MATERIALES METÁLICOS

LOS MATERIALES METÁLICOS.Generalidades

• Los materiales metálicos cuyo componente principal es el hierro son llamados materiales férricos. Son ejemplos de estos el hierro y el acero.

• Los materiales metálicos obtenidos a partir de otros metales son llamados materiales no férricos.

Hierro Acero

Cinc Cobre

LOS MATERIALES METÁLICOS. Propiedades

• Los materiales metálicos: • conducen bien el calor y la electricidad. • Su aspecto presenta un cierto brillo. • A temperatura ambiente suelen ser sólidos, excepto el mercurio.• Funden a la temperatura que llamamos punto de fusión.• Son maleables y dúctiles. Los que más el oro, la plata y el cobre.

Conductores Se funden Mercurio Oro nativo Plata nativa Cobre

LOS MATERIALES METÁLICOS. Aleaciones

• Una aleación es un material metálico que se obtiene al mezclar y fundida y dejar que solidifique una mezcla de un metal con otros materiales, casi siempre otros metales.

• El producto resultante tiene características metálicas y alguna propiedad que no tenían los componentes por separado.

• El latón, por ejemplo, es una mezcla de cobre y cinc y resulta más duro y con resistencia eléctrica.

Aleaciones Latón

EL HIERRO Y EL ACERO.El hierro dulce

• El hierro dulce es hierro puro en un 99,9 % o más. • Tiene pocas aplicaciones industriales y resulta muy difícil de obtener. • También se llama hierro forjado por que es muy dúctil y maleable.• Se emplea en trabajos de forja y para construir electroimanes y

transformadores eléctricos.

Trabajo en forja Electroimán Transformador

EL HIERRO Y EL ACERO.Los aceros

• Los aceros son aleaciones de hierro y de carbono (entre el 0,03 y el 1,76 %) a las que se añaden otros materiales (manganeso, níquel, titanio, etc.) según las propiedades del tipo de acero que se desee lograr. Se aplican en muchos campos industriales. Hay dos tipos de aceros:– Aceros comunes. Hechos sólo con hierro y carbono. Son muy fáciles de soldar y poco

resistentes a la corrosión. Se emplean en estructuras, clavos, tornillos, herramientas, ...– Aceros aleados. Hechos con hierro, carbono y otros elementos (manganeso, níquel,

titanio, cromo, molibdeno, etc.).Muy resistentes a la corrosión, al desgaste y a las altas temperaturas. Se emplean para fabricar instrumentos y piezas especiales.

Acero común Aceros aleados

EL HIERRO Y EL ACERO.Hierro fundido o fundiciones

• Las fundiciones son aleaciones de hierro y carbono (entre el 2,14% y 6,67%) . Al tener más carbono resisten mejor la corrosión y los cambios de temperatura. Son fáciles de moldear y se emplean en la fabricación de piezas de gran tamaño. Se clasifican en:

– Fundiciones ordinarias. Hechos sólo con hierro y carbono y alguna pequeña parte de otro material. No se pueden trabajar en la forja.

– Fundiciones aleadas. Hechos con hierro, carbono y otros elementos con los cuales mejoran sus propiedades.

Fabricados con hierro fundido

MATERIALES METÁLICOS NO FÉRRICOS. El cobre

• El cobre es un metal de color rojo brillante, muy resistente a la corrosión, conduce bien el calor y la electricidad, es muy dúctil y maleable. Se obtiene de minerales como la cuprita, la calcopirita y la malaquitaCu2CO3(OH)2.

• Se ha usado desde la antigüedad para hacer armas, adornos, monedas, etc. Hoy se usa en conductores eléctricos, alambiques, y conducciones de gas y agua, así como otros usos en construcción. Sus aleaciones principales son:– Los bronces. Aleaciones de cobre y estaño, tanto más duras cuanto más

estaño contienen.– Los latones. Aleaciones de cobre y cinc usadas para hacer canalizaciones,

tornillos, válvulas de gas y agua, bisagras, etc..

Minerales de cobre. Cuprita, calcopirita y

malaquita.

Bronce. Latones. Cobre.

Metalurgia del hierro

oxidación incompleta del carbón 2CCOQUE + O2 2CO

reducción a Fe metálico Fe2O3 + 3 CO 2Fe + 3CO2

CaCO3 (s) + calor CaO(s) + CO2(g)

CaO(s) + SiO2(s) CaSiO3 (s)

silicato de calcio (escoria)

Reacciones Principales Alto Horno

Pasos para transformar el arrabio en acero:

Oxidación de las impurezas (C, Si, P, Mn, S)

Obtención de “acero al carbono”

Añadir elementos de aleación (Cr, Ni, Mn, V, Mo,W) que confieran al acero

las propiedades deseadas.

Reducción del contenido de

carbono

También contiene otras impurezas

OTROS METALES DE IMPORTANCIA NACIONAL

• MOLIBDENO

• ZINC

• MANGANESO

• PLATA

• ORO

• LITIO

Oro: Su actividad nace desde 1978(El Indio) Otros yacimientos fueron abiertos en 1992 donde el oro era obtenido como subproducto.Actualmente el proyecto minero Pascua lama( empresa Canadiense Barrick Gold) Realiza la explotación de yacimientos de oro plata y cobre(valle Huasco Región de Atacama)Provocando como consecuencia un grave daño ecológico a los glaciares de lugar.

Plata: Chile es el tercer productor de plata en América latina ( Después de México Y Perú).El mayor productor de plata en Chile es la minera Coipa ( también CODELCO).Actualmente se obtiene como subproducto de la minería del cobre , oro y cinc.

Hierro:El grupo CAP SA. Es el único productor chileno de hierro a través de la Compañía Minera del PacíficoSA.(Romeral, Algarrobo y Los Colorados).El 8% de este mineral se exporta y el resto se destina para abastecer la siderúrgica de Huachipato( empresa productora de acero ubicada en Talcahuano)

Litio:Es obtenido de las salmueras del salar de Atacama que son procesadas y convertidas en carbonato de litio.Usos:Hidróxido de litio: absorbe el CO2

Carbonato de litio: médica

Molibdeno:Chile es uno de los principales productores de molibdeno Del mundo. CODELCO es un importante productor de este mineralPor su resistencia a las altas Tº y corrosión se usa como materia prima para la elaboración de acero especial.Se obtiene como subproducto del cobre.

El aluminio

• El aluminio es un metal de color plateado claro, es muy resistente a la oxidación, ligero, buen conductor del calor y la electricidad y fácil de mecanizar. Se obtiene de la bauxita.

• Se emplea en aleaciones ligeras, tan resistentes como el acero y mucho menos pesadas. Con ellas se fabrican productos muy variados, desde latas de refrescos como fuselajes de aviones, ventanas, maquinaria, etc.

Bauxita.

Productos de aluminio.

El estaño

• El estaño es un metal de aspecto blanco brillante, muy resistente al aire, fácil de fundir y de trabajar. Es muy maleable en frío y en caliente se torna quebradizo. Se obtiene de la casiterita.

• Se emplea, aleado con plomo o con plata, para soldadura blanda. También para recubrir el hierro, obteniendo hojalata, y para recubrir el cobre, pues al no ser tóxico puede usarse en instrumentos de alimentación.

Casiterita. Productos de estaño, hojalata y otras aleaciones.

MATERIALES METÁLICOS NO FÉRRICOS. El cinc

• El cinc es un metal blando de color blanco azulado, resistente a la intemperie. Se obtiene de la blenda.

• Se emplea en la fabricación de recipientes, canalones y planchas para cubiertas. También para recubrir planchas de hierro por dos procedimientos:– Cincado. Introduciendo las piezas de hierro en un baño de cinc

fundido.– Galvanizado. Recubriendo las piezas de hierro por electrolisis.

Blenda. Nave de cincado.

Chapa de hierro galvanizado.

MATERIALES CERÁMICOSSon compuestos de naturaleza iónica, que al contener la misma cantidad de aniones que cationes los hace tener una muy baja conductividad eléctrica. Además dada la naturaleza rígida de la estructura los hace ser bastante frágiles. Es bastante difícil transformar estos sólidos en líquidos.

Gres

Porcela na

Finas

Arci l la cocida

L oza

R efra cta r ios

Gruesas

Cerámicas

La cerámica (palabra derivada del griego keramikos, "sustancia quemada") es el arte de fabricar recipientes, vasijas y otros objetos de barro, loza y porcelana. También es el nombre de dichos objetos.Se obtienen a partir de materias primas arcillosas. La arcilla se moldea y se somete a un proceso de cocción en un horno a elevadas temperaturas.

Materiales CerámicosMateriales Cerámicos

Gres

• Compuesta por arcillas(silicatos) refractarias y sal.

• Propiedades: Aspecto vidriado. Elevada dureza (raya al vidrio). Gran compactibilidad. Sonido metálico por percusión.

• Aplicaciones: Baldosas, azulejos, tubos, ladrillos, etc.

Porcelana

• Se obtiene de la arcilla blanca muy seleccionada (CAOLÍN:silicato de aluminio hidratado ).

• Propiedades: Transparente o translúcida. Compacta. Sonido metálico por percusión. Elevada dureza (no es rayada por el acero). Resistente a los ácidos.

• Aplicaciones: Con un grosor entre 2 - 3mm. Vajillas, objetos decorativos, aislantes eléctricos, sanitarios, industria química.

Jarrón de porcelana

Arcilla cocida

• Se obtiene a partir de la arcilla ordinaria de color rojizo mate

• Propiedades: Tacto duro y áspero. Frágil

• Aplicaciones: Puede aparecer recubierta o no de un esmalte blanco: ladrillos, tejas, otros elementos de construcción, objetos de alfarería (vasijas, recipientes, jarrones, macetas, botijos…).

Muñeco de arcilla

Loza

• Se obtiene a partir de una mezcla de arcilla amarilla y arena.

• Propiedades: Tacto fino y suave. Elevada dureza.

• Aplicaciones: Cubierta por una capa de barniz o de esmalte, que le proporciona un atractivo aspecto superficial: vasijas y objetos decorativos. Suelo de Loza

Refractarios

• Formados por arcilla cocida con óxidos de metales.

• Propiedades: Resistentes a temperaturas superiores a 3000 ºC.

• Aplicaciones: Revestimiento interior de altos hornos, componentes eléctricos y electrónicos.