Sintesis DE LOS Metales Ferrosos Y NO Ferrosos PDF

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TNM INSTITUTO TECNOLÓGICO DE OAXACA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA INDUSTRIAL Propiedades de la Materia 13-15 (IB)

Trabajo: Síntesis sobre materiales ferrosos y no ferrosos

GRUPO IB

ALUMNO: PEREZ CRUZ MIGUEL

FACILITADOR: ING. Matias Mejia Ediberto

15 de Marzo del 2021

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Introducción

Los metales y las aleaciones empleados en la industria y en la construcción pueden dividirse en dos grupos principales: Materiales FERROSOS y NO FERROSOS. Los materiales Ferrosos son aquellos que contienen hierro como su ingrediente principal; es decir, las numerosas calidades del hierro y el acero. 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.

Son aquellos metales que no contienen hierro en cantidades apreciables en su composición. Que se suelen clasificar en tres grupos según su densidad: pesados (más de 5 kg/dm3), ligeros (entre 2 y 5 kg/dm3) y ultraligeros (menos de 2 kg/dm3). Habitualmente, tienen menor resistencia mecánica que los metales ferrosos y su coste de obtención suele ser más elevado, por lo que suelen utilizarse menos con fines industriales. Son muy variados, en general presentan un punto de fusión más bajo que los ferrosos y resisten mejor la oxidación y la corrosión. A menudo se combinan para formar aleaciones.

Tipos

Características

Metales no ferrosos

Pesados

Con densidad es igual o Estaño. mayor de 5 kg/dm

Cobre,

Cinc,

Plomo, Cobre, Niquel, Wolframio y Cobalto.

Ligeros

Su

densidad

es Aluminio y Titanio

comprendida entre 2 y 5 kg/dm Ultraligeros

Su densidad es menor Magnesio y Berilio de 2 kg/dm

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Desarrollo Los Metales Ferroso.

Los metales ferrosos poseen una atracción magnética y tiene una gran resistencia a la tracción, ya que pueden llevar una gran cantidad de tensión. También tiene las propiedades de un metal estándar como la conducción de calor y electricidad, ductilidad, maleabilidad y un aspecto brillante. Los metales ferrosos son: Hierro puro y hierro dulce. Con bajísimas cantidades de carbono o, aunque poco frecuente, en estado de pureza. Aceros. Aleaciones de hierro y otros materiales (carbono y silicio, principalmente), en los que este último material no excede nunca el 2% del contenido. Fundiciones. Con presencia de carbono u otros materiales en una medida superior al 2%.

Se denomina metales ferrosos a aquéllos que contienen hierro como elemento base, pueden llevar pequeñas proporciones de otros. Todos los inconvenientes que presenta estos materiales ( Hierro, acero, y fundiciones) por ser muy pesados, al oxidarse con facilidad y ser difíciles de trabajo y que ademas son unos de los mas usados en la actualidad. Ademas son elementos químicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad, poseen una alta densidad y ademas son sólidos en las temperaturas normales excepción el mercurio. Los metales ferrosos son aquellas que su principal componente es el hierro y, sus principales características son su gran resistencia a la tensión y dureza. 3

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incluyen el acero dulce, el acero al carbono, el acero inoxidable, el hierro fundido y el hierro forjado. Estos metales se utilizan por su resistencia a la tracción y durabilidad. También puedes encontrar chatarra ferrosa en la construcción de viviendas, contenedores industriales, tuberías a gran escala, automóviles, rieles para ferrocarriles y transporte, la mayoría de las herramientas y accesorios que usa en su casa y los cuchillos con los que cocina en casa. la mayoría de los metales ferrosos y aleaciones son vulnerables al óxido cuando se exponen a los elementos la propiedades de los material ferrosos son: Elasticidad: Propiedad de los materiales de recuperar su forma original cuando deja de actuar sobre ellos la fuerza que los deformaba. Ductilidad: Propiedad de un material para extenderse formando cables o hilos. Dureza: Es la resistencia que opone un material a dejarse rayar por otro.

Ejemplos de metales ferroso Hierro puro: El hierro no se encuentra en estado puro en la naturaleza, se obtiene principalmente a a partir de óxidos y otros materiales. La mayor cantidad de reservas de hierro en minas se encuentras en Australia.

El hierro es un metal de color blanco plateado brillante, que se oxida rápidamente al aire húmedo o con agua que tenga oxigeno disuelto.Este material, de los más abundantes del planeta, es un metal gris plateado de capacidad magnética, gran dureza y densidad. Se le considera puro cuando se integra en un 99,5% de átomos del mismo elemento y, sin embargo, no es demasiado útil, dada su fragilidad. 4

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Hierro dulce: También llamado hierro forjado, posee un contenido de carbono ínfimo (no alcanza el 1%) y es una de las variedades comerciales más puras que existen del hierro. Es útil para aleaciones y para la forja, tras calentarlo a altísimas temperaturas y martillado al rojo vivo, pues enfría y endurece muy rápidamente. El hierro dulce se obtiene a partir del arabio o fundición de primera fusión quitándole la mayor parte de sus impurezas; esta operación se denomina pudelaje, y se realiza en un horno de reverbero.

Acero inoxidable: Esta aleación del hierro es muy popular, dada su alta resistencia a la corrosión y a la acción del oxígeno (oxidación), producto de su fabricación a partir de cromo (10 a 12% como mínimo) y otros metales como molibdeno y níquel. Lo que le hace especial al acero inoxidable es que se oxida formando una delgada patina de oxido de cromo, que permanece inalterada sin aumentar su volumen. El inoxidable resiste a la corrosión básicamente porque se oxida.

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Acero galvanizado: El acero es una aleación de hierro con carbono, tras pasar por un proceso de galvanización se convierte en un acero cubierto por varias capas de zinc. Este proceso es el que hace que las principales características del acero galvanizado sean su resistencia al óxido y al paso del tiempo.

Existen diferentes técnicas para elaborar el acero galvanizado. Las más comunes son la galvanización en frío, galvanización en caliente, galvanización por pistola, galvanizado por laminación y galvanizado electrolítico. El acero galvanizado puede durar de 50 a 100 años y en caso de entornos muy corrosivos puede durar de 25 años

Acero al carbono: Es un tipo de acero que contiene

carbono,

el

cual

es

el

principal

componente de este tipo de acero, también posee hierro y manganeso. Es conocido este ejemplar de acero como forjado, y es flexible lo cual permite que pueda obtener cualquier forma. El 90% de los aceros son de carbono. Este tipo de acero cuando está en bruto se somete a tratamiento térmico que permita darle las cualidades requeridas de acuerdo al uso para el cual se necesita, es decir, que se vuelca en bloques que son laminados en caliente en la forma necesitada y luego el carbono aprueba que el compuesto se endurezca.

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Acero

(wootz):

El

acero

Wootz

fue

posiblemente redescubierto a mediados del siglo XIX cuando el metalúrgico ruso Pavel Petrovich Anosov intentó descubrir el secreto de su elaboración y manufactura.Es un acero caracterizado por poseer una especie de patrones o bandas de capas de microcarburos temperados en una matriz con martensita o perlita. Una de las características principales del acero wootz es la alta cantidad de carburos que hacen de éste un acero de gran dureza, es decir que tiene una gran resistencia a la penetración o rayadura.

Fundiciones fundiciones

del de

hierro: hierro

Las están

compuestas por una matriz de hierro con un alto contenido de carbono. El porcentaje más bajo de carbono de una fundición puede ser de 2.08%. Las fundiciones más conocidas comercialmente llegan hasta un 4.5% pero se conocen casos que superan esta cantidad.

Hay tres tipos de fundiciones de hierro que son los más conocidos:

Fundición blanca: presenta carbono y silicio en su composición. Esto se debe a que en su estructura el carbono cristaliza combinado con el hierro formando la cementita. Esta fase es bastante dura y frágil, con alta tendencia a la fisuración Las fundiciones blancas son bastante utilizadas por su alta dureza. Aunque se han conocido casos exitosos de reparaciones sobre ellas, no se recomienda este tipo de procedimiento.

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Fundición gris: en la fundición gris el carbono está en forma de laminillas, lo que hace que esta fundición sea soldable. Tiene buena resistencia a la compresión. Sus propiedades mecánicas son adecuadas para un gran número de actividades. Es un material satisfactorio para maquinarias. Aunque sus propiedades son superadas por la fundición nodular, la fundición gris sigue siendo ampliamente utilizada. Fundición nodular:

Este elemento hace que el carbono se cristalice en

forma de nódulos. Ha sido bastante aceptada debido a sus buenas propiedades mecánicas, similares a las de un acero al carbono. Se conoce como fundición nodular o dúctil y es bastante fácil de producir

Permalloy:Aleación magnética de hierro y níquel en diversas proporciones, caracterizado por una alta

permeabilidad

magnética

y

resistencia

eléctrica, que lo hace ideal para elaborar sensores, cabezales magnéticos y otros implementos del ramo.

Acero al silicio: El acero de Damasco era

una

especie de aleación que tenía al mismo tiempo las cualidades de dureza y flexibilidad, una combinación que lo convertían en un material especial para la construcción de buenas espadas. cuando las espadas de este material se cotizaron ampliamente en Europa, debido a su gran dureza y filo “casi eterno”. Aún se debate cuál fue exactamente la técnica usada para obtenerlo en la época, si bien hoy en día se lo ha replicado para una amplia gama de cuchillos y utensilios cortantes de hierro.

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Acero al silicio: Es un acero especial fabricado

para

poseer

determinadas

propiedades magnéticas, tales como una zona de histéresis pequeña, que equivale a bajas pérdidas en el núcleo y una alta permeabilidad magnética.

Los metales no ferrosos Metales no ferrosos. Son todos los metales y aleaciones que no tienen en su composición química Hierro. En general, son blandos y tienen poca resistencia mecánica. Y los más importantes son : Cobre, Zinc, Plomo, Estaño, Aluminio, Níquel y Manganeso. Ademas hay muchos otros metales no ferrosos; ya que sin embargo, como las cantidades que se producen son pequeñas, o los procesos son altamente costosos, y se utilizan poco. Los metales no ferrosos se pueden clasificar según su peso específico, en pesados, ligeros y ultraligeros. Tipos

Características

Metales no ferrosos

Pesados

Con densidad es igual o Estaño. mayor de 5 kg/dm

Cobre,

Cinc,

Plomo, Cobre, Niquel, Wolframio y Cobalto.

Ligeros

Su

densidad

es Aluminio y Titanio

comprendida entre 2 y 5 kg/dm Ultraligeros

Su densidad es menor Magnesio y Berilio de 2 kg/dm

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Los Metales Ferrosos No Pesados Estaño Estaño Densidad: 7,28 Kg/dm3 Punto de fusión: 231 o C Resistividad: 0,115 Ω · mm2 /m Resistencia a la tracción: 5 Kg/mm2 Alargamiento: 40%

Es un metal de color blanco grisáceo parecido al de la plata, es suave, dúctil, y maleable pero muy poco resistente a la atracción, ademas carece de tenacidad, el metal al ser doblado produce un crujido debido a la dislocación de sus cristales. Sus principales características del Estaño es:



El estaño puro tiene un color muy brillante, a temperatura ambiente se oxida perdiendo el brillo exterior.



A temperatura ambiente es muy maleable y blando, pudiéndose obtener hojas de décimas de milímetros de espesor. Sin embargo 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

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Cobre

Cobre Densidad: 8,90 Kg/dm3 Punto de fusión: 1083 o C Resistividad: 0,017 Ω · mm2 /m Resistencia a la tracción: 18 Kg/mm2 Alargamiento: 20%

Es un metal de color rojo, muy maleable dúctil el estado de alta pureza, posee una elevada conductividad térmica y eléctrica.Los cobres mas utilizados en la actualidad se encuentran en forma de cobre negativo, sulfuros y óxidos. Gracias al cobre por su conductividad eléctrica se ha convertido en uno de los materiales mas utilizados en fabricación de los cables eléctricos.

Las características del cobre es: 

Es muy dúctil y maleable (pueden obtenerse láminas de hasta 0,02 mm de grosor)



Posee una alta conductividad eléctrica y térmica

Cinc

Cinc Densidad: 7,14 Kg/dm3 Punto de fusión: 419 o C Resistividad: 0,057 Ω · mm2 /m Resistencia a la tracción: Piezas moldeadas: 3 Kg/mm2 Piezas forjadas: 20 Kg/mm2 Alargamiento: 20%

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Es un metal de color blanco azulino, que funde a los 419ºC e hierve a 907ºC, el zinc a temperatura ambiente es frágil, y resistente a la corrosión en condiciones normales, pero cuando se une el contacto con el aire húmedo se opaca. Sus características es: 

Es muy resistente a la corrosión y a la oxidación, tanto en el aire como en el agua. Pero es poco resistente al ataque de ácidos y sales.



Tiene uno de los mayores de coeficientes de dilatación térmica de todos los metales.

Plomo Plomo Densidad: 11,34 Kg/dm3 Punto de fusión: 327 o C Resistividad: 0,22 Ω · mm2 /m Resistencia a la tracción: 2 Kg/mm2 Alargamiento: 50% El plomo es un metal de color gris azulado muy brillante, dentro del metales comunes es el más pesado, su elevada plasticidad le permite ser trabajado fácilmente en frío, este metal jamás debe de estar en contacto con las bebidas y alimentos. Es un metal gris azulado, blando y pesado, se corta fácilmente con un cuchillo. Las características del plomo es: 

Es muy maleable y blando



De color grisáceo-blanco muy brillante cuando está recién cortado. Se oxida con facilidad, formando una capa de carbonato básico que lo auto-protege



Resiste bien los ácidos sulfúrico y clorhídrico, pero es atacado por el ácido nítrico y el vapor de azufre

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Cromo El cromo es un metal de transición duro, frágil, color blanco agrisado y brillante. Es muy resistente frente a la corrosión. El cromo se utiliza principalmente en metalurgia para aportar resistencia a la corrosión y un acabado brillante. En aleaciones, por ejemplo, el acero inoxidable es aquel que contiene más del 12% de cromo, aunque las propiedades antioxidantes del cromo empiezan a notarse a partir del 5% de concentración. Además tiene un efecto alfágeno, es decir, abre el campo de la ferrita y lo fija. En procesos de cromado (depositar una capa protectora mediante electrodeposición). También se utiliza en el anodizado del aluminio. En pinturas cromadas como tratamiento antioxidante

Níquel

El níquel es un metal plateado-blanco, duro pero flexible

que

ocurre

naturalmente

y

es

encontrado en casi todo tipos de tierras. En el ambiente,

se

encuentra

comúnmente

combinado con oxígeno y azufre. En su pura forma, el metal puede tomar un lustre brillante y es resistente a deslustrarse.



Características: Color plateado brillante, muy resistente a la oxidación y a la corrosión, es magnético.



Aplicaciones: Fabricación de acero inoxidable (junto con acero y cromo), en recubrimiento de metales



por electrólisis (niquelado)

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Cobalto

El cobalto también es utilizado comúnmente mediante electrólisis por su apariencia, la dureza, y la resistencia a la oxidación. Los compuestos de cobalto se han usado por siglos para crear un color azul densa en vidrios, cerámicas, porcelana, vidriar y en esmaltes.

Metales No Ferroso Ligeros

Aluminio Densidad: 2,7 Kg/dm3 Punto de fusión: 660 C Resistividad: 0,026 Ω · mm2/m Resistencia a la tracción: 10 Kg/mm2 Si está laminado o forjado, su resistencia se puede incrementar hasta 20 Kg/mm2 Es el metal más abundante

Alargamiento: 50%

en la naturaleza. Desafortunadamente no se encuentra en la naturaleza en estado puro, sino combinado con oxígeno y otros elementos. El mineral del que se obtiene el aluminio se llama bauxita. Las características del aluminio son: 

Es muy ligero e inoxidable al aire, pues forma una película de óxido de aluminio que lo protege



Es buen conductor de la electricidad y del calor (cables de alta tensión)



Es muy maleable (papel de aluminio) y dúctil

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Titanio

Densidad: 4,45 Kg/dm3 Punto de fusión: 1800 C Resistividad: 0,8 Ω · mm2 /m Resistencia a la tracción: 100 Kg/mm2 Alargamiento: 5% El titanio se encuentra abundantemente en la naturaleza, ya que es uno de los componentes de casi todas las rocas volcánicas que contienen hierro. La extracción del titanio es un proceso bastante complejo que encarece extraordinariamente el producto final. Los minerales de los que se obtiene el titanio son el rutilo y la ilmenita. Las características del titanio son:

Es un metal blanco plateado que resiste mejor la oxidación y la corrosión que el acero inoxidable Las propiedades mecánicas son análogas, e incluso superiores a las del acero, pero tiene la ventaja de que las conserva hasta los 400 ºC.

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Conclusiones

Se denomina metales ferrosos a aquéllos que contienen hierro como elemento base, pueden llevar pequeñas proporciones de otros. Todos los inconvenientes que presenta estos materiales ( Hierro, acero, y fundiciones) por ser muy pesados, al oxidarse con facilidad y ser difíciles de trabajo y que ademas son unos de los mas usados en la actualidad. Hay materiales ferrosos y los no ferrosos en la cual están en la tabla periódica que todos conocemos, los materiales ferrosos son son aquellos que contienen hierro como su ingrediente principal las numerosas calidades del hierro y el acero. Los materiales No Ferrosos no contienen hierro. Estos incluyen el aluminio, magnesio, zinc, cobre, plomo y otros elementos metálicos.

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Bibliografía ( Fuentes consultadas) https://www.ejemplos.co/20-ejemplos-de-materiales-ferrosos-y-no-ferrosos/ https://www.ecured.cu/Metales_ferrosos#:~:text=Metales%20ferrosos%20pos een%20una%20atracci%C3%B3n,maleabilidad%20y%20un%20aspecto%20 brillante. https://www.ecured.cu/Metales_no_ferrosos#:~:text=Son%20todos%20los%2 0metales%20y,%2C%20Aluminio%2C%20N%C3%ADquel%20y%20Mangan eso. https://www.ecured.cu/Metales_no_ferrosos#:~:text=Son%20todos%20los%2 0metales%20y,%2C%20Aluminio%2C%20N%C3%ADquel%20y%20Mang...