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Metal

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Javier Romeral

on 5 December 2013

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Metales Obras representativas Se le denominaba kobold en la Edad Media por los mineros que consideraban este metal sin valor y tenían la creencia de que un duende lo ponía en sustitución de la plata que había robado. En el diccionario castellano del siglo XVIII aparece como cobalt Hierro Aluminio El hierro es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre y el segundo metal después del aluminio.

Se conoce desde la Prehistoria, donde da nombre a un período, la Edad del Hierro, en el que se extendió su uso y el trabajo con este metal.

De modo industrial solo resulta rentable extraerlo de aquellos minerales que tienen una mayor concentración de este elemento, como la limonita, la siderita, la magnetita, el oligisto (sobre todo una de sus variedades, el hematites) y la pirita.
Es el metal más importante para la actividad humana debido a que se emplea en multitud de aplicaciones, así como otras aleaciones derivadas de él (acero). En torno a este metal se levanta toda una serie de industrias destinadas a su extracción y transformación, y a la fabricación de todo tipo de herramientas, maquinaria pesada, etc. Es de color gris, más azulado en estado puro.
Su temperatura de fusión es 1.535 °C.
Es un metal blando, maleable y dúctil.
Se magnetiza fácilmente a temperatura ambiente.
Expuesto al aire húmedo se oxida fácilmente, se cubre de herrumbre y puede llegar a agujerearse. Se trata de un metal de transición de color rojizo y brillo metálico que, junto con la plata y el oro, forma parte de la llamada familia del cobre, se caracteriza por ser uno de los mejores conductores de electricidad (el segundo después de la plata). Gracias a su alta conductividad eléctrica, ductilidad y maleabilidad, se ha convertido en el material más utilizado para fabricar cables eléctricos y otros componentes eléctricos y electrónicos.
Los pórfidos cupríferos constituyen la principal fuente de extracción de cobre en el mundo. Cobre Metales no ferrosos Metales ferrosos Acero De todas las aleaciones del hierro que se emplean en la industria, la más importante es, sin duda, el acero. A la fabricación de este material se destina alrededor del 75 % del arrabio que se produce en los altos hornos.
El acero es una aleación de hierro con una pequeña cantidad de carbono (inferior al 1,7%) y cantidades aún menores de otros elementos, como silicio, fósforo, manganeso, etc., dependiendo del tipo de acero que se quiere producir. Estos elementos le confieren propiedades especiales, como, por ejemplo, mayor elasticidad, resistencia al desgaste, a la corrosión, a la oxidación, etc. El acero ordinario es el que solamente lleva en su composición hierro y carbono, y se emplea para fabricar piezas y maquinaria de todo tipo, como tornillería, vías para tren, etc. Aleaciones Latón El latón, que contiene un 70 % de cobre y un 30 % de cinc. Se emplea para fabricar tuberías y canalizaciones, llaves, bisagras, pomos, tornillos, latas de conservas, etc. Bronce El bronce, donde se alea con estaño. El bronce es más duro y resistente que el cobre, y también menos dúctil. Contiene un 90 % de cobre, y se emplea para fabricar recipientes a presión, hélices de barco, campanas y estatuas. Alpaca La alpaca, que es una aleación de cobre, cinc y níquel. De aspecto plateado, se usa para fabricar objetos decorativos, en los que sustituye a la plata, y para resistencias eléctricas y material sanitario. Clasificación metales de los Antimonio El antimonio es estable a temperatura ambiente, pero cuando se calienta, arde brillantemente, desprendiendo un humo blanco y denso de óxido de antimonio (Sb2O3) con un olor característico parecido al del ajo. Desde el punto de vista químico, el antimonio está muy relacionado con el arsénico. Se combina fácilmente con el arsénico, el plomo, el estaño, el zinc, el hierro y el bismuto.
Distribución y usos
El antimonio se encuentra en la naturaleza combinado con diversos elementos, en especial en minerales que contienen estibina (Sb2S3), valentinita (Sb2O3), kermesita (Sb2S2O) y senarmontita (Sb2O3).
El antimonio con un alto grado de pureza se utiliza en la fabricación de semiconductores. Se utilizan en rodamientos,
placas para baterías, apantallamiento de cables, soldaduras,
piezas ornamentales y municiones. La resistencia del
antimonio metálico a los ácidos y las bases se aprovecha en el
montaje de las fábricas de productos químicos. El antimonio es estable a temperatura ambiente, pero cuando se calienta, arde brillantemente, desprendiendo un humo blanco y denso de óxido de antimonio (Sb2O3) con un olor característico parecido al del ajo. Desde el punto de vista químico, el antimonio está muy relacionado con el arsénico. Se combina fácilmente con el arsénico, el plomo, el estaño, el zinc, el hierro y el bismuto.
Distribución y usos
El antimonio se encuentra en la naturaleza combinado con diversos elementos, en especial en minerales que contienen estibina (Sb2S3), valentinita (Sb2O3), kermesita (Sb2S2O) y senarmontita (Sb2O3).
El antimonio con un alto grado de pureza se utiliza en la fabricación de semiconductores. Bario Distintos tipos de aceros Acero blando: contiene menos de un 0.15% de carbono
Acero intermedio: contiene entre un 0.15 y un 0.3% de carbono
Acero duro: contiene mas del 0.3% de carbono
Acero inoxidable: es una aleación que contiene mas del 8% de elementos de aleación como cromo, niquel y sílice.
Acero galvanizado: recubierto de Zinc para protegerlo de la corrosión atmosférica.
Acero para latas y conservación de alimentos: Es un acero que contiene estaño que lo hace resistente al ataque de los ácidos orgánicos y la oxidación. Aplicaciones Extracción hematita pirita siderita Los metales ferrosos

El hierro, metal resistente y maleable, se utiliza para las verjas de jardín, portones y cerramientos. La fundición, aleación de hierro y de carbono, se utiliza para los radiadores, las barandillas y ciertas canalizaciones. El acero blando, mezcla de hierro y de carbono, se utiliza en la construcción en forma de viguetas o chapas, que se encuentran en verjas, puertas, persianas...Todos estos materiales deben estar protegidos del oxígeno y de la humedad. Los metales no ferrosos

El cinc, poco alterable, se utiliza para los canalones y las cubiertas de las casas. El aluminio está presente en ventanas, puertas y portones gracias a su resistencia a la intemperie. El cobre es inalterable al agua y al vapor de agua. El acero galvanizado, acero recubierto, se utiliza para puertas de garajes y barandillas. Aplique un fondo adecuado sobre estos metales antes del acabado. usos usos Ligeros Ultraligeros Pesados Cobalto Características: su densidad es de 8,6 kg/dm³, su punto de fusión es de 1490 ºC; tiene propiedades análogas al níquel pero no es magnético. Aleaciones y aplicaciones: se emplea para endurecer aceros para herramienta (aceros rápidos) y como elemento para fabricación de metales duros empleados para herramientas de corte. Estaño Características: su densidad, su punto de fusión alcanza los 231ºC, tiene una resistencia de tracción de 5 kg/mm²; en estado puro tiene un color brillante pero a temperatura ambiente se oxida y lo pierde, en temperatura ambiente es muy blando y flexible, sin embargo en caliente es frágil y quebradizo, por debajo de -20000ºC se empieza a descomponer convirtiéndose en un polvo gris. Este proceso se conoce como peste de estaño; al doblarse se oye un crujido denominado grito de estaño Aleaciones: las más importantes son el bronce (cobre y estaño) y las soldaduras blandas (plomo + estaño con proporciones de este entre el 25% y el 90%) Aplicaciones: sus aplicaciones más importantes son la fabricación de hojalata y proteger el acero contra la oxidación. Concepto de Se llama metal a los elementos químicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad. Tienen alta densidad y son sólidos en temperaturas normales excepto el mercurio.
La ciencia de materiales define un metal como un material en el que existe, una relación entre la banda de valencia y la banda de conducción en su estructura electrónica. Esto le da la capacidad de conducir fácilmente calor y electricidad y generalmente la capacidad de reflejar la luz, lo que le da su peculiar brillo. metal 1 2 Propiedades de los metales Su principal característica es que son brillantes y son maleables, esto quiere decir que se pueden deformar sin romperse, además son excelentes conductores de calor y electricidad.

Maleabilidad: capacidad de los metales de hacerse láminas al ser sometidos a esfuerzos de compresión.
Ductilidad: propiedad de los metales de moldearse en alambre e hilos al ser sometidos a esfuerzos de tracción.
Tenacidad: resistencia que presentan los metales al romperse o al recibir fuerzas bruscas (golpes, etc.)
Resistencia mecánica: capacidad para resistir esfuerzo de tracción, comprensión, torsión y flexión sin deformarse ni romperse. aspecto Punto de fusión Aspecto; Posee un gran poder reflector y escasa absorción de la luz intensa llamado "brillo metálico". Dureza: ofrecen resistencia a ser rallados por otros metales, la cual se mide en la "escala de möh". Maleabilidad; los metales son maleables porque pueden reducirse a hojas delgadas o láminas bajo la acción de una fuerza, pueden estirarse sin romperse permitiendo obtener alambres o hilos. Densidad: son mas densos que el agua. En función de su densidad se clasifican en ligeros, ultraligeros y pesados. Solubilidad: Son insolubles en los disolventes neutros habituales. Punto de fusión; Son altos, los metales son solidos a nivel de temperatura ambiente excepto el mercurio. También sus puntos de ebullición son altos Dureza Solubilidad Densidad Maleabilidad Características de los metales 2. 1 3 Forja es un proceso de conformado por deformación plástica que puede realizarse en caliente o en frío y en el que la deformación del material se produce por la aplicación de fuerzas de compresión.
Este proceso de fabricación se utiliza para dar una forma y unas propiedades determinadas a los metales y aleaciones a los que se aplica mediante grandes presiones. La deformación se puede realizar de dos formas diferentes: por presión, de forma continua utilizando prensas, o por impacto, de modo intermitente utilizando martillos pilones. 4 Fundiciones La Fundición de metales es el proceso de fabricación de piezas mediante el colado del material derretido en un molde. Los mismos que son elaborados en arena y arcilla debido a la abundancia de este material y también a la resistencia que tiene al calor, permitiendo además que los gases se liberen al ambiente y que el metal no. 4. 1 algunos tipos de Hornos Horno de Cubilote Este es un tipo de horno cilíndrico vertical de aproximadamente 6 metros de alto, el cual lleva los metales en el colocados, hasta el estado líquido y permite su colado, puede ser utilizado para la fabricación de casi todas las aleaciones de Hierro, tiene ventilación forzada por toberas ubicadas en la parte inferior del mismo. Convertidor Bessemer El proceso Bessemer fue el primer proceso industrial barato para la fabricación en serie de acero de un metal en lingotes fundido. El proceso es nombrado por su inventor, Henry Bessemer, que sacó una patente del proceso en 1855. El horno de reverbero es un tipo de horno generalmente rectangular, cubierto por una bóveda de ladrillo refractario, que refleja (o reverbera) el calor producido en un sitio independiente del hogar donde se hace la lumbre. Tiene siempre chimenea. El combustible no está en contacto directo con el contenido, sino que lo calienta por medio de una llama insuflada sobre él desde otra cámara siendo por tanto el calentamiento indirecto. Horno de Reverbero Los hornos Martin-Siemens son hornos de reverbero y se utilizan principalmente para la fusión y afino del acero destinado a la fabricación de lingotes, y representaron la forma de fabricación de acero más extendido en Gran Bretaña y Estados Unidos. Su capacidad puede variar entre 25 y 500 toneladas. El horno Martin-Siemens es calentado con aceite, gas de coquería, gas de gasógenos o una mezcla da gas de alto horno y de coquería, si se dispone de ella. Horno Siemens-Martín Sir Humphry Davy llevó a cabo una demostración experimental del horno en 1810; el método de soldadura por arco eléctrico fue investigado por Pepys en 1815; Pinchon intentó crear un horno electrotérmico en 1853;y, en 1878 - 79, Sir William Siemens patentó el horno de arco eléctrico.
Se utilizan principalmente para la fabricación de acero a partir de chatarra o prerreducido. Horno eléctrico de arco Proceso de extracción Métodos gravimétricos, por ej. separación de metales nobles, con o sin concentración previa.

Métodos pirometalúrgicos, fusión, conversión y afino, que normalmente siguen a una concentración, por ej. minerales de cobre.

Métodos hidrometalúrgicos, donde los metales de interés son disueltos en soluciones acuosas de sales especiales o ácidos. Las operaciones de preparación suelen ser sólo de reducción de tamaño. Por ej. para minerales que contengan uranio, cobre, oro, plata, etc.

Métodos electrometalúrgicos, aplicados a soluciones electrolíticas acuosas (Cu, Ag, etc) o fundidas (caso del aluminio)

Métodos magnéticos, aplicables a minerales ferrosos y paramagnéticos, aunque estos son procesos de preparación previa que pueden seguir con una fusión o una lixiviación. mezcla de metales Los metales para poder mezclarse tienen que tener una estructura cristalina igual o parecida, según el proceso pueden salir mejores o peores metales. Metalurgia Mena Ganga terminología La metalurgia es la técnica de la obtención y tratamiento de los metales desde minerales metálicos hasta los no metálicos. También estudia la producción de aleaciones, el control de calidad de los procesos vinculados así como su control contra la corrosión. Además de relacionarse con la industria metalúrgica Es el termino designado para referirse al mineral encontrado en la naturaleza Sustancias que acompañan al mineral y que no valen para nada. Son como paquetes. La metalurgia es la técnica de la obtención y tratamiento de los metales desde minerales metálicos hasta los no metálicos. También estudia la producción de aleaciones, el control de calidad de los procesos vinculados así como su control contra la corrosión. Además de relacionarse con la industria metalúrgica Titanio Se trata de un metal no ferromagnético. Es el tercer elemento más común encontrado en la corteza terrestre. Los compuestos de aluminio forman el 8% de la corteza de la tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas, de la vegetación y de los animales.1 En estado natural se encuentra en muchos silicatos (feldespatos, plagioclasas y micas). Como metal se extrae únicamente del mineral conocido con el nombre de bauxita, por transformación primero en alúmina mediante el proceso Bayer y a continuación en aluminio metálico mediante electrólisis. Magnesio
El magnesio es el elemento químico de símbolo Mg y número atómico 12. Su masa atómica es de 24,305 u. Es el séptimo elemento en abundancia constituyendo del orden del 2% de la corteza terrestre y el tercero más abundante disuelto en el agua de mar. El ion magnesio es esencial para todas las células vivas. El metal puro no se encuentra en la naturaleza. Una vez producido a partir de las sales de magnesio, este metal alcalino-térreo es utilizado como un elemento de aleación. 5 6 La soldadura es un proceso de fabricación en donde se realiza la unión de dos materiales.
En este caso hablamos de los metales y existen distintos tipos de soldaduras que podremos descomponer en cuatro principales. Soldadura Soldadura tipos de Estaño Soldeo blando y fuerte Hilo Electrodos El soldeo blando y fuerte es un proceso en el cuál no se produce la fusión de los metales base, sino únicamente del metal de aportación. Siendo el primer proceso de soldeo utilizado por el hombre, ya en la antigua Sumeria.
El soldeo blando se da a temperaturas inferiores a 450 ºC.
El soldeo fuerte se da a temperaturas superiores a 450 ºC. La soldadura por electroescoria es un proceso de soldadura por fusión, con protección de escoria. Este técnica se utiliza para una soldadura por colada continua. Utiliza un equipo parecido al de soldadura por arco.
Se caracteriza por la utilización de electrodos, y de un mecanismo con zapatas. El metal líquido que se forma en este proceso es retenido por las zapatas de cobre que se refrigeran por agua. Estas zapatas están colocadas una en la parte delantera; y la otra en la parte trasera de la zona de soldadura. Uno de los tipos más comunes de soldadura de arco es la soldadura manual con electrodo revestido (SMAW, Shielded Metal Arc Welding), que también es conocida como soldadura manual de arco metálico (MMA) o soldadura de electrodo. Es muy común en circuitos elctricos se trata de calentar el hierro de la pistola y acercar el estaño a este hierro. 7 Se denomina corrosión al proceso de destrucción de los metales y sus aleaciones, provocado por la acción química o electroquímica.
La corrosión causa un enorme daño a la economía de los países. Esto se manifiesta en la pérdida irreversibles anualmente de millones de toneladas de metales. Por ejemplo, a causa de la corrosión se pierde cerca del 10% de todo el metal ferroso producido. Metales como el oro, la plata y el cobre, fueron utilizados desde la prehistoria. Al principio, sólo se usaron los que se encontraban fácilmente en estado puro (en forma de elementos nativos), pero paulatinamente se fue desarrollando la tecnología necesaria para obtener nuevos metales a partir de sus menas, calentándolos en un horno mediante carbón de madera.
El primer gran avance se produjo con el descubrimiento del bronce, fruto de la utilización de mineral de cobre con incursiones de estaño, entre 3500 a. C. y 2000 a. C., en diferentes regiones del planeta, surgiendo la denominada Edad del Bronce, que sucede a la Edad de Piedra. Historia Oxidación corrosión y El metal se destruye en forma uniforme por toda la superficie. Este tipo de corrosión se observa con mas frecuencia en metales puros y en aleaciones del tipo de solución solida homogéneas, dentro de medios muy agresivos, que impiden la formación de la película protectoras. Corrosión intercristalina. Se trata de la destrucción del metal o la aleación a lo largo de los límites de los granos. La corrosión se propaga a gran profundidad sin ocasionar cambios notables en la superficie y por eso puede ser causa de grandes e imprevistas averías. Corrosión local. En este caso, la destrucción se produce en algunas regiones de la superficie del metal. La corrosión local aparece como resultado de la rotura de la capa de protección de óxidos u otra; de los puntos afectados la corrosión se propaga al interior del metal. Este tipo de corrosión es mas común en aleaciones de múltiples componentes. Los defectos de la superficie (rasguños, rebabas etc.) favorecen el desarrollo de la corrosión local. Corrosión uniforme. tipos de corrosión La oxidación es una reacción química donde un metal o un no metal cede electrones, y por tanto aumenta su estado de oxidación. La reacción química opuesta a la oxidación se conoce como reducción, es decir cuando una especie química acepta electrones. Estas dos reacciones siempre se dan juntas, es decir, cuando una sustancia se oxida, siempre es por la acción de otra que se reduce. Una cede electrones y la otra los acepta. Por esta razón, se prefiere el término general de reacciones redox. La propia vida es un fenómeno redox. El oxígeno es el mejor oxidante que existe debido a que la molécula es poco reactiva (por su doble enlace) y sin embargo es muy electronegativo, casi como el flúor. Oxidación lenta La que ocurre casi siempre en los metales a causa del agua o aire, causando su corrosión y pérdida de brillo y otras propiedades características de los metales, desprendiendo cantidades de calor inapreciables; al fundir un metal se acelera la oxidación, pero el calor proviene principalmente de la fuente que derritió el metal y no del proceso químico (una excepción sería el aluminio en la soldadura autógena). La que ocurre durante lo que ya sería la combustión, desprendiendo cantidades apreciables de calor, en forma de fuego, y ocurre principalmente en substancias que contienen carbono e hidrógeno, (Hidrocarburos) Oxidación rápida 8 métodos de protección Hay que evitar la acumulación de agua, sobre todo formando películas de poco espesor, jugando con el diseño. También hay que evitar el contacto metal-metal. Y rodear el metal de un ambiente con un PH que evite la reacción, como el hormigón armado, el cemento es un buen protector porque tiene un PH de 14, pero no quita que pueda llegar la corrosión, por una carbonatación del hormigón. Otro método es revestir superficies con materiales que eviten la presencia de oxígeno como son: Estañado. Es la hojalata, es el mas antiguo, no es muy duradero solo cubre y no protege demasiado. Latonado Se emplea sobre todo en tornillería y en verjas para imitar los colores dorados, pero tiene poca durabilidad. Dorado Se emplea oro y de utiliza en accesorios de cuarto de baño y grifería de alta calidad, tienen muy buena durabilidad e independencia del espesor de la capa depositada. Barnizado Es un revestimiento superficial para aumentar su resistencia al roce, la humedad, etc...
el barnizado se hace después de darle uno de los otros acabados. Galvanizado Es un proceso en el que el metal se introduce en un baño de Zinc fundido a 450º.
También existen varios tipos de pinturas metalizadas al Zinc. TEMA4
ASIGNATURA
CURSO
AÑO
NOMBRE METALES
MATERIALES CON MIGUEL
2º PRODUCTOS
2012/13
JAVIER LAYOS
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