Este documento describe las propiedades de varios metales, incluyendo que son buenos conductores, tienen alta densidad y son sólidos a temperatura normal. Explica que las aleaciones como el acero y el bronce tienen características metálicas. También describe las propiedades específicas de metales como el aluminio, zinc y cobre, así como sus usos industriales y aplicaciones.

1. LOS METALES:

2. Elementos químicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad, poseer alta densidad, y ser sólidos a temperaturas normales (excepto el mercurio y el galio).Elementos puros, así como aleaciones con características metálicas, como el acero y el bronce. Muy raramente se encuentran metales en estado de pureza como para ser empleados industrialmente

3. Propiedades de los Metales

4. OlorDespiden un olor característico, no muy fuerte y que desaparece con el pulido, o simplemente limpiando su superficie, pero que reaparece en cuanto se humedece.

5. ColorNo es de gran importancia, a menos que sea para usos ornamentales. Por el color pueden clasificarse en:Blancos: plata, platino, aluminio, estaño, níquel. Blancos azulados: plomo, zinc, estaño; Grises: acero y fundición; amarillos: oro y aleaciones, cobre, etc.

6. SaborEn determinadas condiciones de temperatura suelen dar al agua un sabor metálico característico.

7. Estructura CristalinaObservando directamente la fractura de los metales, se ve unos granos cristalinos que se clasifican en finos y gruesos.

8. DensidadLa densidad es variable en los metales; depende del estado sólido o líquido y del procedimiento con que fueron tratados. La clasificación general de los metales por su densidad es: ligeros(Solamente el Aluminio) y pesados.

9. ConductibilidadLa conductibilidad eléctrica de los metales es máxima en el estado de pureza, disminuyendo a medida que contienen otros elementos.

10. DilataciónLos metales son materiales que tienen una amplia dilatación, en parte debido a su conductibilidad.

11. MaleabilidadEs la propiedad de los metales de poder ser modificados en su forma. Produciendo las modificaciones en el metal, se llega a unmomento en que el límite de elasticidad es excedido, tornándose el metal duro y quebradizo.

12. La maleabilidad puede ser recuperada mediante el recocido, que consiste en calentar el metal a una alta temperatura luego de laminado o estirado, y dejarlo enfriar lentamente. La maleabilidad se aprecia por la sutileza del laminado.

13. Tomando el oro como base, se suele hacer la siguiente clasificación:OroPlataCobreAluminioEstañoPlatinoPlomoZinc Hierro Níquel

14. DuctilidadEs la propiedad de poder ser hilados mediante la tracción. Esta propiedad disminuye con el aumento de temperatura, por lo que el hilado se hace frío, y en consecuencia vuelve duro y frágil, teniendo que ser recocido.

15. Suelen ser clasificados por su ductilidad en:OroPlataPlatinoAluminioHierroNíquelCobreZincEstañoPlomo

16. TenacidadEs la resistencia que oponen los metales a la separación de las moléculas que los integran.La tenacidad aumenta con el temple, laminado, trefilado y añadiendo carbono, con lo que se obtiene el acero; otros agregados la disminuyen, como por ejemplo el azufre.

17. FusibilidadEs la propiedad de los metales de pasar del estado sólido al líquido y viceversa, mediante cambios adecuados de temperatura.

18. Dureza Es la resistencia que oponen los cuerpos a dejarse penetrar por otro. La tenacidad está íntimamente ligada con ésta, y sobre la cual se ha hablado al tratar de las piedras.

19. ElasticidadEs la propiedad que tienen los metales de recuperar su forma primitiva cuando cesa la carga que tendía a deformarlos.

20. TempleEl acero, en mayor proporción que cualquier otro metal, tiene la propiedad de aumentar su tenacidad y dureza cuando luego de calentarlo al rojo vivo se lo enfría repentinamente. En cambio, con el enfriamiento lento disminuye la dureza y aumenta la maleabilidad.

21. SoldabilidadEs la propiedad de unirse de dos metales hasta constituir una sola unidad. Esta unión puede hacerse siempre y cuando las superficies a soldar estén perfectamente limpias.

22. ALEACIONES:Se basan en la propiedad particular de unirse dos o más metales, formando mezclas homogéneas, obtenidas por fusión y recuperando el estado sólido por enfriamiento.Algunas aleaciones se producen en frío y se denominan amalgamas, por mantenerse en estado plástico; éstas son las constituidas con mercurio.Acero

23. Bronce

24. Oro blanco (electro)

25. LatónAluminio

26. Características mecánicas del AluminioDe fácil mecanizado. Muy maleable, permite la producción de láminas muy delgadas.Bastante dúctil, permite la fabricación de cables eléctricos.Material blando.

27. Material que forma aleaciones con otros metales para mejorar las propiedades mecánicas.Permite la fabricación de piezas por fundición, forja y extrusión.Material soldable.

28. El aluminio es un material muy abundante en la corteza terrestre (8%).El mineral del que se extrae el aluminio se llama bauxita. La bauxita es un mineral rico en óxidos hidratados de aluminio, formado a lo largo de millones de años mediante la erosión química de rocas que contienen silicatos de aluminio.

29. Usos del aluminio:- Construcción: ventanas, puertas, perfiles estructurales, etc.-Transmisión eléctrica: Aunque su conductividad eléctrica es tan sólo el 60% de la del cobre su mayor ligereza permite una mayor separación de las torres de alta tensión, disminuyendo los costos de la infraestructura.

30. PrecaucionesEl aluminio es uno de los pocos elementos abundantes en la naturaleza que parecen no tener ninguna función biológica beneficiosa. Algunas personas manifiestan alergia al aluminio, sufriendo dermatitis por contacto;

31. Modo de ProducciónEl proceso Bayer, inventado por Karl Bayer en 1889. El proceso comienza con un lavado de la bauxita molida con una solución de soda cáustica a alta presión y temperatura. Los minerales de aluminio se disuelven mientras que los otros componentes de la bauxita, permanecen sólidos y se depositan en el fondo de un decantador de donde son retirados.

32. A continuación se recristaliza el hidróxido de aluminio de la solución y se calcina a más de 900ºC para producir una alúmina, Al2O3, de alta calidad.

33. ZINCEl zinc o cinc es un metal de color blanco azulado, con símbolo Zn. Es poco abundante en la corteza terrestre pero se obtiene con facilidad.

34. PROPIEDADESInsoluble en aguaSoluble en ácidos y alcoholEs extremadamente frágil en temperaturas ordinarias.Se vuelve maleable entre los 120º y 150º CEn presencia de aire húmedo se oxidaPunto de fusion de 420º C Punto de ebullicion de 907º C Densidad relativa de 7.4

35. Es dúctil y maleableArde a los 700º C con llama azul verdosa Es quebradizo en frioDilatable entre 0 y 100º C

36. CARACTERISTICASEs el 23º elemento mas abundante en la tierra.El galvanizado de acero es la aplicación mas importante.En presencia de humedad se forma una capa superficial de oxido que aísla al metal y lo protege de la corrosión.Reacciona con ácidos no oxidantes.Presenta una gran resistencia a la deformación plástica en frio.

37. APLICACIONES EN LA CONSTRUCCIONSe usa como revestimiento para los techos, hierro y madera.Se aplica en forma de chapas lisas y onduladas.CañaletasCaños de desaguesLimahoyasCornisas, depositos, etc.

38. GargolasAlambreTubos de zincEl acero galvanizado es aquel que se obtiene luego de un proceso de recubrimiento de varias capas de la aleación de hierro y zinc.

41. EL COBRE:Símbolo: CuSe caracteriza por ser uno de los mejores conductores de electricidad. Gracias a su alta conductividad eléctrica, ductilidad y maleabilidad, se ha convertido en el material más utilizado para fabricar cables eléctricos.El cobre es el tercer metal más utilizado en el mundo, por detrás del hierro y el aluminio.

42. CARACTERÍSTICAS:♣Es de color rojizo y de brillo metálico.♣ Gran conductividad eléctrica♣ Gran conductividad térmica♣ Abundante en la naturaleza♣ Tiene un precio accesible♣ Se recicla de forma indefinida♣ Muy maleable, permite la producción de láminas muy delgadas.♣Muy dúctil, permite la fabricación de cables eléctricos muy finos.♣Material blando, resistencia en tracción 25-30 kg/mm2.♣Permite la fabricación de piezas por fundición y moldeo.

43. ♣Material soldable.♣Permite tratamiento térmico. ♣Temple y recocido.♣En general sus propiedades mejoran con las bajas temperaturas lo que permite utilizarlo en aplicaciones criogénicas.♣ Forma aleaciones para mejorar las prestaciones mecánicas♣ Es resistente a la corrosión y oxidación.

44. ALEACIONES:El cobre se alea principalmente con los siguientes elementos: Zinc, Estaño, Aluminio, Niquel, Silicio, Cromo, Latón y otros en menor cuantía.EstañoZincAluminio

45. Latón CromoNiquelSilicio

46. PRODUCCIÓN MINERA: La producción mundial de cobre a partir de minas es de unos 15,6 millones de toneladas al año. El principal país productor es Chile, con más de un tercio del total, seguido por Perú y Estados Unidos.

48. TRATAMIENTOS TÉRMICOS DEL COBRE:Recocido: Se presenta muy bien para operaciones en frío como son: Doblado, Estampado Y Embutido. El recocido se produce calentando el cobre a una temperatura adecuado en un horno eléctrico de atmósfera controlada, y luego se deja enfriar al aire.

49. Refinado: Proceso controlado de oxidación seguida de una reducción. El objetivo de la oxidación es eliminar las impurezas contenidas en el cobre, volatilizándolas o reduciéndolas a escorias.Temple:Se calienta a unos 600 °C y se enfría rápidamente. Con esto se consigue disminuir la dureza del material

50. APLICACIONES Y USOS DEL COBRE:Electricidad Y Telecomunicaciones: Electricidad (generadores, motores y transformadores) Telecomunicaciones (el acceso a Internet, fibra óptica y los sistemas inalámbricos).Medios De Transporte:Componentes de coches y Camiones (radiadores, frenos y cojinetes). También los trenes requieren grandes cantidades de cobre en su construcción: 1 - 2 toneladas en los trenes tradicionales y hasta 4 toneladas en los de alta velocidad.

51. Construcción Y Ornamentación:Una gran parte de las redes de transporte de agua están hechas de cobre. Frente a las tuberías de plástico, las de cobre tienen la ventaja de que no arden en caso de incendio. El cobre se utilizan también como elementos arquitectónicos y revestimientos en tejados, fachadas, puertas y ventanas. construcción estatuas y de campanas.

52. Alambre De Cobre:El alambre de cobre se produce a partir del alambrón y mediante un proceso de desbaste y con un horno de recocido. Se obtiene alambre formado por un hilo de cobre electrolítico en tres temples, duro, semiduro y suave y se utiliza para usos eléctricos. Este tipo de alambre tiene una alta conductividad, ductilidad y resistencia mecánica así como gran resistencia a la corrosión en ambientes salobres.

53. Tubos:Es utilizado en gasfitería, fontanería y sistemas mecánicos para el transporte de líquidos o gases.se utilizan masivamente en residencias, edificios, condominios, oficinas, locales comerciales e industriales.Para la fabricación de tubo: Corte: Los billets se cortan en piezas de alrededor de 700 mm de largo.Calentamiento: Se calienta en un horno a una temperatura entre 800 y 900 °C. Aquí, el metal alcanza un mayor grado de capacidad de deformación plástica.

54. Extrusión: En esta operación se obtiene en una sola pasada una pieza o pretubo de gran diámetro con paredes muy gruesas. Laminación: Es una operación "en frío" que consiste en pasar el pretubo a través de dos cilindros que giran en sentido contrario. Además del movimiento rotatorio los dos cilindros tienen un movimiento de vaivén en sentido longitudinal: Con esto se obtiene una reducción en el espesor de la pared del tubo. Trefilado: Estirar el tubo obligándolo a pasar a través de una serie de matrices externas y de un calibre interno.

55. Recocido: La deformación plástica en frío origina un endurecimiento del metal que trae como consecuencia una pérdida en la plasticidad. Por esta causa se emplea el recocido, para recuperar las características de plasticidad.Acabado: Al final del ciclo de producción se obtiene un tubo recocido; presentado en rollos de alta calidad. A estos tubos se les puede aplicar un revestimiento externo de protección o aislante para diversos usos. Control de Calidad: El tubo terminado se somete a pruebas para determinar imperfecciones.

56. Laminación: Una de las propiedades fundamentales del cobre es su maleabilidad que permite producir todo tipo de láminas desde grosores muy pequeños, tanto en forma de rollo continuo como en planchas de diversas dimensiones, mediante las instalaciones de laminación adecuadas.

57. Níquel

58. AplicacionesAproximadamente el 65% del níquel consumido se emplea en la fabricación de acero inoxidable autentico y otro 12% en súper aleaciones de níquel. El restante 23% se reparte entre otras aleaciones, baterías recargables, acuñación de moneda, recubrimientos metálicos.

59. Abundancia y ObtenciónEl níquel aparece en forma de metal en los meteoritos y se encuentra en el núcleo de la Tierra. Las minas de Nueva Caledonia (Francia) y Canadá producen hoy día el 70% del níquel consumido. Otros productores son Cuba, Puerto Rico, Rusia, Republica Dominicana y China.

60. En construcción se usa para la fabricación de un tipo de acero y como recubrimiento protector de otros metales como el hierro, el cobre y el bronce, que niquelados son de uso corriente en la fabricación de canillas, artefactos eléctricos y herrajes de carpintería.Las aleaciones de níquel-cobre son muy resistentes a la corrosión.

61. Propiedades del NíquelNo es atacable por el oxígeno, ni los ácidos clorhídricos y sulfúrico inoxidable.Propiedades magnéticas por debajo de los 345ºC.Resistente a la corrosión, al desgaste y a las altas temperaturas.Dúctil, duro, maleable, no se mancha, buen conductor del calor y la electricidad.El ácido nítrico lo ataca fácilmente.Su punto de fusión es de 1,450ºC

62. EL CROMO:Su símbolo es Cr.Metal de transición duro, frágil, gris acerado y brillante. Es muy resistente frente a la corrosión.

63. APLICACIONES:El cromo se utiliza principalmente en metalurgia para aportar resistencia a la corrosión y un acabado brillante. En pinturas cromadas como tratamiento antioxidante Es común el uso del cromo y de alguno de sus óxidos como catalizadores.El mineral cromita (Cr2O3·FeO) se emplea en moldes para la fabricación de ladrillos.

65. Para preservar la madera se suelen utilizar sustancias químicas que se fijan a la madera protegiéndola. Entre estas sustancias se emplea óxido de cromo (VI) (CrO3). Para preservar la madera se suelen utilizar sustancias químicas que se fijan a la madera protegiéndola. Entre estas sustancias se emplea óxido de cromo (VI) (CrO3). El dióxido de cromo (CrO2) se emplea para fabricar las cintas magnéticas empleadas en las casetes, dando mejores resultados que con óxido de hierro (Fe2O3) debido a que presentan una mayor coercitividad

66. ABUNDANCIA Y OBTENCIÓN:Se obtiene cromo a partir de la cromita (FeCr2O4).El cromo se obtiene comercialmente calentando la cromita en presencia de aluminio o silicio (mediante un proceso de reducción).Aproximadamente la mitad de la cromita se extrae de Sudáfrica. También se obtiene en grandes cantidades en Kazajistán, India y Turquía.

67. Es un metal plateado, maleable, que no se oxida fácilmente y es resistente a la corrosión. Se encuentra en muchas aleaciones y se usa para recubrir otros metales protegiéndolos de la corrosión. Una de sus características más llamativas es que bajo determinadas condiciones forma la peste del estaño. Al doblar una barra de este metal se produce un sonido característico llamado grito del estaño, producido por la fricción de los cristales que la componen.ESTAÑO:

68. APLICACIONES:Se usa como revestimiento protector del cobre del hierro y de diversos metales usados en la fabricación de latas de conserva.

69. Su uso también es de disminuir la fragilidad del vidrio.

70. Los compuestos de estaño se usan para fungicidas, tintes, dentífricos (SnF2) y pigmentos.

71. Se usa para hacer bronce, aleación de estaño y cobre.

72. Se usa para la soldadura blanda, aleado con plomo.

73. Se usa en aleación con plomo para fabricar la lámina de los tubos de los órganos musicales.

74. En etiquetas

75. Recubrimiento de acero.Se usa como material de aporte en soldadura blanda con cautín, bien puro o aleado. La directiva RoHS prohíbe el uso de plomo en la soldadura de determinados aparatos eléctricos y electrónicos.

76. El estaño también se utiliza en la industria de la cerámica para la fabricación de los esmaltes cerámicos. Su función es la siguiente: en baja y en alta es un opacificante. En alta la proporción del porcentaje es más alto que en baja temperatura.

77. Es usado también en el sobretaponado de botellas de vino, en forma de cápsula. Su uso se extendió tras la prohibición del uso del plomo en la industria alimenticia. España es uno de los mayores fabricantes de cápsulas de estaño.OBTENCIÓN:El estaño se obtiene del mineral casiterita (óxido de estaño (IV))en donde se presenta como óxido. y también en el cobre. Dicho mineral se muele y se enriquece en dióxido de estaño por flotación, después se tuesta y se calienta con coque en un horno de reverbero con lo cual se obtiene el metal. Originalmente los griegos fueron los primeros en descubrirlo.

78. PROPIEDADES DEL ESTAÑO: El estaño es muy dúctil y maleable a 100 °C de temperatura y es atacado por los ácidos fuertes. Ordinariamente es un metal blanco plateado, pero a temperaturas por debajo de los 13 °C se transforma a menudo en una forma alotrópica (claramente distinta) conocida como estaño gris, que es un polvo amorfo de color grisáceo con una densidad relativa de 5,75.

79. El estaño ocupa el lugar 49 entre los elementos de la corteza terrestre. El estaño ordinario tiene un punto de fusión de 232 °C, un punto de ebullición de 2.260 °C y una densidad relativa de 7,28. Su masa atómica es 118,69.

80. ACERO:Aleación de hierro y carbono, donde el carbono no supera el 2% en peso de la composición de la aleación.

81. Propiedades:Las propiedades físicas de varios tipos de acero depende principalmente de la cantidad del carbono presente y en como es distribuido en el hierro.Densidad 7.7 / 8.1 [kg/dm3] Módulo de elasticidad E=190÷210 [GPa] Relación de Poisson ν = 0.27 ÷ 0.30 Conductividad térmica κ = 11.2 ÷ 48.3 [W/mK]

82. Expansión térmica α = 9 ÷27 [10-6 / k]

83. El acero funde entre los 1400 y 1500°c

84. Resistente a la tensión

85. Tenaz

86. Relativamente dúctil

87. Resistencia a la fatiga

88. Maleable En función de la temperatura el acero se puede encoger, estirar o derretir.El punto de fusión del acero depende del tipo de aleación. El de su componente principal, el hierro es de alrededor de 1510 °C, sin embargo el acero presenta frecuentemente temperaturas de fusión de alrededor de 1375 °C (2500 °F). Por otra parte el acero rápido funde a 1650 °CSu punto de ebullición es de alrededor de 3000 °CSe puede soldar con facilidad.

89. Es muy corrosivo

90. Posee una alta conductividad eléctrica.

91. Un aumento de la temperatura en un elemento de acero provoca un aumento en la longitud del mismo.

92. Es incombustible

93. Forjabilidad: Significa que al calentarse y al darle martillazos se les puede dar cualquier forma deseada.

94. Trabajabilidad: Se pueden cortar y perforar a pesar de que es muy resistente y aun así siguen manteniendo su eficaciaCARACTERÍSTICAS: En función de la temperatura el acero se puede contraer, dilatar o fundir.El punto de fusión del acero depende del tipo de aleación.Relativamente dúctil. Con él se obtienen hilos delgados llamados alambres.Es maleable, se pueden obtener láminas delgadas llamadas hojalata.Algunas composiciones y formas del acero mantienen mayor memoria, y se deforman al sobrepasar su límite elástico.Se utiliza para la fabricación de imanes permanentes artificiales

95. VENTAJAS:Alta resistencia.- La alta resistencia del acero por unidad de peso implica que será poco el peso de las estructuras, esto es de gran importancia en puentes de grandes claros. Uniformidad.- Las propiedades del acero no cambian apreciablemente con el tiempo como es el caso de las estructuras de concreto reforzado.

96. Durabilidad.- Si el mantenimiento de las estructuras de acero es adecuado duraran indefinidamente.

97. Ductilidad.- La ductilidad es la propiedad que tiene un material de soportar grandes deformaciones sin fallar bajo altos esfuerzos de tensión. La naturaleza dúctil de los aceros estructurales comunes les permite fluir localmente, evitando así fallas prematuras.

98. Alta resistencia a la corrosión.

99. Alta resistencia mecánica.