METALLS I PLÀSTICS

1. ELS METALLS: DE LA MINA AL TALLER

ELS METALLS SÓN MATERIALS D’ORIGEN MINERAL OBTINGUTS A PARTIR D’UN PROCÉS DE

TRANSFORMACIÓ

COM S’OBTENEN ELS METALLS?

OBTENCIÓ METALLSExtracció

Obtenció

Transformació

EXTRACCIÓExtracció

MINERALS

MENAPart aprofitable

del mineral

GANGAPart del

mineral que no conté metall

Mines a cel obert

OBTENCIÓ

Obtenció

Metal.lúrgia

CONCENTRACIÓ DEL

MINERALSeparació

mena i ganga

AFINAMENTTreure les impureses

REDUCCIÓ FORNFondre les menes

per reduir la ganga restant i els

elements químics. Aquesta separació

de la ganga produeix un resifu anomenat:ESCÒRI

A

TRANSFORMACIÓTransformaci

ó

Indústria del metall

Convertir els metalls en objectes útils. Exemple: transformar l’acer en

carrosseries d’automòbils

METALLS I ALIATGES

METALLS PURS Estan formats per

un sol element químic.

Exemple: ferro (fràgil)

ALIATGES Són barreges d’un metall, anomenat metall base, amb altres metalls

o elements químics. Els aliatges es fan per

obtenir materials amb millors propietats. Exemple:

ferro+carboni=acer (dur i resistent)

CLASSIFICACIÓ DELS METALLS

Metalls fèrrics Ferro Aliatges del ferro

(ferro colat i acer)

Metalls no fèrrics Coure i els seus

aliatges (llautó i bronze)

Alumini i els seus aliatges (aliatges lleugers)

Altres metalls no fèrrics (estany, plom, zinc, crom i titani

PROPIETATS DELS METALLS Resistència: és la capacitat d’un material de no trencar-se ni

deformar-se fàcilment quan se li apliquen forces elevades. Ex: acer. Tenacitat: capacitat que té un material de suportar cops sense

trencar-se. Ex: acer Fragilitat: capacitat que té un material de trencar-se facilment.

Ex: fosa o ferro colat. Duresa:

Dur: un material és dur quan costa molt de ratllar o foradar: Ex: acer, diamant

Tou: un material és tou quan costa poc de ratllar o foradar. Ex:plom, guix Plasticitat: capacitat que té un material de deformar-se

permanentment. Dúctil: quan al material se li pot donar forma de fil prim (fil de coure) Mal.leable: quan al material se li pot donar forma de làmina.(paper

d’alumini)

APLICACIONS Màquines, mecanismes i motors. Construcció d’edificis i ponts. Estris de cuina i de laboratori. Vehicles de transport per carretera,

ferrocarrils, vaixells i avions. Envasos com llaunes, bidons i grans

dipòsits Aplicacions elèctriques: circuits

elèctrics i electrònics, motors elèctrics…

ELS METALLS FÈRRICS Estan formats per ferro i carboni.

Els més importants són: Ferro colat o fosa (+ carboni) Acer ( - carboni)

COM S’OBTENEN LA FOSA I ELS ACERS?

La reducció: Mineral de

ferro+carbó de coc (combustible) + pedra calcària

Carbó de coc T Pedra

calcàrea+ganga=escòria

Instal.lació industrial: a l’alt forn de la foneria

S’obté ferrro colat amb molt carboni anomenat: ferro colat de primera fusió

L’ALT FORN

L’alt forn és un recipient d’acer.

Té forma cònica. Té 30 m d’alçària. Està recobert

interiorment per blocs de ceràmica refractària.

L’AFINAMENT El ferro colat de

primera fusió té massa carboni, cal reduir-ne el contingut.

Ferro colat (+ carboni) als forns de cubilot.

Acer (- carboni) als forns convertidors.

Als forns convertidors o acereries: S’introdueix el ferro colat de

primera fusió en forma líquida, ferralla de ferro procedent de reciclatge i calç, que serveix per treure les impureses.

S’obté l’acer líquid que després passa a unes instal.lacions anomenades laminadores, on se li dóna la forma adequada i es refreda. L’acer surt a la venda en forma de : xapa, barra, perfil o tub.

FERRO COLAT O FOSA

Propietats Magnètic Dur Fràgil Molt resistent No és plàstic

Aplicacions Objectes metàl.lics

amb formes complicades:

Radiadors Estufes de llenya Bancades de

màquines Fanals Tapadores de

clavegueres Ornaments de jardí ...

ELS ACERS

Propietats

Magnètic Dur Tenaç Molt resistent Plàstic (en calent)

Inconvenient: s’oxida en contacte amb l’oxigen i la humitat, és corrosiu.

Solucions: acer inoxidable Pintar o envernissar Recobrir amb altres

metalls com el zinc (Zn )o el crom (Cr)

TIPUS D’ACER I APLICACIONS

Acers al carboni Composició:

acer+carboni. Aplicacions:

Estructures d’edificis.

Ponts. Carrosseries de

vehicles. Mobles metàl.lics Carcasses

d’electrodomèstics.

Acers aliats Composició: acer +

carboni+ altres metalls

Aliatges: Acer inoxidable

Composició:Ferro+carboni+crom+níquel.Aplicacions: claus fixes, tornavisos, serres, alicates, broques...

Altres aliatges acer+carboni+vanadi

acer+carboni+molibdè

ELS METALLS NO FÈRRICS El coure i els seus aliatges

L’alumini i els seus aliatges

Altres metalls no fèrrics

EL COURE

Propietats Metall de color

vermellós Molt bon conductor

de l’electricitat i de la calor.

Resistent a la corrosió.

Dúctil i mal.leable. Inconvenients

Més dens. Més tou Menys resistent

Aplicacions Cables i elements

elèctrics Recipients on escalfar

líquids o per radiadors

Tubs de conducció d’aigua i gas a les instal.lacions dels nostres habitatges i a les indústries.

ELS ALIATGES DEL COURE: EL LLAUTÓ

Propietats Coure+Zinc Color groc lluent Reistència

mecànica i duresa Se li dóna forma

més fàcilment. el preu

Aplicacions Contactes en

aparells elèctrics Aixetes i vàlvules

d’aigua i gas Frontisses, poms i

elements decoratius

Cargols, femelles, volanderes

Instruments musicals.

ELS ALIATGES DEL COURE: EL BRONZE

Propietats Metall de color

ataronjat Coure + Estany conductivitat preu Resistència

mecànica , a la corrossió i la duresa

Facilitat per fondre’l i fer peces d’emmotllament

Aplicacions Elements màquines

que hagin de treballar al mar, per la seva resistència a la corrosió i al desgast.

Per fer escultures, monedes i objectes decoratius aprofitant la facilitat per fondre’s.

ALUMINI I ELS SEUS ALIATGES

Color platejat lluent Avantatges:

Lleuger bon conductor de la

calor i la electricitat Resistent a la

corrossió Dúctil i mal.leable

Inconvenients: Baixa resistència als

esforços mecànics. És tou

Aliatges lleugers Avantatges:

Baixa densitat Més resistents i durs

Inconvenients Menys conductivitat

Aplicacions Vehicles de transport

(avions) Radiadors de calefacció Portes i finestres Recipients i estris de

cuina.

ALTRES METALLS NO FÈRRICS

Estany Formant aliatge amb

el plom s’utilitza en soldadures de components electrònics.

Quan fem servir l’estany per protegir l’acer, el material obtingut s’anomena llauna

Plom Protecció contra les

radiacions perilloses com els rajos X i la radioactivitat.

Zinc S’utilitza per fer

aliatges amb el coure i l’alumini.

Quan l’acer està recobert amb zinc s’anomena acer galvanitzat

ALTRES METALLS NO FÈRRICS

Crom Resistent a la

corrosió Dur Aplicacions:

Revestir acer i llautó per protegir-los de la corrosió: cromat

Forma aliatges com l’acer inoxidable.

Titani Lleuger i color gris

lluent Car Aplicacions:

Turbines dels motors dels avions i les centrals elèctriques, ja que té una gran resistència als esforços mecànics, a la corrosió i a les altes temperatures.

TÈCNIQUES BÀSIQUES DEL TREBALL AMB METALLS

EMMOTLLAMENT

Definició: consisteix a fondre i

colar un material dins d’un motlle que té la forma inversa de l’objecte que volem obtenir. Un cop refredats, s’obre el motlle i s’extreu la peça solidificada.

Aplicacions: Peces metàl.liques

amb formes complicades

Estàtues de bronze Fanals Bancs de jardí Bancades de

màquines

DEFORMACIÓ PLÀSTICA

Definició: consisteix a aplicar una força sobre el metall per deformar-lo. Es classifiquen en: forja : si s’aplica

en calent embotició :si

s’aplica en fred

Forja: Artesanal: es

deforma el metall en calent a cops de martell damunt d’una enclusa. S’obtenen: eines, reixes, claus, panys...

Industrial: s’utilitzen premses. S’obtenen eines o elements de màquines que han de ser molt resistents.

DEFORMACIÓ PLÀSTICA

Embotició Definició: consisteix

a aplicar una força al metall en fred situat damunt d’un motl.le. La peça de metall, normalment molt prima, s’adapta a la forma del motlle

Embotició Aplicacions:

Olles Frontisses Armaris metàl.lics Carrosseries Carcasses

electrodomèstics

ARRENCAMENT DE FERRITJA

Definició Tècnica que

consisteix a utilitzar una eina que talla el metall i va desprenent–ne bocins, la ferritja.

Tipus Artesanal: llimes i

serres Industrial: torn i

fresadora

Artesanal Llimes: llimar fusta, ferro Serres: tallar fusta o metall.

Industrial Torn: la peça metàl.lica gira

per l’acció d’un motor elèctric i l’eina de tall es va desplaçant desprenent ferritja.

Fresadora: l’eina de tall gira per l’acció del motor i la peça metàl.lica es va desplaçant desprenent ferritja.

Aplicacions: femelles, cargols, engranatges...