Este documento presenta información sobre los materiales no ferrosos. Se clasifican en pesados, ligeros y ultraligeros según su densidad. Describe las propiedades y procesos de producción de varios materiales importantes como el cobre, plomo, cinc, estaño, níquel, cromo y volframio. También menciona aleaciones comunes como los bronces, latones y aleaciones de aluminio, y sus usos en la industria.
tratamiento térmico
Se conoce como tratamiento térmico al conjunto de operaciones de calentamiento y enfriamiento, bajo condiciones controladas de temperatura, tiempo de permanencia, velocidad, presión, de los metales las aleaciones en estado sólido, con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la ,dureza la resistencia y la elasticidad. Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son, básicamente, el acero y la fundición, formados por hierro y carbono. También se aplican tratamientos térmicos diversos a los cerámicos.
Propiedades mecánicas:
Resistencia al desgaste: Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando está en contacto de fricción con otro material.
Tenacidad: Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir fisuras (resistencia al impacto).
Maquinabilidad: Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta.
Dureza: Es la resistencia que ofrece un material para dejarse penetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB), unidades ROCKWEL C (HRC), VICKERS (HV), etc.
Dureza Vickers: mediante la prueba del mismo nombre. También puede ser definido como la capacidad de un material de no ser rayado.
termoquimicos
Los tratamientos termoquímicos son tratamientos térmicos en los que, además de los cambios en la estructura del acero, también se producen cambios en la composición química de la capa superficial, añadiendo diferentes productos químicos hasta una profundidad determinada. Estos tratamientos requieren el uso de calentamiento y enfriamiento controlados en atmósferas especiales.
Entre los objetivos más comunes de estos tratamientos están aumentar la dureza superficial de las piezas dejando el núcleo más blando y tenaz, disminuir el rozamiento aumentando el poder lubrificante, aumentar la resistencia al desgaste, aumentar la resistencia a fatiga o aumentar la resistencia a la corrosión.
tratamiento térmico
Se conoce como tratamiento térmico al conjunto de operaciones de calentamiento y enfriamiento, bajo condiciones controladas de temperatura, tiempo de permanencia, velocidad, presión, de los metales las aleaciones en estado sólido, con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas, especialmente la ,dureza la resistencia y la elasticidad. Los materiales a los que se aplica el tratamiento térmico son, básicamente, el acero y la fundición, formados por hierro y carbono. También se aplican tratamientos térmicos diversos a los cerámicos.
Propiedades mecánicas:
Resistencia al desgaste: Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando está en contacto de fricción con otro material.
Tenacidad: Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir fisuras (resistencia al impacto).
Maquinabilidad: Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta.
Dureza: Es la resistencia que ofrece un material para dejarse penetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB), unidades ROCKWEL C (HRC), VICKERS (HV), etc.
Dureza Vickers: mediante la prueba del mismo nombre. También puede ser definido como la capacidad de un material de no ser rayado.
termoquimicos
Los tratamientos termoquímicos son tratamientos térmicos en los que, además de los cambios en la estructura del acero, también se producen cambios en la composición química de la capa superficial, añadiendo diferentes productos químicos hasta una profundidad determinada. Estos tratamientos requieren el uso de calentamiento y enfriamiento controlados en atmósferas especiales.
Entre los objetivos más comunes de estos tratamientos están aumentar la dureza superficial de las piezas dejando el núcleo más blando y tenaz, disminuir el rozamiento aumentando el poder lubrificante, aumentar la resistencia al desgaste, aumentar la resistencia a fatiga o aumentar la resistencia a la corrosión.
Presentación relacionada con el proceso del Obtención del Acero, sus principales componentes y los diferentes acabados (Características) dependiendo del porcentaje de Carbono.
Fundiciones
Tipos de fundiciones
Caracteristicas
Ventajas y desventajas
Uso industrial
Propiedades mecanicas
Tipos de tratamiento termico
Proceso de moldeo
Temperatura
Aspecto de la superficie
JN Aceros | Diferencias entre el acero laminado en caliente y el acero lamina...JN Aceros
Con frecuencia, los clientes preguntan las diferencias entre el acero laminado en caliente y el acero laminado en frío. Existen algunas diferencias fundamentales entre estos dos tipos de metal. Estas diferencias se relacionan con la forma en que los metales son procesados en la matriz, y no las especificaciones o el grado del producto.
Presentación relacionada con el proceso del Obtención del Acero, sus principales componentes y los diferentes acabados (Características) dependiendo del porcentaje de Carbono.
Fundiciones
Tipos de fundiciones
Caracteristicas
Ventajas y desventajas
Uso industrial
Propiedades mecanicas
Tipos de tratamiento termico
Proceso de moldeo
Temperatura
Aspecto de la superficie
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Con frecuencia, los clientes preguntan las diferencias entre el acero laminado en caliente y el acero laminado en frío. Existen algunas diferencias fundamentales entre estos dos tipos de metal. Estas diferencias se relacionan con la forma en que los metales son procesados en la matriz, y no las especificaciones o el grado del producto.
2. TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS
1. INTRODUCCIÓN
MATERIALES NO FERROSOS, frente a los ferrosos tienen las
siguientes propiedades:
Resistencia a la corrosión
Poco peso
Resistencia al desgaste
Buena conductividad térmica y eléctrica.
3. TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS
2. CLASIFICACIÓN
PESADOS, Densidad > 5 kg/dm3
: Cobre (Cu), Plomo (Pb), Cinc (Zn),
Estaño (Sn), Níquel (Ni), Cromo (Cr), Cobalto (Co), Mercurio (Hg) y el
volframio (W).
LIGEROS, Densidad 2 – 5 kg/dm3
:Aluminio (Al) y Titanio (Ti)
ULTRALIGEROS, Densidad < 2 kg/dm3
:Magnesio (Mg) y Berilio (Be)
4. TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS
COBRE (Cu)
Se obtiene de los siguientes minerales:
• Cuprita (óxido de cobre) hasta 88% Cu.
• Calcopirita (Sulfuro de hierro y cobre), principal mena del cobre.
• Malaquita (Hidróxido de Cobre) 55 % Cu.
• Cobre nativo cobre puro, con 1% Cu.
CARACTERÍSTICAS:
Muy buen conductor de la electricidad y calor.
Muy dúctil y maleable
Puede ser soldado con estaño con facilidad.
5. TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS
PROCESO DE PRODUCCIÓN DE Cu
1. PREPARACIÓN DE LOS MINERALES:
a) Trituración
b) Molienda (hasta convertir en polvo)
2. TOSTACIÓN, enriquecimiento del polvo por flotación y tostación en un
horno de pisos eliminando el S)
3. CALCINACIÓN
4. REDUCCIÓN, en convertidor similar a los siderúrgicos
5. AFINADO ELECTROLÍTICO
6. TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS
PLOMO (Pb)
Se obtiene de la GALENA (Sulfuro de Plomo), hasta 86 % Pb
CARACTERÍSTICAS:
Es un metal pesado
Muy blando (puede rayarse con la uña)
Poco tenaz, muy dúctil y maleable, poco resistente.
Resiste muy bien la corrosión
Baja conductividad eléctrica y mediana conduc. térmica.
Se funde fácilmente y se alea con dificultad, excepto con el
estaño y antimonio.
7. TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS
PROCESO DE PRODUCCIÓN DE Pb
1. PREPARACIÓN DE LOS MINERALES:
a) Trituración
b) Separación de la ganga
2. TOSTACIÓN,
3. FUSIÓN, en alto horno
4. AFINO ELECTROLÍTICO
APLICACIONES: Protector en radiología (Rayos X), tuberías y
conducción de líquidos y gases, juguetes, pinturas
protectoras (minio).
8. TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS
CINC (Zn)
Se obtiene de los siguientes minerales:
• Calamina
• Blenda (40 – 50 % Zn)
CARACTERÍSTICAS:
Peso medio, poco dúctil, poco tenaz, y frágil.
poco maleable en frío, pero sí entre 100 – 150 ºC.
Puede ser soldado con estaño con facilidad.
Los objetos de cinc no son atacados por lejías, detergentes,
jabones.
9. TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS
PROCESO DE PRODUCCIÓN DE Zn
1. PREPARACIÓN DE LOS MINERALES:
a) Secado
b) Molienda
2. TOSTACIÓN,
3. PRODUCTOS INTERMEDIOS
4. LIXIVIACIÓN
5. PURIFICACIÓN
6. ELECTRÓLISIS
7. FUSIÓN Y COLADA
APLICACIONES:
• Metalizado
• Galvanizado
10. TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS
ESTAÑO (Sn)
Se obtiene de la CASITERITA (Óxido de estaño), mineral muy pobre.
CARACTERÍSTICAS:
Metal blando, flexible y maleable en frío.
Muy dúctil y maleable en hojas muy finas.
Alto poder colorante.
a Tª ambiente inalterable al aire, pero fundido se oxida fácilmente.
a – 20 ºC se descompone y se convierte en polvo gris (peste del
estaño).
11. TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS
PROCESO DE PRODUCCIÓN DE Sn
1. PREPARACIÓN DE LOS MINERALES:
a) Tritura
b) Lavado
2. TOSTACIÓN,
3. REDUCCIÓN
4. REFUNDICIONES SUCESIVAS
5. AFINADO O PURIFICADO
APLICACIONES:
Hojalata, acero recubierto de estaño, resiste la corrosión.
Aleaciones: Bronce (Cu + Sn), Antifricción (Cu, Sn, Pb y
Sb), Soldadura blanda (Sn y Pb).
12. TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS
NÍQUEL (Ni)
Se obtiene de los minerales NIQUELINA y GARNIERITA.
CARACTERÍSTICAS:
Es inoxidable, inalterable a la corrosión.
Resiste los agentes atmosféricos (aire y humedad) y químicos
(ácidos).
Dúctil y maleable.
Es difícil de soldar.
13. TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS
PROCESO DE PRODUCCIÓN DE Ni
1. PREPARACIÓN DE LOS MINERALES:
a) Trituración, molienda
b) Cribado por flotación
2. TOSTACIÓN,
3. REDUCCIÓN
4. AFINADO POR ELECTRÓLISIS
APLICACIONES:
Revestimiento para envases, por su inalterabilidad y
poder anticorrosivo.
Niquelado: recubrimiento superficial.
Aceros inoxidables.
14. TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS
CROMO (Cr)
Se obtiene de la CROMITA (hierro y cromo).
CARACTERÍSTICAS:
Muy duro, frágil, pero relativamente dúctil.
Resistente al calor por su alta Tª de Fusión (1800 ºC)
Resistente a la corrosión.
Presente el fenómeno de pasivación se recubre de una fina capa
de óxido que lo protege.
No es tóxico, pero sus ácidos y sales sí lo son.
15. TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS
PROCESO DE PRODUCCIÓN DE Cr
1. REDUCCIÓN de la cromita.
2. AFINADO POR ELECTRÓLISIS
APLICACIONES:
Cromado, recubrimiento para proteger a otros metales de
la corrosión y agentes atmosféricos y químicos.
Aceros cromados: gran dureza, tenacidad y resistencia a
tracción.
Aceros inoxidables: Acero – Cromo – Níquel.
16. TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS
VOLFRAMIO (W) o Tungsteno
Se obtiene de la WOLFRAMITA (hierro, magnesio y volframio) y
SCHEELITA (wolframato de calcio).
CARACTERÍSTICAS:
Infusible, Tª Fusión= 3410 ºC.
Muy pesado, gran dureza y buen conductor de la electricidad
Difícilmente atacado por ácidos e inoxidable al aire hasta 1000 ºC.
Difícil de mecanizar por su dureza, pero aprovechado como aleante.
APLICACIONES:
Aleado por sinterizado para durísimas aleaciones (plaquitas de Widia)
Construcción de herramientas para trabajar metales.
Proporciona a los aceros gran dureza
Hilos de lámparas incandescentes, por su ductilidad y alto pto. de
fusión.
17. TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS
COBALTO (Co)
Se obtiene de la COBALTINA, eritrina, esmaltina y asbolana.
CARACTERÍSTICAS:
Muy tenaz.
Maleable.
Ferromagnético a Tª ordinaria, propiedad que pierde a 1200 ºC.
Inalterable al aire frío, se oxida a 300 ºC
Posee propiedades radiactivas.
APLICACIONES:
Como revestimiento electrolítico (Cobaltado) similar al niquelado, pero
poco desarrollado por su alto precio.
Aleado al acero para útiles y herramientas que resisten el desgaste.
En cerámica y vidrería para obtener pinturas y esmaltes.
En radioterapia (medicina) por la precisión de la zona a irradiar.
18. TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS
MERCURIO (Hg)
Se obtiene del CINABRIO (SHg).
CARACTERÍSTICAS:
Es líquido a Tª ambiente y hasta -39 ºC.
Sus vapores son muy tóxicos.
Disuelve con facilidad casi todos los metales, excepto Fe, Ni y W, con los
que forma amalgamas.
Buenas cualidades como conductor de la electricidad y alto coeficiente
de dilatación.
APLICACIONES:
Como amalgama con otros metales: empastes dentales, pilas
eléctricas, masillas metálicas.
Termómetros y barómetros.
Lámparas de vapor de mercurio y pilas de botón.
Aplicaciones curativas, mercurocromo por su poder antiséptico.
19. TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS
TITANIO (Ti)
Se obtiene del óxido de Titanio o rutilo y la ilmenita (Ti y Fe).
CARACTERÍSTICAS:
Muy resistente y gran dureza.
Gran resistencia a la corrosión
Buena resistencia al choque.
APLICACIONES:
Construcción de estructuras y otros elementos en aeronáutica, cohetes
y lanzaderas espaciales.
Herramientas de corte.
Pigmento para obtener pinturas.
Por su vistosidad y ligereza en construcción de objetos decorativos:
relojes, recubrimientos exteriores de construcciones.
20. TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS
ALUMINIO (Al)
Se obtiene de la BAUXITA, 4Tn Bauxita → 2Tn Alúmina → 1Tn Al .
CARACTERÍSTICAS:
Ligero y muy blando.
Excelente conductor de calor y electricidad.
Muy dúctil y maleable (papel de aluminio).
Su superficie se oxida rápidamente, pero le protege de la corrosión.
Difícil de unir por soldadura por el óxido.
APLICACIONES:
Forjado para llantas de coches.
Chasis de bicicletas y automóviles.
Estructuras aeroespaciales.
En edificación: ventanas, puertas, mamparas.
Envases de alimentación.
21. TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS
BERILIO (Be)
Se obtiene de óxido de Berilio. Acompañado de fragmentos de Cromo
constituye la esmeralda (piedra preciosa).
CARACTERÍSTICAS:
Ultraligero.
Sabor dulce, por ello se le conoce como glucinio.
Duro.
Expuesto al aire forma una capa de óxido que lo preserva de una
posterior oxidación.
APLICACIONES:
Pantallas de tubos los tubos de Rayos X.
Aleación para endurecer el Cu.
En aleaciones ligeras y ultraligeras dándoles dureza y tenacidad.
En polvo para tubos fluorescentes, hasta que se demostró que era
tóxico.
22. TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS
MAGNESIO (Mg)
Se obtiene de carbonatos y silicatos como talco, sepiolita, dolomita,
carnalita y asbesto.
CARACTERÍSTICAS:
Ultraligero.
Poco dúctil, maleable y blando.
Muy ávido de oxígeno, puede arder dando óxido y nitruro de magnesio,
llama muy luminosa y rica en rayos UV.
Se oxida con aire húmedo, llegando a corroerse por completo.
APLICACIONES:
Pirotecnia como llama luminosa y fotografía (flash).
Se emplea como desoxidante en aleaciones de Cu, Ni y latón.
Aleaciones utilizadas en aeronáutica, automovilística, bicicletas y motos.
23. TEMA 7: MATERIALES NO FERROSOS
PRINCIPALES ALEACIONES USADAS EN LA INDUSTRIA
• Aleaciones de cobre:
Bronces:
Ordinarios: >60% Cu + Sn (estaño)
Especiales: al Aluminio, al Fósforo, al Plomo, al
Cadmio.
Latones:
Ordinarios: Cu + Zn (Cinc)
Especiales: Sn, Al, Ni, Fe
Alpacas: Cu + Ni + Zn (plata Meneses)
• Aleaciones al Aluminio: Cu, Mg, Mn, Si o Ni,
mejorando su resistencia y dureza.