Diferencia entre metales ferrosos y no ferrosos PDF

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I parcial Diferencia entre metales ferrosos y no ferrosos Metales ferrosos Todos los metales que contengan cualquier cantidad de hierro en su forma básica son considerados metal ferroso. El único elemento metálico ferroso en la tabla periódica es el hierro. Muchos metales como el acero, tienen un porcentaje de hierro, lo que significa que es un metal ferroso. Ejemplos son el acero inoxidable, acero al carbono y el hierro forjado. Metales no ferrosos Los metales no ferrosos son lo contrario no contienen hierro. Los metales de aleación que están libres de hierro también se consideran no ferrosos. Todos los metales en la tabla periódica a excepción del hierro, son no ferrosos. Ejemplos son el aluminio, zinc, cobre, plomo. Propiedades Los metales ferrosos y no ferrosos difieren en alguna de sus propiedades. Los metales ferrosos poseen una atracción magnética y tiene una gran resistencia a la tracción, ya que pueden llevar a una gran cantidad de tensión. Tienen las propiedades de un metal estándar como: conducción de calor y electricidad, ductilidad, maleabilidad y un aspecto brillante. Tienen la capacidad de la oxidación, que se conoce como corrosión. La oxidación forma un depósito color marrón rojizo en la superficie y es un óxido de hierro. Los metales no ferrosos también poseen las mismas propiedades que los metales básicos como. Sin embargo, los metales no ferrosos difieren de los metales ferrosos en que tienen pesos más ligeros, puntos de fusión más altos y son más resistentes a la corrosión, ya sea de naturaleza atmosférica o química.

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Materiales metálicos Los metales son un grupo de elementos químicos con unas características que los hacen muy útiles para el hombre, entre las que destacan la conductividad (caso del cobre), la resistencia mecánica (hierro y acero), la resistencia a las altas temperaturas (Tungsteno), etc. O sea, tenemos un metal con aleación para cada necesidad de la técnica (latón y el bronce). Todos ellos son sólidos a temperatura ambiente, excepto el mercurio En general, se puede decir que los metales tienen las siguientes propiedades:    

Maleabilidad: Podemos hacer láminas de muchos de ellos al pasar por rodillos especiales. Ductilidad: Es la capacidad para alcanzar grandes deformaciones sin romperse, con técnicas apropiadas, formamos hilos al someterlo a esfuerzos de tracción, cuanto más dúctil es el material, más fino es el hilo o alambre. Tenacidad: Esto sería lo contrario de la fragilidad, o sea, los metales presentan gran resistencia a romperse cuando reciben golpes. Resistencia mecánica: Cuando los sometemos a las diferentes fuerzas (tracción, torsión, comprensión.) suele comportarse muy bien.

La densidad se define como la masa entre unidad de volumen. La masa es la cantidad de materia contenido en un objeto, se mide en gramos. El volumen es la cantidad de espacio ocupado por la cantidad de volumen, se expresa en cm 3. Ejemplo: “La densidad del acero es mayor que la del aluminio, ya que un kilo de acero ocupa menos volumen que un kilo de aluminio.” Se representa con la letra griega ro”

Aplicaciones de metales no ferrosos Los metales no ferrosos se utilizan en diversas aplicaciones, aprovechando su beneficio. Esta es la razón por la que los metales no ferrosos se utilizan normalmente en entornos industriales. Por ejemplo,  Los metales no ferrosos tienen un peso más ligero, son beneficiosos en máquinas donde es importante la ligereza. Se suelen utilizar cuando la atracción magnética del hierro puede ser una desventaja.  Los metales no ferrosos también son ideales para aplicaciones electrónicas y eléctricas, como cableado de cobre, aluminio, embobinado de motores etc. 2

Características de los metales no ferrosos Su utilización no es tan masiva como los productos férreos (hierro, acero y fundición) pero tienen una gran importancia en la fabricación de productos, por tener propiedades como son:  El bajo peso específico.  La resistencia a la oxidación condiciones ambientales normales.  La fácil manipulación y mecanizado. Las aleaciones de productos no ferrosos tienen gran cantidad de aplicaciones:  monedas (fabricadas con aleaciones de cobre, níquel y aluminio)  filamentos de bombillas, puntas de broca (Tungsteno)  material de soldadura de componentes electrónicos (estaño-plomo)  recubrimientos (cromo, níquel, cinc) Clasificación En general, los metales no ferrosos son blandos y tienen poca resistencia mecánica. Para mejorar sus propiedades se alean con otros metales. Atendiendo a su densidad, se pueden clasificar en 3 grupos:

5 gr/cm3

Tungsteno

2 y 5 gr/cm3 2 gr/cm3 Los metales no ferrosos, ordenados de mayor a menor utilización, son:  Cobre (y sus aleaciones)  Aluminio  Estaño  Plomo  Cinc  Níquel  Cromo  Titanio  Cobalto.  Magnesio.  Tungsteno

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II parcial

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Características de algunos Metales no ferrosos

Estaño Propiedades  Densidad: 7,28 kg/dm3.  Punto de fusión: 231 °C.  Resistividad: 0,115 Ω·mm  Resistencia a la tracción: 5 kg/mm2.  Alargamiento: 40%. Características  El estaño puro tiene un color muy brillante.  A temperatura ambiente se oxida perdiendo el brillo exterior, es muy maleable y blando, y pueden obtenerse hojas de papel de estaño de algunas décimas de milímetro de espesor.  En caliente es frágil y quebradizo.  Por debajo de -18°C empieza a descomponerse y a convertirse en un polvo gris. A este proceso se le conoce como enfermedad o peste del estaño. Aleaciones:  Bronce. Es un aleación de cobre y estaño.  Soldaduras blandas. Son aleaciones de plomo y estaño con proporciones de estaño entre el 25 y 90%  Fabricación de hojalata (latas), consiste en recubrir una chapa de acero con dos capas muy finas de estaño puro. El estaño protege al acero contra la oxidación. Plomo Propiedades:  Densidad: 11,34 kg/dm3  Punto de fusión: 327 °C.  Resistividad; 0,22 Ω·mm  Resistencia a la tracción: 2 kg/mm  Alargamiento: 50 %. El plomo posee las siguientes características:  Color grisáceo-blanco muy brillante cuando está recién cortado.  Muy blando y maleable  Buen conductor térmico y eléctrico  Se oxida con facilidad, forma una capa de carbonato que lo autoprotege.  Forma compuestos solubles venenosos Pb(OH)

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Aplicaciones Del Plomo En estado puro:  Óxido de plomo. Usado para fabricar minio (pigmento de pinturas antioxidantes).  En estado puro: Barreras ante radiaciones nucleares (rayos X)  Revestimiento de cables  Baterías y acumuladores Formando aleaciones:  Soldadura blanda, a base de plomo y estaño como material de aportación en instalaciones hidráulicas y en electrónica  Fusibles eléctricos Soldadura Plomo y estaño Para garantizar una buena soldadura es necesario que tanto el estaño como el elemento a soldar alcancen una temperatura determinada, si esta temperatura no se alcanza se produce el fenómeno denominado soldadura fría. La temperatura de fusión depende de la aleación utilizada, cuyo componente principal es el estaño y suele estar comprendida entre unos 200 a 400 ºC. En realidad, el término "estaño" se emplea de forma impropia porque no se trata de estaño sólo, sino de una aleación de este metal con plomo, generalmente con una proporción respectiva del 50%-50% (estaño-plomo, para hidráulica), 60%40%, (estaño-plomo, para electrónica), 95%-5%, (estaño-antimonio, para gas L.P.) Para realizar una buena soldadura, se necesita la pasta de soldar, cuya misión es facilitar la distribución uniforme del estaño sobre las superficies a unir y evitando, al mismo tiempo, la oxidación producida por la temperatura demasiado elevada del soldador.

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Cobre Propiedades:  Densidad: 8,90 kg/dm3  Punto de fusión: 1083 °C.  Resistividad: 0,017 Ω·mm  Resistencia a la tracción 18 kg/mm2  Alargamiento: 20% Características: Debido a su gran conductividad térmica y eléctrica, su uso queda casi exclusivamente para estos materiales como cables, tuberías de calefacción (boiler) y aire acondicionado, ya que no es un material barato. Se suelda con facilidad, es muy dúctil y maleable y cuando se oxida forma una capa verdosa. Aleaciones del cobre: La adición de otros metales no ferrosos al cobre mejora sustancialmente sus propiedades mecánicas y de resistencia a la oxidación, aunque empeora ligeramente su conductividad eléctrica y calorífica.

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III parcial Características de algunos Metales no ferrosos CINC Propiedades  Densidad: 7,14 kg/dm3  Punto de fusión: 419°C  Resistividad: 0,057 Ω·mm  Resistencia a la tracción:  Alargamiento: 20%. Características  Color blanco azulado  Es muy resistente a la oxidación y corrosión en el aire y en el agua, pero poco resistente al ataque de ácidos y sales. ALEACIONES DE CINC

APLICACIONES DEL CINC Recubrimiento de piezas  Galvanizado electrolítico: consiste en recubrir, mediante electrólisis, un metal con una capa muy fina de cinc (unas 15 milésimas de milímetro).  Galvanizado en caliente: la pieza se introduce en un baño de cinc fundido. Una vez enfriada, el cinc queda adherido y la pieza protegida.  Metalizado: se proyectan partículas diminutas de cinc, mezcladas con pintura, sobre la superficie a proteger. Óxidos de cinc  Bronceadores, desodorantes, etcétera. 9

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Colorantes, pegamentos, conservantes, etcétera. CROMO

Propiedades  Punto de fusión: 1900°C.  Densidad: 6,8 kg/dm3  Resistividad: 1,1 Ω·mm

Características  Tiene un color grisáceo acerado.  Es muy duro y tiene una gran aspereza.  Resiste muy bien la oxidación y corrosión.  Se emplea como: _cromado brillante: para objetos decorativos. _cromado duro: para la fabricación de aceros inoxidables y aceros para herramientas. NÍQUEL Propiedades  Densidad: 8,85 kg/dm3  Resistividad: 0,11 Ω·mm  Punto de fusión: 1450°C. Características  Tiene un color plateado brillante y se puede pulir muy fácilmente.  Es magnético (lo atrae un imán como si fuese un producto ferroso).  Es muy resistente a la oxidación y a la corrosión. Se emplea: _Para fabricar aceros inoxidables (aleado con el acero y el cromo). _En aparatos de la industria química. _En recubrimientos de metales (por electrólisis). TUNGSTENO Propiedades  Densidad: 19 kg/dm3  Punto de fusión: 3370°C.  Resistividad: 0.056·Ω·mm Características  Se emplea en filamentos de bombillas incandescentes, por su elevado punto de fusión.  Se emplea en herramientas de corte para máquinas. (brocas, sierras) 10

COBALTO Propiedades  Punto de fusión: 1490°C.  Densidad: 8,6 kg/dm  Resistividad: 0,063 Ω·mm  Tiene propiedades parecidas al níquel, pero no es magnético. Características Se utiliza:  Para endurecer aceros para herramientas (aceros rápidos).  Como elemento para la fabricación de metales duros empleados en herramientas de corte (brocas, sierras)

Aluminio. También es un excelente conductor de la electricidad y del calor. Es muy blando con baja densidad. Más que el del cobre, al oxidarse forma una fina capa de óxido de aluminio que le hace enormemente resistente a la oxidación. Soldadura de aluminio: En algunos procesos de soldadura por arco, el metal en el electrodo también se derrite para formar la soldadura, en otros procesos de soldadura una corriente eléctrica a través de un electrodo derrite metal para formar una soldadura entre dos piezas. El aluminio es por lo general más difícil de soldar que el acero, y necesitarás elegir un soldador específico para el aluminio. Este metal conduce el calor mejor que el acero y tiene un punto de derretimiento más bajo. Esta combinación de factores implica que es mucho más fácil derretir por completo las piezas de aluminio Se usa mucho en la industria de la alimentación debido a su nula toxicidad, como las tuberías y tanques de combustible ya que son resistentes a la humedad. Existen muchos otros ámbitos de aplicación, como la fabricación de bicicletas, ventiladores, maquinaria, recipientes y la construcción naval. Los materiales de aluminio se usan también en la construcción.

Zinc. Se suele emplear junto con otros metales. Muy resistente a la corrosión, se emplea mucho en el proceso de galvanizado por el cual se añade este elemento a la capa externa del metal (generalmente un acero) para crear un material muy resistente en la intemperie, por ejemplo las láminas galvanizadas de techumbres y las barreras de las carreteras. La gran ventaja es que te olvidas de su mantenimiento ya que no necesita pinturas protectoras. Aleaciones La mezcla de varios elementos químicos, (uno de ellos debe ser metal) a lugar a un nuevo material mejorando alguna de las propiedades. A este nuevo material, le llamamos aleación. Veremos algunos de ellos.

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Latón. Con una base de cobre, se le añade entre el 5 y 40 % de cinc. En este caso mejoramos al doble la resistencia a la tracción de sus componentes base. En los latones industriales el porcentaje de Zinc se mantiene siempre inferior al 20%. Su composición influye en las características mecánicas, la fusibilidad y la capacidad de conformación por fundición, forja, troquelado y mecanizado. El latón es una aleación que se utiliza para decoración debido a que su brillo le da un aspecto similar al del oro, para aplicaciones en que se requiere baja fricción, como cerraduras, válvulas, etc. Para fontanería y aplicaciones eléctricas, y extensamente en instrumentos musicales como trompetas y campanas.

Bronce. Empleamos de nuevo una base de cobre a la que añadimos un 10 % de estaño. Aunque también hay aleaciones con aluminio, manganeso, fósforo y silicio que también son consideradas bronces. El resultado es un material más resistente a la tracción que los latones, resiste a la corrosión y cuando está fundido es muy fluido, por lo que es apropiado para hacer figuras usando moldes. Sus aplicaciones van desde engranes hasta estatuas. Un método visual y mecánicamente perfecto para soldar bronce consiste en derretir una varilla con la misma composición y fusionarla de modo tal que la juntura sea invisible. La soldadura de bronce resulta mucho más fácil y el proceso es más simple con este método: derretir y dejar enfriar.

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