Los metales son materiales brillantes, sólidos a temperatura ambiente, fáciles de moldear cuando están calientes y buenos conductores de calor y electricidad. La Tierra tiene grandes reservas de algunos metales, como hierro y estaño, que se usan para hacer herramientas, maquinaria y grandes estructuras. Otros metales son más escasos, como el oro y el platino, y se usan en menores cantidades.

Pocos de estos metales se encuentran de forma nativa en la naturaleza; estos pueden encontrarse químicamente combinados formando diversos compuestos minerales, tales como óxidos, carbonatos, sulfuros, etc.

Estos compuestos se hallan en los yacimientos formando la mena, que es toda materia de origen natural de la cual se puede extraer uno o más metales. Las menas, generalmente contienen cantidades variables de materias extrañas, piedras o tierras, que se denominan gangas. La combinación de la mena y la ganga es lo que constituye el mineral.

Se considera que el hierro fue el primer material utilizado por el hombre, llegándose a creer que ya era conocido siete mil años antes de J.C. No se ha podido establecer con exactitud su edad.

MALEABILIDAD

DUCTILIDAD

TENACIDAD SOLDABILIDAD

FORJABILIDAD

FRAGILIDAD TEMPLE

OXIDACIÓN

A las operaciones físicas y químicas necesarias para extraer los metales de sus menas y la preparación posterior para su uso, se le llama Metalurgia.

Hay que someter a los minerales a una serie de operaciones cuya finalidad es separar la mena de la ganga y después aislar el metal. Las operaciones son las siguientes:

Tratamiento preliminar, en el cual son removidas las materias extrañas y el mineral es puesto en forma adecuada para el tratamiento inmediato.

Reducción, consiste en reducir al componente del metal en metal libre.

Refinamiento, el metal es purificado, y en algunos casos se le añade sustancias con el propósito de darle ciertas propiedades al producto final.

¿METALURGIA?

Operaciones básicas de obtención de metales: • Operaciones físicas: triturado, molido, filtrado (a presión o al vacío),

centrifugado, decantado, flotación, disolución, secado, precipitación física. • Operaciones químicas: tostación, oxidación, reducción, hidrometalurgia,

electrólisis, hidrólisis, lixiviación mediante reacciones ácido-base, precipitación química, electrodeposición y cianuración.

•No se conoce con exactitud la fecha en que se descubrió la técnica de fundir mineral de hierro para producir un metal susceptible de ser utilizado. •Los griegos ya conocían hacia el 1.000 a.C. la técnica, de cierta complejidad, para endurecer armas de hierro mediante tratamiento térmico.

•Las aleaciones producidas por los primeros artesanos del hierro (y, de hecho, todas las aleaciones de hierro fabricadas hasta el siglo XIV d.C.) se clasificarían en la actualidad como hierro forjado. Para producir esas aleaciones se calentaba una masa de mineral de hierro y carbón vegetal en un horno o forja con tiro forzado. El hierro producido en esas condiciones solía contener un 3% de partículas de escoria y un 0,1% de otras impurezas.

•Los artesanos del hierro aprendieron a fabricar acero calentando hierro forjado y carbón vegetal en recipientes de arcilla durante varios días, con lo que el hierro absorbía suficiente carbono para convertirse en acero auténtico. •La producción moderna de acero emplea altos hornos que son modelos perfeccionados de los usados antiguamente. El proceso de refinado del arrabio mediante chorros de aire se debe al inventor británico Henry Bessemer.

Se denomina siderurgia a la técnica del tratamiento del mineral de hierro para obtener diferentes tipos de éste o de sus aleaciones. El proceso de transformación del mineral de hierro comienza desde su extracción en las minas.

Los más utilizados por la siderurgia son: Óxidos -> Hematita (Fe2O3) y la Magnetita (Fe304) Hidróxidos -> Limonita Carbonatos -> Siderita o carbonato de hierro (FeCO3)

1. El proceso comienza con la obtención de materias primas: el mineral de hierro y el carbón de coque.

2. Prosigue con la coquización del carbón.

3. El coque obtenido se utiliza luego en el alto horno para reducir el mineral de hierro y obtener arrabio líquido, que es una solución de hierro con alto contenido en carbono e impurezas.

4. El arrabio se envía en vagones termo a la acería para bajarle la concentración de carbono y eliminarle las impurezas de azufre y fósforo.

5. En un proceso de afino posterior se le adicionan los minerales y ferro-aleaciones que sean necesarios para obtener el tipo de acero que se necesita.

6. El acero líquido que se obtiene en la aceración se solidifica en la máquina de colada continua.

7. A la salida de la máquina se obtienen productos planos, llamados desbastes, de variadas dimensiones y pesos que se exportan directamente o se envían al proceso de laminación en caliente (LAC) o de laminación en frío (LAF).

El dispositivo habitual para obtener hierro a partir de sus minerales es el denominado horno alto. Se trata de una instalación compleja cuyo principal objetivo es la obtención de arrabio, es decir, hierro con un contenido en carbono que oscila entre el 2,6 % y el 6,7 %, y que contiene otras cantidades de silicio, manganeso, azufre y fósforo que oscilan en torno al 0,05 %.

El cuerpo central de la instalación denominada horno alto está formado por dos troncos de cono colocados uno sobre otro y unidos por su base más ancha. Su altura oscila entre los 30 y los 80 m y su diámetro máximo está comprendido entre los 10 y los 14 m. La pared interior está construida de ladrillo refractario y la exterior es de acero. Entre ambas pasan los canales de refrigeración. La parte superior del horno alto se denomina tragante. Se compone de dos tolvas en forma de campana, provistas de un dispositivo de apertura y cierre que evita que se escapen los gases en el momento de la carga del material.

Dependiendo del contenido en carbono de la aleación de hierro encontramos tres tipos principales de productos siderúrgicos: Fundición o arrabio, Aceros y Hierros. Fundición: considerado como el producto de la primera fusión de los altos hornos. Son aleaciones hierro-carbono con contenidos de entre el 1.7 al 6.7% de carbono. Hierros: reciben este nombre los aceros extra suaves con 0.05 a 0.15% de carbono. Aceros: son aleaciones con menos del 2% de carbono. De carácter maleable templan bien debido a que su contenido de carbono supera el 0,25%. Al aumentar el porcentaje de carbono, mejoran ciertas propiedades como la resistencia a la tracción, límite elástico y dureza. Sin embargo disminuye la ductibilidad, resiliencia y alargamiento de rotura. Dependiendo del número de elementos que entran a formar parte en la composición del acero hablaremos de aceros ordinarios o al carbono (compuestos únicamente por hierro y carbono) y aceros alcados (que llevan en su composición otros elementos adicionales).

Aceros ordinarios: se clasifican en función de su contenido en carbono. Pertenecen a este tipo los denominados F-115 y F-145, que se utilizan en la fabricación de ejes para friends, anclajes y chapas. Aceros aleados: son aceros a los que se añade, durante su proceso de obtención, elementos adicionales al hierro y al carbono para modificar sus propiedades. Normalmente incorporan manganeso, níquel, cromo, molibdeno, vanadio, wolframio, silicio, etc. De esta manera el cromo aumenta la dureza del acero y constituye la base de los aceros inoxidables, el wolframio se usa en aceros rápidos para la fabricación de herramientas, el níquel hace aumentar la tenacidad, etc. Existen los siguientes tipos principales de aceros aleados: 1. Aceros aleados de gran resistencia: para usos en los que sea necesaria una gran resistencia a

la tracción con buena tenacidad y resiliencia. Se encuentran aceros al níquel, cromo-níquel (I1.5% de cromo y 4-4.5% de níquel), cromo-molibdeno y cromo-níquel-molibdeno (1-1.5% de cromo, 4-4.5% de níquel y de molibdeno 0.2-0.6%) como los empleados en ho . as y cabezas de piolets, pitones y clavos y tornillos de hielo.

2. Aceros de gran elasticidad: deben tener suficiente resiliencia sin que disminuya mucho el límite elástico.

Aceros de cementación: son aceros de bajo contenido en carbono que se destinan a la fabricación de piezas cuyo núcleo debe ser tenaz y su superficie muy dura y resistente. Se logran por cementación, es decir, sometiendo a las piezas a un proceso de carburación superficial. Una composición típica de estos de aceros contiene 0.10-0.15% de carbono, 3.84.5% de níquel, 0.9-1.0% de cromo y 0.15-0.35% de molibdeno, como el usado en la fabricación de los spits. Aceros inoxidables: son aceros destinados a resistir el efecto corrosivo de los medios naturales o industriales. Están constituidos por mezclas de cromo al 12-14% con contenidos de carbono del 0.3-0.4% que le dan dureza. Aceros de alto contenido en carbono: incorporan adicionalmente cromo y wolframio, que proporcionan dureza y resistencia al desgaste. Aceros rápidos: utilizados en la fabricación de herramientas cortantes, como el llamado 18-4-1 (18% de Wolframio, 4% de cromo, 1 % de vanadio y 0. 7-0.8% de carbono). En el desarrollo de nuestras actividades en montaña sólo encontraremos este tipo de aceros en las brocas de "widia", que usamos para taladrar la roca.

Aleación de hierro + carbono

Cantidad de carbono varia entre 0,1 y el 2,1% en peso de su composición

Conserva características metálicas del hierro en estado puro.

3000 a.C en Egipto

1000 a.C los Griegos

Entre el siglo XI y X en Merv el acero de crisol

Siglo XI en China

1740 d.C en Inglaterra por Benjamin Huntsman

1856 en Inglaterra por Henry Bessemer

Densidad 7850 Kg/m3

Material muy tenaz

Relativamente dúctil

Maleable

Punto de fusión

Punto de ebullición es de alrededor de 3000°C

Dureza varia

La corrosión es la mayor desventaja

Alta conductividad eléctrica

Temple

Revenido

Recocido

Normalizado

Cementación

Nitruración

Cianuracion

Acero Laminado

Acero Corrugado

Hormigón Armado

Construcción en acero

Acero de tornillos y conectores

Cables de puentes

Revestimientos de acero

Acero de raíles de tren

Para estribos y ganchos de estribo

“Barra No 5 (5/8”) ó 16M (16mm) y menores, doblez de 90° mas 6db de extensión en el extremo libre de la barra, o

Barra No 6 (3/4”) ó 20M (20mm) No 7 (7/8”) ó 22M (22 mm), y No 8 (1”) ó 25M (25 mm), doblez de 90° mas una extensión de 12 db en el extremo libre de la barra, o

Barra No 8 (1”) ó 25M (25mm) y menor, doblez de 135° mas una extensión de 6 db en el extremo libre de la barra.”

Cincado

Cromado

Galvanizado

Niquelado

Pavonado

Pintura

Emplomado

Estañado

Aceros para hormigón

Productos laminados

Perfiles estructurales

Perfiles laminados en frio

Chapa

Chapa para construcción

Tubería soldada

Tubería de acero sin soldadura

Acero inoxidable

Metales no férricos

Los materiales No Ferrosos no contienen hierro. Estos incluyen el aluminio, magnesio, zinc, cobre, plomo y otros elementos metálicos. Las aleaciones el latón y el bronce, son una combinación de algunos de estos metales No Ferrosos y se les denomina Aleaciones No Ferrosas.

http://www.banrep.gov.co/museo/esp/s_metales04.htm

http://www.arquba.com/monografias-de-arquitectura/los-metales/

http://www.geocities.ws/TheTropics/Cabana/8719/equiptec/met_clas.html

http://tecnologiafuentenueva.wikispaces.com/file/view/Metales_Fe.pdf

EL LIBRO DEL SABER, INGFISHER

http://www.diaco.com.co/gerdaudiaco/gerdaudiaco/PRODUCTOSYSERVICIOS/SoftwaresdeApoyo/tabid/219/language/es-CO/Default.aspx