INFORME TÉCNICO SOBRE METALES

CATEDRA PAGLIANITI

FADU DISEO INDUSTRIAL CATEDRA DE TECNOLOGIA I

IN-PAG FADU-TECNO 1 Rev.:0

RESUMEN TECNICO

TTULO: INFORME TECNICO SOBRE METALES OBJETO : Definir de forma sucinta los CONCEPTOS y DESCRIPCIONES de los METALES y ALEACIONES, citados en el ALCANCE del presente Informe. ALCANCE : Definir y detallar los siguientes conceptos y elaborar un resumen tcnico-descriptivo de los metales enumerados a continuacin : 1 - METAL 1.1 - Que es un Metal 1.2 - Propiedades Fsicas Principales 1.3 - Concepto de Densidad 1.4 - Concepto de Peso Especfico 1.5 - Concepto de Punto de Fusin 2 DESARROLLO del INFORME 2.1 - ORIGEN DEL ELEMENTO donde se encuentra / como se lo obtiene 2.2 PRINCIPALES PRODUCTORES - pases / regiones / continentes 2.3 - PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS 2.4 - PRINCIPALES ALEACIONES 2.5 - USOS Y APLICACIONES INDUSTRIALES 2.6 - PRESENTACION COMERCIAL - Formas en las que se los comercializa y encuentran en el mercado -

REVISIONES

Rev. Fecha Modificaciones

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ALUMNO : COSTA MELINA FLORENCIA

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TTULO: INFORME TECNICO SOBRE METALES


1 - METAL

1.1 - Qu es un Metal Los metales son elementos qumicos que se obtienen a partir de los minerales que forman parte de las rocas. En un yacimiento se encuentran unidos los minerales tiles, o mena y los materiales no utilizables, o ganga. Estos ltimos deben ser separados de los primeros mediante procesos fsicos y/o qumicos.

1.2 - Propiedades Fsicas PrincipalesLos metales se caracterizan por ser materiales muy pesados, de alta densidad, dctiles, maleables, tenaces, poseen resistencia mecnica, tienen un alto punto de fusin, son buenos conductores del calor y de la electricidad, a temperatura ambiente estn en estado slido (a excepcin del mercurio que se presenta en estado liquido), son muy resistentes y tiene un brillo caracterstico. La mayora de ellos son de color grisceo, pero algunos presentan colores distintos; el bismuto (Bi) es rosceo, el cobre (Cu) rojizo y el oro (Au) amarillo. En otros metales aparece ms de un color; este fenmeno se denomina policromismo.

1.3 - Concepto de DensidadLa densidad se define como la relacin que existe entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.-La masa es la cantidad de materia que posee un cuerpo, y el volumen es la medida del espacio ocupado por el cuerpo.

1.4 - Concepto de Peso EspecficoSe le llama peso especfico a la relacin entre el peso de una sustancia y su volumen.

1.5 - Concepto de Punto de FusinEs la temperatura a la cual se encuentra el equilibrio de fases slido-lquido, es decir que cuando la materia pasa de estado slido a estado lquido, se funde. Cabe destacar que el cambio de fase ocurre a temperatura constante. En la mayora de las sustancias, el punto de fusin y de congelacin, son iguales.

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2 DESARROLLO del INFORME

COBRE

Cu 2.1 - ORIGEN DEL ELEMENTOEl cobre se presenta en la Naturaleza como metal nativo y en minerales sulfurados como calcopirita (CuFeS2), calcosita (sulfuro natural de cobre: Cu2S) y cuprita u xido cuproso natural (Cu2O). En general, el cobre se purifica actualmente mediante procesos de refinado electrolticos y slo en aproximadamente un 10% se recurre al mtodo de fusin de sales. El cobre que se obtiene a partir de minerales sulfurados se separa habitualmente por procedimientos de flotacin.

El cobre se obtiene en bruto (94-97 % de cobre) por concentracin, tostacin y fusin en hornos elctricos o de reverbero. Este cobre se purifica al 99 % por afino mediante fusin en horno de reverbero con aditivos que forman escorias con el hierro y el nquel, y el xido de cobre (I) existente se reduce con carbn. Posteriormente se efecta el afino electroltico.Existen dos mtodos de obtencin del cobre: -Proceso de obtencin del cobre por va hmedaSe emplea cuando el contenido en cobre del mineral es inferior al 10%. El procedimiento consiste en triturar todo el mineral y aadirle cido sulfrico. Luego, mediante un proceso de electrlisis, se obtiene el cobre.-Proceso de obtencin del cobre por va secaSe utiliza cuando el contenido de cobre supera el 10%. En caso contrario, ser necesario un enriquecimiento o concentracin. Es el proceso que ms se emplea y es anlogo al usado para el estao.

Cu 2.2 PRINCIPALES PRODUCTORESChileEn el ao 2011, Chile en su conjunto representaba ms de un tercio de la produccin mundial de cobre, con una produccin total de 5,3 millones de toneladas de la materia prima. La produccin de cobre representa aproximadamente el 19% de los ingresos pblicos de pas, por lo que la industria del cobre de Chile uno de los sectores ms importantes tanto a nivel nacional como a nivel mundial. En chile encontramos la empresa estatal Codelco (Comporacion Nacional del Cobre de Chile) que es sin duda, el mayor productor de cobre ms grande a nivel mundial; en el ao 2012 la produccin de cobre de Codelco fue de 1,75 millones de toneladas y controla cerca del 9% de las reservas mundiales de cobre. Otra de las grandes productoras de cobre tambin es chilena, Antofagasta (ANTO): la quinta mayor productora de cobre a nivel mundial. La empresa produjo 710.000 toneladas de cobre en 2012.

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EEUUEl segundo mayor productor de cobre es Freeport-McMoRan Copper & Gold (FCX), con sede en Phoenix, Arizona. Durante el ao 2012, la empresa produjo cerca de 1,33 millones de toneladas de cobre. SuizaEn Suiza estaban instaladas las dos grandes empresas mineras de cobre Glencore y Xstrata que se fusionaron en 2013, formando la minera Glencore Xstrata (GLEN). En el primer trimestre mostr que vala con una produccin de cobre de 321.800 toneladas. Aunque Suiza es la sede de la minera de cobre, la mayor parte de la extraccin se lleva a cabo fuera del pas. AustraliaComo pas, Australia es el quinto mayor productor mundial de cobre. Esto se debe a que cuenta con la cuarta mayor productora de cobre a nivel mundial; la empresa Biliton Billiton (BHP) con sede en Melbourne. Biliton Billiton produjo en 2012 1,09 millones de toneladas de cobre.

MxicoGrupo Mxico, incluye a mineras de cobre como Southern Copper Corporation (SCCO) y American Smelting and Refining Company; con una produccin de 826.000 toneladas de cobre en 2012 se posiciona como una de las grandes productoras de cobre del mundo.

Cu 2.3 - PROPIEDADES FISICAS Y MECANICASEs de color rojizo y de brillo metlico y, despus de la plata, es el elemento con mayor conductividad elctrica y trmica. Es un material abundante en la naturaleza; tiene un precio accesible y se recicla de forma indefinida; forma aleaciones para mejorar las prestaciones mecnicas y es resistente a la corrosin y oxidacin.La conductividad elctrica del cobre puro fue adoptada por la Comisin Electrotcnica Internacional en 1913 como la referencia estndar para esta magnitud, estableciendo el International Annealed Copper Standard (Estndar Internacional del Cobre Recocido) o IACS.Tanto el cobre como sus aleaciones tienen una buena maquinabilidad, es decir, son fciles de mecanizar. El cobre posee muy buena ductilidad y maleabilidad lo que permite producir lminas e hilos muy delgados y finos. Es un metal blando, con un ndice de dureza 3 en la escala de Mohs (50 en la escala de Vickers) y su resistencia a la traccin es de 210 MPa, con un lmite elstico de 33,3 MPa. Admite procesos de fabricacin de deformacin como laminacin o forja, y procesos de soldadura, y sus aleaciones adquieren propiedades diferentes con tratamientos trmicos como temple y recocido. En general, sus propiedades mejoran con bajas temperaturas lo que permite utilizarlo en aplicaciones criognicas.

Cu 2.4 - PRINCIPALES ALEACIONES-Bronce: Cobre + Estao, puede alearse con otros elementos. Se utiliza para campanas, engranajes, esculturas y cables elctricos.

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-Latones: Cobre + Zinc(30 a 55%), puede alearse con otros elementos. Se utiliza en tornillera, grifos, y tuercas.-Cuproaluminio: Cobre + Aluminio. Se utiliza en hlices de barco, turbinas, etc.-Alpaca: Cobre + Nquel + Zinc. De color plateado, se utiliza en joyera, cubiertos, etc.-Cupronquel: Cobre + Nquel(40 a 50%). Se utiliza en monedas y contactos elctricos.

Cu 2.5 - USOS Y APLICACIONES INDUSTRIALESSe utiliza como conductor en electrotecnia (cables, tableros, transformadores, jabalinas y mallas, motores); para tuberas de calefaccin y refrigeracin; como material para fabricar recipientes; como metal de aleacin; en mecnica (radiadores, frenos, cojinetes, juntas); en combinacin con Cu2O se lo aplica como pintura antioxidante (para pintar el fondo de los buques). El CuSO4 tambin se usa como fungicida y alguicida; en forma de lechada se utiliza contra la filoxera en los viedos y se aplica como fertilizante. Aleado con otros metales se utiliza para la fabricacin de monedas. El xido de cobre (I) se emplea como pigmento de pinturas anticorrosin, como catalizador y en la obtencin de vidrios y esmaltes rojos. El xido de cobre (II) se emplea para obtener vidrios y esmaltes negros, verdes y azules, en vidrios pticos y como abono. Cu 2.6 - PRESENTACION COMERCIALPerfiles, tubos, barras, chapas, cables, hilos, nodos, cintas, pletinas, piezas forjadas, entre otros.

LATN

Latn 2.1 - ORIGEN DEL ELEMENTOEl latn, es una aleacin de Cobre y Zinc que se realiza en crisoles o en un horno de reverbero a una temperatura de fundicin de unos 980 C. Las proporciones de Cobre y Zinc pueden ser variadas para crear un rango de latones con propiedades variables. En los latones industriales el porcentaje de Zn se mantiene siempre entre el 30 y 40%. Su composicin influye en las caractersticas mecnicas, la fusibilidad, y la capacidad de conformacin por fundicin, forja, estampacin y mecanizado. Generalmente se suele agregar plomo a la aleacin en proporciones de entre 2 y 4% para mejorar el corte de viruta y hacer el material ms mecanizable. En fro, los lingotes obtenidos pueden transformarse en lminas de diferentes espesores, barras, planchuelas, caos, perfiles o cortarse en tiras susceptibles de estirarse para fabricar alambres. Su densidad tambin depende de su composicin. En general, la densidad del latn ronda entre 8,4 y 8,7gr / cm3

Latn 2.2 PRINCIPALES PRODUCTORESCorea del Sur, Estados Unidos, Alemania, Espaa.

Latn 2.3 - PROPIEDADES FISICAS Y MECANICASLos latones, de acuerdo a los elementos minoritarios que intervengan en la aleacin, son maleables nicamente en fro, y no en caliente, y algunos no lo son a ninguna temperatura.Todos

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los tipos de esta aleacin se vuelven quebradizos cuando se calientan a una temperatura prxima al punto de fusin.El latn es ms duro que el cobre, pero fcil de mecanizar, troquelar y fundir, es resistente a la oxidacin, a las condiciones salinas y es dctil, por lo que puede laminarse en planchas finas. Su maleabilidad vara segn la composicin y la temperatura, y es distinta si se mezcla con otros metales, incluso en cantidades mnimas.En el latn al plomo, el plomo es prcticamente insoluble en el latn, y se separa en forma de finos glbulos, lo que favorece la fragmentacin de las virutas en el mecanizado. Tambin el plomo tiene un efecto de lubricante por su bajo punto de fusin, lo que permite disminuir el desgaste de la herramienta de corte. El latn admite pocos tratamientos trmicos y slo se realizan recocidos de recristalizacin y homogeneizacin.

Latn 2.4 - PRINCIPALES ALEACIONES-Latn comn: Al latn comn tambin se lo llama latn de remache ya que este es su uso ms comn. Se lo considera un latn estndar, compuesto de 37% zinc. Se trabaja en fro.-Latn alfa: Llamado metal del prncipe, el latn alfa consiste en menos de 35% zinc. A menudo se lo trabaja en fro porque es dctil a temperatura ambiente, y se puede forjar, laminar y presionar. El metal dorado es un latn alfa, con slo el 5% zinc. Este es un metal ms blando y slo se utiliza en municiones. El latn que se utiliza para hacer joyera tiene un 15% zinc y por lo tanto tambin es latn alfa. Se lo llama "latn rico bajo". El latn bajo tiene un 20% zinc. Es fcilmente convertible en alambre y se utiliza para hacer mangueras de metal que siguen siendo flexibles. Otro latn alfa es el cartucho de latn. Tiene un 30% zinc y a menudo se lo convierte en largas barras o tubos para trabajar. Es el uso ms comn para hacer cartuchos para pistolas.-Latn alfa-beta: El latn alfa-beta tiene dos etapas, una fase alfa donde es como el latn alfa y una ms dura y fuerte, la fase beta. El contenido de zinc est entre 35 y 45% con el resto de metal formado por cobre. Este latn recibe el nombre de latn doble o latn para trabajar en caliente porque se lo puede trabajar en temperaturas ms altas que el latn alfa.-Latn beta: El latn beta tiene un 45 a 50% zinc. Se trabaja en caliente y es bueno para fundicin. Es ms duro y fuerte que el latn doble. El latn beta no se utiliza muy a menudo y las dos designaciones principales son alfa y alfa-beta. Despus de agregar ms del 50% zinc, el latn se vuelve demasiado frgil para trabajar. A esto se lo llama latn blanco.-Latn y aleaciones de estao: El estao se agrega al latn para mejorar la resistencia a la corrosin. Esto permite que el latn se pueda utilizar bajo el agua. El latn de Admiralty es cobre el 30% zinc y 1% estao y se utiliza en trabajos de metal marinos. Para las aplicaciones en agua salada, se lo ha reemplazado con latn de aluminio aleado pero igualmente se lo sigue utilizando en proyectos de agua dulce. El latn naval es similar, con el 40% zinc y 1% estao, y se utiliza para trabajos en agua salada.

Latn 2.5 - USOS Y APLICACIONES INDUSTRIALESEl latn tiene un color amarillo brillante, con gran parecido al oro y por eso se utiliza mucho en joyera conocida como bisutera, y elementos decorativos. Otras aplicaciones de los latones abarcan los campos ms diversos, desde el armamento, calderera, soldadura, hasta la

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fabricacin de alambres, tubos de condensador, terminales elctricas y tambin la elaboracin de dinero moneda , como tambin varios instrumentos musicales, como ejemplo el saxofn . Como no es atacado por el agua salada, se usa mucho en las construcciones de barcos, en equipos pesqueros y marinos, y en la fabricacin de muchos instrumentos musicales de viento, lengetas sonoras para armonios, acordeones y registros de lengetera para rganos musicales. Adems, por su accin antimicrobiana, se usa en picaportes de puertas en los hospitales, que se desinfectan solos a diferencia de los metlicos.Dentro de las aplicaciones decorativas, se emplea sobre todo para la confeccin de lmparas, barras de cortina y para algunas piezas trabajadas dentro de la orfebrera. El latn no produce chispas por impacto mecnico, una propiedad atpica en las aleaciones. Esta caracterstica convierte al latn en un material importante en la fabricacin de envases para la manipulacin de compuestos inflamables.Por su fcil mecanizado y buen precio de recompra de las virutas se usa mucho para la fabricacin de vlvulas para uso industrial.Se utiliza en la fabricacin de hlices de barco por su resistencia a la cavitacin.Tambin se usa en algunas cajas de ordenadores donde se sita la placa base.Adems, para la fabricacin de candados y cerraduras, piezas de maquinaria en general, en bulonera para tuercas, tornillos y arandelas; en la produccin de autopartes, y en la fabricacin de vlvulas de bombas de alta y baja presin, rotores, accesorios de vapor, cojines de friccin y barras de deslizamiento.

Latn 2.6 - PRESENTACION COMERCIAL Alambres, barras, chapas, cintas, perfiles, pletinas, tubos, entre otros.

BRONCE

Bronce 2.1 - ORIGEN DEL ELEMENTOEs una aleacin producto de aadir de un 3 a un 20% de estao al cobre fundido.

Bronce 2.2 PRINCIPALES PRODUCTORESLigado a los principales productores de cobre y de estao, se encuentran Per, China, Rusia, Indonesia, Australia.

Bronce 2.3 - PROPIEDADES FISICAS Y MECANICASEs una aleacin de cobre y estao, en diversas proporciones, con un mnimo de 75% de cobre, pero no puede pasar de ciertos lmites porque se vuelve frgil. El estao trasmite al cobre la resistencia y dureza. Con un 6% no se puede trabajar en fro, alcanzndose con un 17% la mxima resistencia a la traccin.La aleacin del bronce tiene una resistencia a la presin muy alta comparada con otros metales. Su elongacin aumenta con la cantidad de zinc de la aleacin. Alta dureza. Punto de fusin elevado, lo hace muy resistente al fuego. Bajo mdulo de elasticidad. Resiste la corrosin y la fatiga del metal ms que el acero y es mejor conductor de calor y electricidad que la mayora de

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los aceros.Los bronces son muy resistentes a los agentes atmosfricos, a las aguas cidas y alcalinas, alcanzan grandes resistencias mecnicas, bello color amarillo y agradable sonido.

Bronce 2.4 - PRINCIPALES ALEACIONES-Aleacin de cobre y estao aadindose zinc, plomo, magnesio o aluminio; se consigue un material maleable sin sopladuras.-Aleacin de bronce fosforoso, creado de estao en un 30% y un 0.5% de fosforo; se consigue un material duro y tenaz, utilizado para motores o engranajes.-Aleacin de bronce de aluminio, formado de 90% cobre y 10% aluminio, se crea la apariencia del oro, utilizado para trabajos artsticos.

Bronce 2.5 - USOS Y APLICACIONES INDUSTRIALESExisten mltiples elementos de ferretera, electrnica y de la industria en general que utilizan elementos o productos de bronce, esto debido a las propiedades fsicas que posee. Alguno de los elementos o productos que se pueden fabricar de bronce son: cintas, lminas, lingotes, instrumentos musicales, herramientas, armas, mosaicos, estatuas o construcciones artsticas, entre otros.Cabe destacar entre sus aplicaciones actuales su uso en partes mecnicas resistentes al roce y a la corrosin, en instrumentos musicales de buena calidad como campanas, gongs, platillos de acompaamiento, saxofones, y en la fabricacin de cuerdas de pianos, arpas y guitarrasEl bronce es utilizado principalmente para aplicaciones en caeras, herrajes artsticos, chapas, carpintera metlica y en la fabricacin de elementos cubiertos con nquel o cromo. Una de sus aplicaciones ms comunes era la fabricacin de monedas hacia el ao de 1950, donde los centavos de 5, 10 y 20 eran elaborados de cobre y aluminio, creando una apariencia de centavos dorados.

Bronce 2.6 - PRESENTACION COMERCIALBarras, chapas, cintas, tubos, lingotes, entre otros.Los bronces industriales se obtienen a partir de 3 mtodos distintos:- Fundicin en molde de arena: placas y piezas especiales.- Centrifugado: barras macizas y bujes de hasta 300 mm de largo.- Colada continua: barras macizas y bujes de hasta 1500 mm de largo.

ALUMINIO

Al 2.1 - ORIGEN DEL ELEMENTOEs el metal ms abundante en la naturaleza. Se encuentra como componente de arcillas, esquistos, feldespatos, pizarras y rocas granticas, hasta constituir el 8 % de la corteza terrestre. No se encuentra en la naturaleza en estado puro, sino combinado con el oxgeno y otros elementos.El mineral del que se extrae es la bauxita. El mtodo de extraccin tiene dos fases: el mtodo

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Bayer y un proceso de electrlisis. Obtencin de la almina (mtodo Bayer) 1. La bauxita se transporta desde la mina al lugar de transformacin. 2. Se tritura y muele hasta que queda pulverizada. 3. Se almacena en silos hasta que se vaya a consumir. 4. En un mezclador se introduce bauxita en polvo, soda custica, cal y agua caliente. Todo ello hace que la bauxita se disuelva. 5. En el decantador se separan los residuos (xidos que se hallan en estado slido y no fueron atacados por la soda). 6. En el intercambiador de calor se enfra la disolucin y se le aade agua. 7. En la cuba de precipitacin, la almina se precipita en el fondo de la cuba. 8. Un filtro permite separar la almina de la soda. 9. La almina se calienta a unos 1200C en un horno, para eliminar por completo la humedad. 10. En el refrigerador se enfra la almina hasta la temperatura ambiente. Obtencin del aluminio (electrlisis) 11. Se disuelve la almina en criolita fundida, que protege al bao de la oxidacin, a una temperatura de unos 1 000 C, y se la somete a un proceso de electrlisis que descompone el material en aluminio y oxgeno.Para obtener 1 Tm de aluminio se precisan 2 Tm de almina y 4 de bauxita. La obtencin del aluminio a partir de la bauxita, precisa de gran cantidad de energa, por lo que es importante su reciclado.

Al 2.2 PRINCIPALES PRODUCTORESLos principales productores de aluminio pertenecen generalmente al mundo desarrollado, siendo los mayores Estados Unidos, que produce un 39% de la produccin mundial, Rusia con un 15%, Japn 10%, Canad 8%, Alemania 7%, y en menor medida le siguen Francia, Gran Bretaa, Espaa e Italia.

Al 2.3 - PROPIEDADES FISICAS Y MECANICASEs muy ligero e inoxidable al aire, pues forma una pelcula muy fina de xido que lo protege. Buen conductor elctrico y calorfico. Dctil y maleable, color plateado y muy blando. Mediante aleaciones adecuadas se puede aumentar sensiblemente su resistencia mecnica. Se mecaniza con facilidad y es relativamente barato. Las propiedades mecnicas del aluminio son su dbil resistencia mecnica, y su gran ductilidad y maleabilidad, que permite forjarlo, trefilarlo en hilos delgadsimos y laminarlo en lminas o panes tan finos como los del oro. A la temperatura de 500C se vuelve frgil y se puede pulverizar fcilmente.Una de sus caractersticas ms destacables es que permite ser reciclado indefinidamente sin perder sus propiedades.

Al 2.4 - PRINCIPALES ALEACIONESEl aluminio no se usa puro se usan aleaciones de este ya que es demasiado blando. Se suele

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unir con el cobre, zinc, manganeso, magnesio o silicio. Las aleaciones suelen hacerse para conseguir que sea ms duro y resistente.Los principales elementos aleantes del aluminio son los siguientes y se enumeran las ventajas que proporcionan:-Cromo (Cr) Aumenta la resistencia mecnica cuando est combinado con otros elementos Cu, Mn, Mg.-Cobre (Cu) Incrementa las propiedades mecnicas pero reduce la resistencia a la corrosin.-Hierro (Fe). Aumenta la resistencia mecnica.-Magnesio (Mg) Tiene una gran resistencia tras el conformado en fro.-Manganeso (Mn) Incrementa las propiedades mecnicas y reduce la calidad de embuticin.-Silicio (Si) Combinado con magnesio (Mg), tiene mayor resistencia mecnica.-Titanio (Ti) Aumenta la resistencia mecnica.-Zinc (Zn) Aumenta la resistencia a la corrosin.-Escandio (Sc) Mejora la soldadura

Al 2.5 - USOS Y APLICACIONES INDUSTRIALESEl aluminio se utiliza rara vez 100% puro, casi siempre se usa aleado con otros metales. El aluminio puro se emplea principalmente en la fabricacin de espejos, tanto para uso domstico como para telescopios.Los principales usos industriales de las aleaciones metlicas de aluminio son:-Mecanizado. Autopartes, piezas de maquinaria en general y bulonera.-Matricera. Matrices en general-Transporte; como material estructural en aviones, automviles, tanques, superestructuras de buques y bicicletas.-Estructuras portantes de aluminio en edificios -Embalaje de alimentos; papel de aluminio, latas, tetrabriks, etc.-Carpintera metlica; puertas, ventanas, cierres, armarios, etc.-Bienes de uso domstico; utensilios de cocina, herramientas, etc.-Transmisin elctrica. Aunque su conductividad elctrica es tan slo el 60% de la del cobre, su mayor ligereza disminuye el peso de los conductores y permite una mayor separacin de las torres de alta tensin, disminuyendo los costes de la infraestructura.-Recipientes criognicos (hasta -200 C), ya que contrariamente al acero no presenta temperatura de transicin dctil a frgil. Por ello la tenacidad del material es mejor a bajas temperaturas.-Calderera.

Al 2.6 - PRESENTACION COMERCIALPerfiles, tubos, barras de diferentes secciones, chapas, cables, hilos, alambres de diferentes dimetros, entre otros.

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CROMO

Cr 2.1 - ORIGEN DEL ELEMENTOEl cromo se encuentra en la naturaleza casi exclusivamente en forma de compuestos. El mineral de cromo ms importante es la cromita (cromoferrita, pirita crmica). El cromo puro se obtiene por reduccin del xido de cromo con aluminio (procedimiento aluminotrmico), por medio de la electrlisis o a travs del ioduro crmico.

Actualmente, el cromo puro libre de carbono se obtiene por el procedimiento aluminotrmico de GOLDSHMIDT, que ha desterrado casi totalmente al antiguo procedimiento electroqumico. Se mezcla xido de cromo pulverizado con metal aluminio granulado y se inflama la mezcla con una cereza de ignicin desarrollndose una reaccin sumamente violenta. Empleando grandes cantidades de material, la temperatura sube hasta 3000 , de modo que no slo se funde el metal sino tambin la almina.Para acelerar la reaccin y hacer que se propague de un modo uniforme, se mezcla con algo de cido crmico o de cromato, lo ms conveniente es encenderlo con un poco de tierra alcalina. Se forma entonces algo de sal de cido crmico(cromato) que queda mezclado en estado de fina divisin con el xido de cromo.

Cr 2.2 PRINCIPALES PRODUCTORESAproximadamente la mitad de las cromadas se extrae de Sudfrica. Tambin se obtiene en grandes cantidades en Kazajistn, India, Turqua y Filipinas. Los depsitos an sin explotar son abundantes, pero estn geogrficamente concentrados en Kazajistn y el sur de frica.

Cr 2.3 - PROPIEDADES FISICAS Y MECANICASTiene un color grisceo acerado. Es muy duro y tiene un gran acritud. Resiste muy bien la oxidacin y corrosin. Gracias a su resistencia muy elevada a la corrosin frente a numerosos cidos y bases diferentes, as como gases calientes, el cromo es un material muy apreciado para todo tipo de recubrimientos protectores.

Cr 2.4 - PRINCIPALES ALEACIONESPrincipalmente se utiliza en la creacin de aleaciones de hierro, nquel o cobalto. Al aadir el cromo se consigue aumentar la dureza y la resistencia a la corrosin de la aleacin. En los aceros inoxidables, constituye el 12% de la composicin final, y tambin es usado para crear aceros para herramientas. Debido a su dureza, la aleacin de cromo, cobalto y wolframio se emplea para herramientas de corte rpido de metales. Aleaciones de cromo y cobalto se utilizan en colados dentales de prtesis parciales.

Cr 2.5 - USOS Y APLICACIONES INDUSTRIALES-Cintas magnticas (utilizadas en cassettes de audio y cintas de audio de gama alta) estn hecha de un compuesto magntico de cromo.-El xido de cromo (III) es un xido de metal pulido mejor conocido como verde de cromo.

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-En los laboratorios de ciencias, el cido crmico se utiliza para limpiar la cristalera si tiene trazas de compuestos orgnicos.-El cuero se curte usando iones de sales de cromo (III).-Los diferentes compuestos de cromo se utilizan para hacer diferentes pigmentos de color y tintes. -Los autobuses escolares se suelen pintar utilizando amarillo de cromo. Actualmente, se utilizan debido alternativas debido a preocupaciones ambientales. El rojo cromo y el verde de cromo siguen siendo los colores ms comunes.-La madera se conserva mediante el uso de sales de cromo (VI).-El acero inoxidable, utilizado en muchas aplicaciones, se hace cuando se aade cromo al hierro. Los cuchillos de acero inoxidable contienen cromo.-Las aleaciones de hierro, nquel y cromo son muy fuertes y soportan temperaturas muy altas. Se utilizan en motores a reaccin y turbinas de gas.-El cromo es bastante duro y es resistente a la corrosin. Por este motivo, muchas cosas estn revestidas de cromo. Una amplia gama de utensilios metlicos que utilizamos a diario (cuchillos y tenedores por ejemplo) estn recubiertas con cromo.

Cr 2.6 - PRESENTACION COMERCIALBarras, cido crmico, polvo.

NQUEL

Ni 2.1 - ORIGEN DEL ELEMENTOEl nquel aparece en forma de metal en los meteoritos junto con el hierro (formando las aleaciones kamacita y taenita). Tambin se encuentra en el ncleo de la Tierra junto al hierro, iridio y osmio, formando con estos tres metales una aleacin de estructura metlica. Combinado se encuentra en minerales diversos como garnierita, millerita, pentlandita y pirrotina, siendo estos dos ltimos las principales menas del nquel. Las menas de nquel contienen generalmente impurezas, sobre todo de cobre. Las menas de sulfuros, como las de pentlandita y pirrotina niquelfera se suelen fundir en altos hornos y se envan en forma de matas de sulfuro de cobre y nquel a las refineras, en donde se extrae el nquel mediante procesos diversos. En el proceso electroltico, el nquel se deposita en forma de metal puro, una vez que el cobre ha sido extrado por deposicin a un voltaje distinto y con un electrlito diferente. En el proceso de Mond, el cobre se extrae por disolucin en cido sulfrico diluido, y el residuo de nquel se reduce a nquel metlico impuro. Al hacer pasar monxido de carbono por el nquel impuro se forma carbonilo de nquel (Ni(CO)4), un gas voltil. Este gas calentado a 200 C se descompone, depositndose el nquel metlico puro.

Ni 2.2 PRINCIPALES PRODUCTORESLas minas de Canad, Cuba y Rusia producen hoy da el 70% del nquel consumido. Otros productores mayores son Puerto Rico, Bolivia, Colombia, China, Austria, Nueva Caledonia provincia de ultramar de Francia y Repblica Dominicana.

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Ni 2.3 - PROPIEDADES FISICAS Y MECANICASEs un elemento metlico magntico, de aspecto blanco plateado brillante con un ligero toque dorado, utilizado principalmente en aleaciones, se puede pulir muy fcilmente. Es muy resistente a la oxidacin y a la corrosin. Es conductor de la electricidad y del calor, duro, muy dctil y maleable por lo que se puede laminar, pulir y forjar fcilmente, y presentando ferromagnetismo a temperatura ambiente. Es otro de los metales altamente densos como el hierro, iridio y osmio. Se encuentra en distintos minerales, en meteoritos (aleado con hierro) y, en principio, hay nquel en el interior de la Tierra principalmente en su ncleo, donde se trata del segundo metal ms abundante por detrs del hierro, metal con el que comparte numerosas caractersticas similares.

Ni 2.4 - PRINCIPALES ALEACIONES

El nquel se usa principalmente en aleaciones, y aporta dureza y resistencia a la corrosin. El nquel es aleado con hierro para proporcionar tenacidad y resistencia a la corrosin, en los aceros austenticos el nquel es esencial puesto que al ser un metal gammgeno estabiliza la austenita.El acero de nquel, que contiene entre un 2% y un 4% de nquel, se utiliza en piezas de automviles, como ejes, cigeales, engranajes, llaves y varillas, en repuestos de maquinaria y en placas para blindajes. Otras de las ms importantes aleaciones de nquel son:-La plata alemana (22%Ni 26%Zn 52%Cu), de color blanco, se usa en joyera barata y cuchillera.-El monel (72%Ni 26,5%Cu 1,5%Fe), inoxidable, se usa en la fabricacin de hlices, vlvulas, alambre, chapas.-El nicromo (60 a 80%Ni 20 a 40%Cr), con un elevado punto de fusin y baja conductividad elctrica, se utiliza para fabricar hilos de resistencias. -El permalloy (78%Ni 22%Fe), alta permeabilidad magntica, se usa en la fabricacin de imanes.

Ni 2.5 - USOS Y APLICACIONES INDUSTRIALESPrincipalmente se emplea para fabricar aceros inoxidables (aleado con el acero y el cromo), en aparatos de la industria qumicay en recubrimientos de metales (por electrlisis).-El nquel se utiliza en muchos productos. Algunos ejemplos son las cuerdas de la guitarra elctrica, los imanes y bateras recargables. Las propiedades magnticas de nquel en realidad hacen que sea un material muy importante para fabricar discos duros de ordenador.-El nquel se une al hierro en una aleacin para fabricar acero inoxidable. El acero inoxidable tiene numerosas aplicaciones. Se emplea en utensilios de cocina, cubiertos, herramientas, instrumentos quirrgicos, tanques de almacenamiento de armas de fuego, faros de coches, joyas y relojes.-Varios tipos de hojalata se hacen usando nquel aleado con otros metales. Tambin se pueden hacer aleaciones resistentes al calor y la electricidad de nquel.-Se aade tambin a superaleaciones. Por ejemplo, mezclndolo con el cobalto.-Sse utiliza todava en muchas partes del mundo para la fabricacin de monedas.-En fabricacin de pilas alcalinas, como parte de los electrodos.-El nquel se utiliza en un proceso conocido como ensayo de fuego. Este proceso ayuda a

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identificar los tipos de compuestos en un mineral, metal o aleacin. El nquel es capaz de recoger todos los elementos del grupo del platino en este proceso. Tambin recoge parcialmente oro.-En qumica, el nquel se utiliza normalmente como un catalizador para una reaccin de hidrogenacin.-Es posible encontrarlo en joyera actualmente, pero no se recomienda su uso, ya que es cancergeno y altamente txico. El nquel ha sido vetado en numerosos estados, donde su uso se ve cada vez ms reducido. Se halla sobre todo en piercings y joyera de acero inoxidable, donde suele representar alrededor del 13% en masa. Estos aceros no son peligrosos para la salud puesto que son inertes qumicamente y no reaccionan. Sin embargo el uso de una joya enchapada en nquel (tpico de las joyas de fantasa) s puede presentar un riesgo serio de alergia o infeccin, pero ambos casos son raros.

Ni 2.6 - PRESENTACION COMERCIALBarras, ctodos, sulfatos, cloruros, lingotes, sales, alambres, chapas.

HIERRO

Fe 2.1 - ORIGEN DEL ELEMENTOEl hierro es el metal de transicin ms abundante en la corteza terrestre, y cuarto de todos los elementos. Tambin existe en el Universo, habindose encontrado meteoritos que lo contienen. Es el principal metal que compone el ncleo de la Tierra hasta con un 70%. Se encuentra formando parte de numerosos minerales, entre los que destacan la hematites (Fe2O3), la magnetita (Fe3O4), la limonita (FeO (OH)), la siderita (FeCO3), la pirita (FeS2), la ilmenita (FeTiO3), etc.Se puede obtener hierro a partir de los xidos con ms o menos impurezas. Muchos de los minerales de hierro son xidos, y los que no, se pueden oxidar para obtener los correspondientes xidos.La reduccin de los xidos para obtener hierro se lleva a cabo en un horno denominado comnmente alto horno . En l se aaden los minerales de hierro en presencia de coque y carbonato de calcio, CaCO3, que acta como escorificante.Los gases sufren una serie de reacciones; el carbono puede reaccionar con el oxgeno para formar dixido de carbono, a su vez el dixido de carbono puede reducirse para dar monxido de carbono, aunque tambin se puede dar el proceso contrario al oxidarse el monxido con oxgeno para volver a dar dixido de carbono. El proceso de oxidacin de coque con oxgeno libera energa y se utiliza para calentar (llegndose hasta unos 1900 C en la parte inferior del horno). En primer lugar los xidos de hierro pueden reducirse, parcial o totalmente, con el monxido de carbono; despus, conforme se baja en el horno y la temperatura aumenta, reaccionan con el coque (carbono en su mayor parte), reducindose los xidos. El carbonato de calcio (caliza) se descompone y el dixido de carbono es reducido con el coque a monxido de carbono como se ha visto antes. Ms abajo se producen procesos de carburacin y finalmente se produce la combustin y desulfuracin (eliminacin de azufre) mediante la entrada de aire. Y por ltimo se separan la escoria y el arrabio: hierro fundido, que es la materia prima que luego se emplea en la

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industria.El arrabio suele contener bastantes impurezas no deseables, y es necesario someterlo a un proceso de afino en hornos llamados convertidores.

Fe 2.2 PRINCIPALES PRODUCTORESEn 2000 los cinco mayores productores de hierro eran China, Brasil, Australia, Rusia e India, con el 70% de la produccin mundial. Actualmente el mayor yacimiento de Hierro del mundo se encuentra en la regin de "El Mutn", en el departamento de Santa Cruz, Bolivia; dicho yacimiento cuenta con entre 40.000 y 42.000 millones de toneladas aprox. (40% de la reserva mundial) para explotar

Fe 2.3 - PROPIEDADES FISICAS Y MECANICASEs un metal maleable, de color gris plateado y presenta propiedades magnticas; es ferromagntico a temperatura ambiente y presin atmosfrica. Es extremadamente duro y denso. Posee puntos de ebullicin y fusin elevados y es conductor de la electricidad y el calor.

Se encuentra en la naturaleza formando parte de numerosos minerales, entre ellos muchos xidos, y raramente se encuentra libre. Para obtener hierro en estado elemental, los xidos se reducen con carbono y luego es sometido a un proceso de refinado para eliminar las impurezas presentes

El hierro es un material con buenas propiedades mecnicas las cuales pueden mejorarse alendose con carbono para formar aceros o fundiciones, y con otro tipo de elementos para formar aceros aleados. Estas propiedades varan mucho en funcin de los aleantes al hierro, la temperatura, los tratamientos trmicos. Las propiedades mecnicas ms importantes de un material como el hierro son tenacidad, maleabilidad, ductilidad, dureza, deformacin plstica, resiliencia, resistencia a la abrasin: El hierro es un material dctil, por lo que tiene una zona importante de estiramiento elstico, seguida de una zona plstica. En la zona elstica alargamientos y tensiones son proporcionales segn una constante, la cual vara sustancialmente segn los aleantes del hierro y su porcentaje. La resiliencia en el caso de un material dctil como el hierro es grande y vara segn la cantidad de carbono que le aleemos al formar acero. La zona plstica del hierro tambin tiene un importante inters desde el punto de vista de ser maleable y dctil, ya que el estiramiento en forma de lminas e hilos se basa en las propiedades plsticas de deformacin del material. En el caso del hierro tiene buenas propiedades de tenacidad, que es la capacidad de absorber energa en la zona plstica (tras superar el lmite de fluencia) y seguir deformndose y no romper inmediatamente como un material frgil (como una cermica), as podemos estirarlo en planchas o en hilos con mayor o menor dificultad segn su contenido en aleantes. El hierro no tiene una elevada dureza. Por este motivo se alea con carbono formando aceros y fundiciones, el carbono se queda retenido en las zonas intersticiales de las mallas endureciendo el material. El grado de dureza vara en gran medida segn los tratamientos trmicos a los que se someta el material. En el caso del acero al calentarlo aparece un nuevo tipo de estructura que es la austenita, la cual posee mayor dureza. Si la templamos obtenemos

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martensita la cual es extremadamente dura. Otros factores a tener en cuenta son la capacidad de estriccin entre 80% y 93%, y el alargamiento entre 40% y 50%. En cuanto a la soldabilidad es bastante soldable, pero se va perdiendo esta propiedad al aadirle carbono, aunque algunos aceros tienen buena soldabilidad gracias a la adicin de algn elemento aleante. La resistencia a la abrasin en los derivados del hierro se mejora con tungsteno. El carburo de tungsteno (CW) es un material extremadamente duro y resistente a la abrasin, y se obtiene un derivado del hierro til para algn uso de desgaste por rozamiento. Un factor importante a tener en cuenta es la temperatura, segn la temperatura las propiedades mecnicas varan sustancialmente. Los lmites de fluencia y rotura van reducindose al subir la temperatura, adems a partir de los 600C comienza el fenmeno del creep, en el que un una deformacin va variando a lo largo del tiempo estirndose hasta que rompe, este fenmeno se puede reducir con manganeso. En cuanto a propiedades fsicas del hierro mencionaremos que el hierro es un material conductor, tanto del calor como la electricidad, aunque lejos como conductor de materiales como cobre o plata que se usan para conducir la corriente o calor entre 2 partes. En cuanto a la dilatacin trmica el hierro puede tener un coeficiente superior a altas temperaturas con lo que hay q tener en cuenta este factor en cuanto al diseo de cargas trmicas, de piezas de gran longitud. En cambio una propiedad muy importante que tiene el hierro y derivados es la capacidad que tienen para crear campos magnticos, debido a la existencia de electrones desapareados en los metales de transicin provocando un ordenamiento tridimensional, a estos materiales se les llama ferromagnticos (se pegan a los imanes). En el caso del hierro puro la temperatura de Curie 1041 K (768C), es el cambio de ferromagntico a amagntico, pierde todas su propiedades magnticas, mientras que cuanto ms lo enfriemos mejor conductor se vuelve y mejor son sus propiedades magnticas.

Fe 2.4 - PRINCIPALES ALEACIONESALEACIONES HIERRO-CARBONOComprenden aceros y hierros de fundicin que son los materiales metlicos ms importantes en la construccin de mquinas.En las aleaciones hierro-carbono los componentes son hierro y carbono. El carbono es su segundo componente formando la composicin qumica Fe3C (carburo de hierro: cementina) con un contenido de carbono igual a 6.67%.Tipos de fundicin:1) Aceros de fundiciones blancas, aleaciones con el carbono ligadosubclasificacin de los aceros al carbono; segn su aplicacin, los aceros al carbono se dividen en aceros de construccin, y de herramientas:-Aceros de construccin: Por su destinacin los aceros de construccin se dividen en aceros comunes, que se utilizan corrientemente tal como lo suministran, sin tratamiento trmico. Aceros al carbono nobles de construccin, que se emplean para piezas que se someten a tratamiento trmico y qumico-trmico. Los aceros comunes se usan en gran escala para laminar chapas y viguetas con perfil especial para construcciones estructuras de puentes y piezas no importantes

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de maquinas. Los aceros bajos en carbono tienen aplicacin para las piezas sometidas a bajos esfuerzos; de estos aceros los de tipo 10, 15, 20, 25 se utilizan para piezas a cementar; los aceros 30, 40, 45, 50 se emplean para piezas que se someten al temple y a un alto revenido.-Aceros de herramientas: Estos aceros s emplean en herramientas que se someten a golpes deben poseer una determinada resistencia, (aceros de bajo contenido de carbono)(cinceles, martillos etc.). El acero de alto contenido de carbono se utiliza para herramientas que no experimentan golpes fuertes durante su servicio. En cambio se necesita para herramientas que tengan resistencia al desgaste y dureza como; (brocas, fresas, terrajas, sierras, calibres y otras).2) Aleaciones de hierro carbono con 6.67% de carbono (fundiciones blancas)En estas fundiciones se obtienen de tres tipos:La fundicin eutectiea, con contenido de 4.3% de carbono y una estructura compuesta de ledeburita sin fases sobrantes.Fundiciones blancas hipoeutecticas, tiene un contenido de carbono del 2 al 4.3%.Fundiciones blancas hipereutecticas, tiene un contenido de carbono de 4.3 a 6.67%Losa bloques de fundicin blanca poseen una gran dureza y fragilidad; por esta razn las fundiciones blancas tiene poca aplicacin directa. Se emplean ampliamente las fundiciones blancas hipoeutecticas con contenido de 2.5 a 3.2% de carbono para obtener una fundicin forjable.3) Fundicin grisEn la maquinaria moderna se aplica en gran escala la fundicin gris; el peso especifico de las piezas de fundicin constituye en termino medio el 50% del peso de las maquinas fabricadas, durante los ltimos 30 aos las propiedades mecnicas de las piezas de fundicin se han elevado en mas de 3 veces si en 1920 l limite de resistencia a la rotura era de 20Kg/mm2, en el tiempo presente este limite alcanza de 60-70 Kg/mm2. La fundicin gris es una aleacin de hierro con contenido variable de carbono (2-4.5%), silicio (0.5-3.5%), manganeso (0.5-1.5%), fsforo (0.1-1.0%), y azufre (hasta0.15%), los cuales determinan las diferenciasen las propiedades de la fundicin. De los elementos indicados los ms importantes son el carbono y silicio.

Fe 2.5 - USOS Y APLICACIONES INDUSTRIALESEl hierro es el metal duro ms usado, con el 95% en peso de la produccin mundial de metal. El hierro puro (pureza a partir de 99,5%) no tiene demasiadas aplicaciones, salvo excepciones para utilizar su potencial magntico. El hierro tiene su gran aplicacin para formar los productos siderrgicos, utilizando ste como elemento matriz para alojar otros elementos aleantes tanto metlicos como no metlicos, que confieren distintas propiedades al material. Se considera que una aleacin de hierro es acero si contiene menos de un 2,1% de carbono; si el porcentaje es mayor, recibe el nombre de fundicin.

Fe 2.6 - PRESENTACION COMERCIALHierro: Briquetas, limadurasAceros: Chapas, barras, alambres, perfiles, tubos, etc.

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