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FACILITADOR: RAFAEL BÓSQUEZ

LOS METALES.

Metal se denomina a los 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); sus sales forman iones electropositivos (cationes) en disolución.

LOS METALES

• El concepto de metal refiere tanto a elementos puros, así como aleaciones con características metálicas, como el acero y el bronce. Los metales comprenden la mayor parte de la tabla periódica de los elementos y se separan de los no metales por una línea diagonal entre el boro y el polonio. En comparación con los no metales tienen baja electronegatividad y baja energía de ionización.

• Algunos metales se encuentran en forma de elementos nativos, como el oro, la plata y el cobre, aunque no es el estado más usual.

• Muchos metales se encuentran en forma de óxidos. El oxígeno, al estar presente en grandes cantidades en la atmósfera, se combina muy fácilmente con los metales, que son elementos reductores, formando compuestos como la bauxita (Al2O3) y la limonita (Fe2O3).

LOS METALES

Los metales alcalinos, además del berilio y el magnesio, se suelen extraer a partir de los cloruros depositados debido a la evaporación de mares y lagos, aunque también se extrae del agua del mar. El ejemplo más característico es el cloruro sódico o sal común, NaCl.

• Metales que están destinados a un uso especial, son el antimonio, el cadmio o el litio. Los pigmentos amarillos y anaranjados del cadmio son muy buscados por su gran estabilidad, como protección contra la corrosión, para las soldaduras y las aleaciones correspondientes y en la fabricación de baterías de níquel y cadmio, consideradas excelentes por la seguridad de su funcionamiento

USO EN LA INDUSTRIA

También se le utiliza como estabilizador en los materiales plásticos (PVC) y como aleación para mejorar las características mecánicas del alambre de cobre.

Su producción se lleva a cabo en el momento de la refinación de zinc, con el que esta ligado, se trata de un contaminante peligroso.

USO EN LA INDUSTRIA

El litio, metal ligero, se emplea principalmente en la cerámica y en los cristales, como catalizador de polimerización y como lubricante, así como para la obtención del aluminio mediante electrolisis. También se emplea para soldar, en las pilas y en las baterías para relojes, en medicina (tratamiento para los maníaco-depresivos) y en química.

USO EN LA INDUSTRIA

El níquel, a causa de su elevada resistencia a la corrosión, sirve para «niquelar» los objetos metálicos, con el fin de protegerlos de la oxidación y de darles un brillo inalterable en la intemperie.

El denominado "hierro blanco" es, en realidad, una lamina de acero dulce que recibe un baño de cloruro de zinc fundido, y a la que se da después un revestimiento especial de estaño

Los metales se dividen en dos grandes categorías: metales ferrosos, los cuales contienen hierro, y metales no ferrosos, los cuales no lo contienen.

Hacer una aleación es similar a hacer un pastel. Cuando se mezcla harina y agua y se hornean, el resultado es una pasta simple. En forma similar, se tiene como resultado un metal base un metal base.

El metal ferroso es el que contiene o se forma con hierro y otros elementos. El hierro es el más común y útil de todos los metales.

El arrabio o hierro de primera fusión que se obtiene del alto horno, se utiliza poco para procesos de manufactura porque es quebradizo y tiene muchas impurezas.

METALES FERROSOS

El hierro puro se obtiene al eliminar las impurezas del arrabio. El hierro puro tiene poco uso en los procesos de manufactura, excepto para formar aleaciones, porque es demasiado blando. Sin embargo, es esencial para producción de acero.

METALES FERROSOS

El hiero forjado se produce con la adición de chatarra y mineral de hierro al arrabio y, luego, al calentar la mezcla en un horno especial. Esta mescla se trabaja dentro del horno para formar bolsas grandes de metal. Cuando se sacan, se martillan y se laminan de modo que una parte de la escoria atrapada dentro del metal.

METALES FERROSOS

El acero de bajo carbono (acero dulce) tiene pequeñas cantidades de carbono. Se utiliza en la manufactura de cadenas, clavo, tubos, perfiles y formas estructurales.

METALES FERROSOS

El acero de mediano carbono tiene más cantidad de carbono que el acero dulce y se utiliza en la fabricación de ejes para vehículos y para máquinas.

METALES FERROSOS

El acero de alto carbono tiene un contenido todavía mayor de carbono que los dos anteriores. Se utiliza en muelle y resortes de automóviles, yunques y hojas de sierra.

METALES FERROSOS

El acero de muy alto carbono tiene mas carbono que los tres anteriores, pero menos que el hierro fundido. Se utiliza para hacer cinceles, cuchillas y limas.

METALES FERROSOS

El acero fundido es acero colado o vaciado en moldes en lugar de darle determinada forma.

El acero de aleación se produce al agregarle otros elementos. Por ejemplo, se añade níquel y cromo para producir acero inoxidable. El tungsteno se agrega para producir herramientas de corte con mucho filo. El manganeso se agrega para hacer herramientas de corte muy duras.

El aluminio en su estado es como el hierro puro o sea, de muy poco valor para la fabricación. Sin embargo, cuando se le agregan otros elementos o metales, tiene millares de aplicaciones que van desde piezas para aviones vehículos, hasta “papel” para envolver alimentos.

METALES NO FERROSOS

El cobre se emplea en los utensilios de cocina y equipo eléctrico. Cuando se forma una aleación con el estaño, se produce el metal llamado bronce. Cuando se forma una aleación con el zinc se produce el metal llamado latón

METALES NO FERROSOS

El plomo es uno de los metales más antiguos conocidos por el hombre. Se utiliza, entre otras cosas, para producir tipos para impresas, soldadura blanda y pigmento para pinturas.

Todos los días las personas utilizan centenares de artículos hechos con acero son pocas las que se preguntan de donde proviene. Para producir acero, se necesitan tres materiales básicos: mineral de hierro, carbón y piedra caliza. Para poder fundir el hierro contenido en el mineral. Se necesitan temperaturas muy elevadas. El carbón que es el combustible básico, no puede producir estas elevadas temperaturas, si primero no se lo convierte en coque lo cual se hace en un horno de coquización.

El primer paso para la producción del acero es en el alto horno, en donde se cargan capas alternadas de mineral de hierro, coque y piedra caliza por la parte superior de una estructura cilíndrica de gran altura, revestida con ladrillos refractarios. Se insufla aire supercalentado hacia arriba en el alto horno conforme va bajando la mezcla de mineral de hierro, coque y piedra caliza.

Los términos de bajo, mediano y alto carbono en relación con el acero se usan para indicar, en una forma muy general, el contenido de carbono del acero. Sin embargo, la producción es ya casi una ciencia exacta y es un proceso de manufactura rigurosamente controlado.

IDENTIFICACIÓN DE LOS ACEROS

Existen diversos metodos para identificar o clasificar los aceros. Algunas de las asociaciones que los han establecido son la SAE (Society of Automovive Engineers), ASTM (AmericanSociety for Testing and Materials) y el AISI (American Iron and Steel Institute) y todas tienen clasificaciones para el acero.

IDENTIFICACIÓN DE LOS ACEROS

Como el método utilizado por cada una es similar, veremos el utilizado por la SAE. Este sistema está basado en el análisis químico del acero y se usa un sistema de numeración de cuatro dígitos. El primer digito indica el tipo de acero

IDENTIFICACIÓN DE LOS ACEROS

El segundo digito inidica el porcentaje de aleación en el acero, por ejemplo 10XX. El cero indica que no hay elemento de aleación, es decir que es acero al carbono simple.

IDENTIFICACIÓN DELOS ACEROS

El tercero y cuarto digito, juntos, indican el contenido de carbono del acero. En el 1010, por ejemplo el segundo 10 señala que el acero tiene 10/100 de 1% de carbono. Entonces, el acero 1010 se clasificaría como acero al bajo carbono y es el que se utilizaría para alojar el núcleo en la mayor parte en la mayor parte de los electrodos de acero para soldadura.

Carbono. Como se mencionó el hierro puro es blando y maleable, además tiene escaso valor comercial por su baja resistencia a la tracción y poca dureza. Sin embargo el hierro puro es el material básico para el acero y el hierro fundido. Cuando se agregan pequeñas cantidades de carbono ocurren cambios importantes en las propiedades mecánicas del hierro.

CONTENIDO DE CARBONO

El que tiene un contenido de carbono hasta de 0.3%, se llama acero dulce. Con 0.3% a 0.6% de carbono, se llama acero simple al carbono. Con 0.6% a 1.7% se denomina acero den alto carbono. El hierro fundido es el que contiene más de 1.7% de carbono.

ELEMENTOS ESPECIALES

Manganeso. Es un elemento o ingrediente esencial porque produce más solidez y elimina la porosidad por gas.

Cromo. Se agrega al acero para aumenta la dureza y la resistencia a la abrasión.

Níquel. Se agrega para dar resistencia a los choques y se emplea el cromo para formar una gran variedad de aceros inoxidables.

Para examinar e identificar todos los metales, la industria tiene laboratorios bien equipados, maquinaria costosa y técnicos especialistas. Los soldadores pueden emplear métodos más sencillos y con la práctica, llegan a identificarlos muy bien. Una sola prueba a veces puede determinar el metal.

Identificación de los materiales

Color: La mayoría de las personas conocen los colores de los metales más comunes:

Cobre Rojo Latón Amarillo Bronce Dorado Hierro fundido Gris Acero inoxidable Plateado Aluminio Blanco

Identificación de los materiales.

Prueba a la flama: Los diferentes metales tienen distinta reacción al aplicarles una fuente de calor.

Prueba con imán: Es una sencilla prueba y determina en un instante si el metal es ferroso o no ferroso.

Prueba de la chispa: Otro método para identificar metales es esmerilarlos y observar la chispa que despide el metal.

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