaciones se expresa en kilates. A mayor
número de kilates es mayor el porcentaje de oro que posee la aleación. El oro puro es de 24k, mientras que 10k
quiere decir que es 10 partes oro y 14 partes otro metal. A menor kilates la aleación se vuelve mas resistente pero
pierde su color amarillo. Debido a esto la mejor aleación es el oro de 14k que posee una mayor parte de oro puro
pero mantiene la dureza de los metales con la que se hace la aleación. Una buena aleación de 14k deberá llevar
cobre y plata para que esta sea más fuerte y tenga un buen color.
El oro de 14k es el idóneo para montar piedras preciosas como diamantes sobre todo los muy grandes y
costosos, ya que esta aleación es mas fuerte y es muy difícil que se pueda caer la piedra con un golpe.
EL ORO BLANCO
El oro blanco tiene las mismas propiedades que el oro amarillo, la única diferencia es que es mezclado con
diferentes metales para darle el color blanco. En lugar de usar cobre y plata como en el oro amarillo, en el oro
blanco se utilizan metales como el níquel, zinc y platino
El mismo sistema de kilates es usado también con el oro blanco. Mientras 14k de oro amarillo contiene la misma
cantidad de oro que 14k de oro blanco, la diferencia radica en el 10 restante de la aleación que lleva diferentes
metales. Muchas veces el oro blanco para darle una mejor imagen es platinado con rodio un metal muy raro de la
familia del platino.
El oro blanco fue creado para darle una apariencia elegante y diferente a las joyas. Además de que el color
blanco es el color ideal para utilizarse con diamantes muy blancos debido a que este resalta su belleza.
Actualmente se ha estado utilizando en la joyería una mezcla de oro blanco con oro amarillo para darle una mejor
vista y efectos de brillantes a las joyas.
PLATINO (Pt)
La utilización del platino en joyería es muy nueva, apenas del siglo XX. El platino es un metal mucho
más raro que el oro de encontrar, es muy duro y muy durable, estas características lo hace un metal muy caro.
Debido a que el color original de platino es muy blanco en Estados Unidos hay una tendencia a utilizar este metal
en joyería de prestigio. En otras regiones del mundo como en Europa no ha sido muy bien recibido debido a que
aunque el platino es muy duro y durable con el tiempo pierde su brillo y hay que estarle dando un mantenimiento
mucho más a menudo. A diferencia del oro. Como el platino
nunca se oxida y se utiliza puro en joyería, las joyas con este
metal son excelentes para personas que son alérgicas a
otros metales. Al igual que el oro blanco el platino es ideal
para ser utilizado con diamantes muy blancos.
LA PLATA (Ag)
Debido a que la plata es el metal precioso que más hay
en nuestro planeta, y que tiende a oxidarse, es mucho más
económica. Al igual que el oro la plata es muy maleable para
ser y usada en su estado puro es por eso que se hace
una aleación de 925 de plata y 75 de cobre para hacerla
un poco más dura.
Debido a su económico precio actualmente la plata se ha convertido en el metal portador de las modas
poco conservadoras en joyería. Ya que cualquiera la puede comprar utilizarla y cuando pase la moda adquirir la
siguiente.
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22. PREGUNTAS DE REPASO (Tema 4):
1. ¿Cuáles son las cuatro etapas que genéricamente se realizan para obtener los metales no-ferrosos?
2. Explique cómo se clasifican los metales no-ferrosos en base a su densidad.
3. Mencione tres tipos de productos hechos con Cobre y tres de los minerales de donde se obtiene dicho metal.
4. Mencione tres tipos de productos hechos con Aluminio y el mineral de donde se obtiene este metal.
5. Mencione los minerales de donde se obtienen los siguientes metales: a) Zinc, b) Magnesio, c) Plomo, d) Estaño.
6. Mencione tres usos del: a) Zinc, b) Magnesio, c) Plomo, d) Cromo, e) Estaño, f) Tungsteno, g) Titanio.
7. En la medición de la pureza del Oro se usa el kilate, explique qué es y sus diferentes graduaciones.
Sitios Interesantes sobre este tema en Internet:
http://www.youtube.com/watch?v=tlw2SRTqNhg ( Video sobre metales en general)
http://www.youtube.com/watch?v=IptwsKre3iQ (Video sobre la obtención y usos del Cobre)
http://www.youtube.com/watch?v=CGDV_v-aiRU (Video sobre la obtención y usos del Aluminio).
http://www.aprendizaje.com.mx/Curso/Proceso1/Temario1_IV.html (Texto fabricación de no-ferrosos)
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