Instituto Tecnológico De Acapulco
Ingeniería Electromecánica Electromecánica Tecnología de los materiales
Unidad III Materiales Materiales metálicos
11/MARZO/2015
IEM Tecnología de los materiales
AULA: 304
HORA: 12:0013:00
Los materiales metálicos los utiliza el ser humano desde tiempos prehistóricos y están presentes en todas las actividades económicas hoy en día. Obtención Los metales son materiales que se obtienen a partir de minerales que forman parte de las rocas. Por ejemplo, el metal hierro se extrae de minerales de hierro como la manetita o la siderita. Los minerales, que se extraen de las minas, se componen de dos partes! " #$%&! es la parte 'til del mineral, de la que se extrae el metal. " (&%(&! es la parte no 'til del mineral. $sta parte se desecha. La ana debe separarse de la #$%&. La rama de la t)cnica que el ser humano ha desarrollado para obtener el metal de los minerales se llama #$*&L+(-&. $xiste una rama de la metaluria que trabaja sólo con minerales de hierro que se llama -/$+(-&. TIPOS DE METALES: Los #etales se pueden dividir en dos randes rupos! " #etales ferrosos! on aquellos metales que contienen hierro como componente principal. $ntre estos están0 $l hierro puro $l acero La fundición " #etales no ferrosos! on aquellos metales que no contienen hierro o contienen muy poca cantidad de hierro. 1ay muchos! $l cobre $l aluminio $l bronce $l cinc $l plomo, etc 1ay un tipo de metales no ferrosos que destacan por su valor económico, llamados meta l es nobl es, los cuales son! oro, plata y platino.
LOS METALES La mayoría de los metales se encuentran en la naturaleza formando minerales. u obtención resulta costosa y complicada, pero de mucho inter)s, debido a sus importantes cualidades t)cnicas. $l proceso de extracción y transformación de los metales se llama metalurgia. $xiste una ran variedad de materiales metálicos. &lunos se emplean en estado casi puro, como la plata, el oro o el platino. La mayoría de ellos, sin embaro, se combinan entre sí o con otros elementos formando aleaciones con las que se consiue ampliar y mejorar sus propiedades.
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PROPIEDADES
$ntre sus propiedades cabe destacar las siuientes!
Brillo característico!
M"s densos # $esados %&e otros materiales!
'ran resistencia mecánica! (o$ortan grandes es)&er*os+ $resiones # gol$es! (&elen ser tenaces+ malea,les # d-ctiles+ $or eso es )"cil darles )orma! (on ,&enos conductores de la electricidad. (&elen ser sólidos a merc&rio+ %&e es lí%&ido!
temperatura ambiente+ e.ce$to el
Todo metal tiene &n punto de fusión+ %&e es la tem$erat&ra a la c&al el metal $asa de s/lido a lí%&ido! (on maleables y dúctiles: $&eden de)ormarse $ara )ormar l"minas # alam,res sin s&)rir rot&ras! Oro+ lata # ronce son los m"s d-ctiles # malea,les! Fragilidad: Es la )acilidad con la %&e se rom$e &n metal c&ando es gol$eado! Es lo contrario de tenacidad! Elascidad: Es la ca$acidad %&e tienen alg&nos metales de rec&$erar s& )orma inicial c&ando )inali*a la )&er*a %&e lo a de)ormado! lasticidad: Los metales tienen $lasticidad c&ando no son ca$aces de rec&$erar s& )orma inicial al )inali*ar la )&er*a %&e lo a de)ormado! Lo contrario de plascidad es elasticidad! Oxidación: Es la )acilidad con la %&e reaccionan el metal con el o.ígeno del aire o del ag&a # c&,rirse con &na ca$a de /.ido! L os met"licos )rricos se o.idan con cierta )acilidad+ $ero el oro a$enas se o .ida! Los metales se pueden reciclar: Es decir+ %&e &na e* desecados+ se $&eden re&tili*ar m"s adelante! Los metales son materiales no renovables: Es decir+ alg-n día+ los metales se agotar"n+ $&es las minas agotar"n s&s reseras de minerales! Alg&nos metales son tóxicos: Es decir+ acen da5o a los seres ios! Tenemos el caso del $lomo # del merc&rio! onductividad t!rmica: Es la ca$acidad %&e tienen los metales $ara cond&cir el calor a tras de ellos! Todos los metales tienen ,&ena cond&ctiidad trmica! "ilatación y contracción: Un metal se dilata c&ando a&menta de tama5o al a&mentar la tem$erat&ra # se contrae c&ando dismin&#e de tama5o al dismin&ir la tem$erat&ra! Fusibilidad: Es la $ro$iedad %&e tienen los materiales de )&ndirse+ es decir+ de $asar de estado s/lido a lí%&ido c&ando s&,e la tem$erat&ra! Todos los metales tienen )&si,ildad! #oldabilidad: Es la ca$acidad %&e tienen alg&nos metales de &nirse a altas tem$erat&ras!
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3.1. Materiales errosos. El metal más empleado hoy en día es el hierro, pues es abundante y tiene buenas propiedades. Los metales férricos más importantes son: Hierro puro: Que apenas es utilizado. Acero: Es una aleacin de hierro y carbono !"ue no es un metal#, de modo "ue el porcenta$e de carbono es de menos de un %,&' (undicin: Es una aleacin de hierro y carbono, de modo "ue el porcenta$e de carbono está entre un %,&' y un ),&'. (í$ate "ue el acero y la fundicin tienen los mismos componentes, pero la fundicin tiene más carbono "ue el acero. *iferencias entre el carbono y la fundicin %. +. 3. .
La fundicin tiene más carbono "ue el acero La fundicin es más dura "ue el acero, es decir, es más difícil de rayar. La fundicin es más resistente a la oidacin y al des-aste "ue el acero. La fundicin es muy frá-il. /i se intenta deformar se fractura.
Aplicaciones de los metales ferrosos
METAL #IERRO
PROPIEDADES 2uenas propiedades man)ticas $s fráil y difícil de mecanizar
APLI!A!IO"ES #áquinas el)ctricas y transformadores. 3omponentes electrónicos
$lementos con formas complicadas! radiadores antiuos, farolas, bolardo, tornillos de banco0 2ancadas de máquinas y motores. $s el más utilizado de los metales Perfiles de todo tipo! vias, redondos, cuadrados, escuadras,0 2uenas propiedades mecánicas 1erramientas, patas de mesas y sillas $s tenaz, maleable y d'ctil. &leado con 3r y %i conseuimos del aula. 5allas de protección de las carreteras. aceros inoxidables. &cero con 4n en su superficie $stanterías. &cero alvanizado
$%"DI!I&" 3olor nero, muy fráil y dura. esistente a las vibraciones A!ERO
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Cómo se obtiene acero
El proceso de obtencin del acero es un proceso sider0r-ico "ue consta de 1arios pasos. %. Etraer de la mina el mineral de hierro +. /e La1a y tritura el mineral para separar la mena de la -an-a. La mena se apro1echará y la -an-a se desecha. 3. /e mezcla la mena de hierro con carbn de co"ue y caliza y se introduce en el llamado alto horno a una temperatura de %233 45. El carbn de co"ue hace de combustible y la caliza ayuda a fundir la mezcla. El alto horno mide más de 63 m de altura. 4. *el fondo del alto horno se obtiene un material lí"uido llamado arrabio, el cual tiene mucho hierro. Aparte del arrabio sale otra sustancia "ue se desecha, llamada escoria.
El arrabio tiene un alto contenido en carbono "ue hay "ue eliminar. Esto se hace en unos recipientes llamados convertidores. 2. En los con1ertidores se introduce el arrabio y se inyecta oí-eno, para salir acero y más escoria "ue se desecha.
Es"uema resumen de obtencin del hierro Alto Horno mena de hierro 7 caliza 7 carbn de co"ue Sale: escoria y arrabio Entra
En el con1ertidor Entra:
arrabio 7 oí-eno Sale: Acero 7 escoria
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3.'.( Materiales "O $ERROSOS METAL 362$ 3uprita
L&*9% 73u:4n8 26%3$ 73u: n8 . PL6#6 6 /(alena & . $ P . $ L & * $ #
$*&;6
3-%3 36#6 %>?+$L
PROPIEDADES APLI!A!IO"ES 2lando, color rojizo y brillo - 3ables el)ctricos e hilos de telefonía - *uberías y calderas intenso <a conductividad t)rmica y - /ecoración 7arquitectura y bisutería8 el)ctrica #aleable y d'ctil esistente a la corrosión 8 *uberías, conexiones el)ctricas y llaves 3olor amarillento <a resistencia a la corrosión 2uena resistencia al desaste y a - 3ampanas, estatuas y piezas de barcos la corrosión #uy blando y pesado, de color - 2aterías y pilas ris plateado - Protector contra radiaciones 2uen conductor del calor y la - 5idrio 7aditivo para dar dureza8 electricidad *iene plasticidad y es maleable #uy blando, de color blanco - La hojalata 7chapa de acero recubierta de brillante esta
METAL &L+#-%-6 2auxita
. $ L & * $ # . 6 , $ ( L
*-*&%-6 utilo #&(&%$-6
PROPIEDADES APLI!A!IO"ES 2lando y de color blanco - Líneas el)ctricas de &L*& *$%-9% - =abricación de aviones, automóviles y plateado <a conductividad t)rmica y bicicletas - 3arpintería, 'tiles de cocina, botes de el)ctrica bebida, etc0 <a maleabilidad y ductilidad <a resistencia a la corrosión Liero, de color blanco - -ndustria aeroespacial plateado y brillante - Prótesis dentales - &ceros muy duros #uy duro y resistente #uy liero y blando, de color - Pirotecnia 7reacciona con el oxíeno8 blanco brillante - &leaciones muy lieras #aleable y poco d'ctil
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Aleaciones
#aterial metálico que se obtiene al fundir y dejar que se solidifique una mezcla de un metal con otros materiales 7normalmente otros metales8. Latón @ 3obre : 3inc #ás dureza y resistencia el)ctrica que cada metal por separado. $ormas comerciales +e los metales
Laros 2arras de sección cuadrada o circular. i su diámetro es muy peque
,ibliogra-a 9eed Hill, 9. E. Principios de metalurgia física, Edicin ;<, Editorial: 5E5/A, (echa: %;;=, >éico.
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