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Metales
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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
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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
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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.
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Estructura Metálica- ESTRUCTURA CRISTALINA
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Son patrones geométricos tridimensionales característicos del material.
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Celdillas de la E, CRISTALINA
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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
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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
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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
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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
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Acero: hierro + carbono
Acero inoxidable: acero + cromo Alpaca: zinc + cobre + niquel Bronce: cobre + estano |
Aleaciones
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Cuproniquel: cobre + niquel
Cupro: aluminio cobre + aluminio Latón: cobre + zinc Magnam: manganeso + aluminio + zinc |
Aleaciones
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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)
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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
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- Alto contenido de Carbono
- Muy baja ductilidad (imposible laminarlo o estirarlo) - La fundición es el único proceso aplicado |
ACERO
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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
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-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
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-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
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-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
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-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
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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
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Capacidad de un material
para deformarse plásticamente sin fracturarse, medida por la elongación o reducción de área en una prueba tensil |
Propiedades: MALEABILIDAD
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Características de los metales que permite una deformación plástica en compresión sin ruptura
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Propiedades: TENACIDAD
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Capacidad de un metal para absorber energía y deformarse plásticamente antes de fracturarse
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PROCESOS
Confromados |
-INYECCIÓN
-EXTRUSION -COLADO |
PROCESOS
PROCESAMIENTO DE PARTÍCULAS |
SINTERIZACIÓN
|
PROCESOS
DEFORMACION |
-CURVADO
-ESTAMPADO -PLEGADO -LAMINADO -FORJADO |