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Metales
Son compuestos inorgánicos presentes en la corteza
terrestre en estado puro. Se conoce con el nombre de metal a aquellos elementos químicos en la tabla periódica de izquierda.
Materiales Puros
Se llama metales a aquellos materiales puros
como son el oro, la plata y el cobre, pero también a
aquellas aleaciones con características metálicas como el acero y el bronce
Enlace Metálico
En él los electrones forman una «nube» que se mueve, rodeando todos los núcleos. Este tipo de enlace es el que les confiere las propiedades de conducción eléctrica y brillo por ejemplo.
Estructura Metálica- ESTRUCTURA CRISTALINA
Son patrones geométricos tridimensionales característicos del material.
Celdillas de la E, CRISTALINA
En los metales las celdillas unidad de las estructuras cristalinas más comunes son:
cúbica centrada en el cuerpo (BCC), cúbica centrada en las caras (FCC) y hexagonal compacta (HCP) que es una variación compacta de la estructura hexagonal simple.
Cristalización y formación de grano
La estructura de los metales está formada por una
red cristalina, en la cual con el enfriamiento y conformación, se forman estructuras mayores llamadas granos.
Cristalización y formación de grano
A medida que el metal líquido se enfría los
átomos se posicionan para formar celdas
unitarias. Esto se produce de forma
heterogénea e instantánea, ubicándose a
medida que van perdiendo el calor y se genera el grano y el borde de grano.
Incidencia del tamaño de grano en las propiedades
El tamaño y composición de estos granos dicta sus
propiedades mecánicas. Al reblandecerse los metales
modifican el tamaño de grano.
A menor tamaño de grano, mayor
resistencia del metal, mayor tenacidad y dureza, menor ductilidad y menor conductividad.
El manejo de la formación del grano
Se utiliza para mejorar las propiedades
mecánicas del metal mediante tratamientos
térmicos, en los cuales el metal se
reblandece y disminuye el tamaño de grano.
Aleaciones
Son sustancias que tienen
propiedades metálicas y están constituidas por dos o más elementos químicos de los cuales por lo menos uno es metal.
Aleaciones
Acero: hierro + carbono
Acero inoxidable: acero + cromo
Alpaca: zinc + cobre + niquel
Bronce: cobre + estano
Aleaciones
Cuproniquel: cobre + niquel
Cupro: aluminio cobre + aluminio
Latón: cobre + zinc
Magnam: manganeso + aluminio + zinc
Aleaciones
Nicrom: niquel + cromo
Oro blanco: oro + plata o niquel
Peltre: estaño + cobre +antimonio + plomo
Zamak: zinc + aluminio + magnesio + cobre
Clasificación
(Ferrosos)
(HIERROS y ACEROS)
Los minerales de hierro (Fe) que se
extraen de la corteza terrestre deben someterse a diferentes procesos a fin de conseguir hierro puro. Además del hierro puro se utilizan también las aleaciones.
Las aleaciones de hierro se obtienen
añadiendo a este metal carbono.
DIAGRAMA DE FASES
El más importante es el de Hierro -
Carbono.
Usados para definir la aleación a utilizar
Manejan composición y conformación, lo que indica el comportamiento esperable del material resultante.
Diagrama Fe-Fe3C (Hierro - Carbono)
HIERRO PURO: hasta 0,008% de C
ACEROS: entre 0,008% y 2,11% de C
Acero de bajo Carbono: hasta 0,25% de C
Aceros medios en Carbono: entre 0,25% y 0,6% de C
Aceros alto Carbono: entre 0,6% y 1,4% de C
Aceros Inoxidables
FUNDICIONES: 2,11% hasta 6,7%
Fundiciones: generalmente entre 3% y 4,5% de C
FUNDICIONES
- Alto contenido de Carbono
- Muy baja ductilidad (imposible laminarlo o
estirarlo)
- La fundición es el único proceso aplicado
ACERO
Es un material de elevada dureza y tenacidad y de
gran resistencia mecánica.
Los aceros aleados contienen, además de carbono,
otros elementos químicos a fin de conseguir
determinadas propiedades.
Por ejemplo, el manganeso aporta dureza y resistencia al desgaste; el cromo aumenta la dureza y hace que el acero sea inoxidable, y el níquel evita la corrosión, mejora la resistencia a la tracción y aumenta la tenacidad
ACERO INOXIDABLE
● Excelente resistencia a la corrosión y
al calor
● Algunos son magnéticos
● Buena resistencia al desgaste
● Es DIFICIL DE MAQUINAR
● El acero inoxidable ES CARO
ACERO AL CARBONO
-Muy tenaz
-Relativamente Dúctil (alambres)
-Maleable (láminas)
-Buena mecanización
-Dureza variable según tratamiento térmicos
-Fácilmente soldable
-Se oxida facilmente
-Alta conductividad eléctrica
-Posibilidad de magnetizarse
HIERRO Fe
s un metal de color blanco grisáceo que
tiene buenas propiedades magnéticas; sin
embargo, se corroe con facilidad, tiene un
punto de fusión elevado y es de difícil
mecanizado.
Además, resulta frágil y quebradizo. Por todo
ello tiene escasa utilidad. Se emplea en
componentes eléctricos y electrónicos.
Clasificación
(No Ferrosos)
COBRE, ALEACIONES DE COBRE
y ALUMINIO
son materiales que no proceden del hierro
y tienen una gran variedad de aplicaciones. Se pueden clasificar según su densidad, en: Metales
pesados, ligeros y ultraligeros.
Los metales pesados son: El cobre, el
latón, el bronce, el alpaca, el plomo, el
estaño, el cinc y el cuproníquel.
Los metales ligeros y ultraligeros
son: El aluminio, el titanio y el magnesio
Propiedades del cobre
-Alta conductividad eléctrica
-Alta conductividad térmica
-Buena resistencia a a corrosión
-Buena mecanización
-Buena resistencia
-Facilidad de fabricación
-Puede ser soldado
-Se puede tratar térmicamente
Aleaciones de Cobre | LATÓN: cobre+zinc
-Buena resistencia a la corrosión
-Buena resistencia y alta ductilidad
-Usos habituales: aplicaciones automotrices
(radiadores), remaches, accesorios de plomería,
monedas, medallas, tubos para intercambiadores
Aleaciones de Cobre | BRONCE:
cobre+estaño
-Gran tenacidad
-Alta resistencia a la corrosión
-Bajo coeficiente de fricción
-Buena resistencia al desgaste
-Usos: bujes, cojinetes, tanques a presión, resortes,
engranajes, bombas, material de uso naval. L
ALUMINIO | Propiedades
-Muy liviano (⅓ del acero)
-Buena maleabilidad y alta maquinabilidad
-Gran conductividad eléctrica y térmica
-Alta resistencia a la corrosión
-En su estado puro, presenta alta reflectividad a
la luz
-No es toxico
-No es magnético
-No produce chispa
Propiedades características
-Resistencia elevada: pueden alearse para aumentar
su resistencia.
-Tenacidad: tienen la capacidad de absorber la
energía antes de la rotura.
-Conductividad eléctrica y térmica: son buenos
conductores debido a su enlace metálico
-En estado sólido existen en forma de cristales
-Tienen relativamente alta reflectividad a la luz
Propiedades Mecánicas
Propiedades que revelan su
comportamiento elástico e inelástico
cuando se les aplica una fuerza,
indicando de este modo su
adaptabilidad para las aplicaciones
mecánicas (por ejemplo elasticidad,
resistencia tensil, dureza, elongación y
fatiga).
Estas propiedades se conocen a través
de ensayos y son útiles a la hora de
elegir el material más adecuado al
diseño proyectado.
Propiedades: DUREZA
Resistencia de un metal a
la deformación plástica
Propiedades: DUCTILIDAD
Capacidad de un material
para deformarse plásticamente sin fracturarse,
medida por la elongación o reducción de área en una prueba tensil
Propiedades: MALEABILIDAD
Características de los metales que permite una deformación plástica en compresión sin ruptura
Propiedades: TENACIDAD
Capacidad de un metal para absorber energía y deformarse plásticamente antes de fracturarse
PROCESOS
Confromados
-INYECCIÓN
-EXTRUSION
-COLADO
PROCESOS
PROCESAMIENTO DE PARTÍCULAS
SINTERIZACIÓN
PROCESOS
DEFORMACION
-CURVADO
-ESTAMPADO
-PLEGADO
-LAMINADO
-FORJADO