1
IDENTIFICACION DE METALES Definiciones Metal:: un elemento que tiene todas o casi todas las siguientes características: Metal
sólido a temperatura ambiente (a excepción del mercurio mercurio)); opaco (no transparente): conductor del calor calor y y la electricidad electricidad;; refleja la luz cuando se pule; se dilata con el calor y se contrae en frío frío;; compuesto por una estructura cristalina. cristalina .
Metales ferrosos: metales que contienen un contenido alto de hierro y son generalmente magnéticos.. magnéticos
Metales no ferrosos: metales que contienen poco o nada de hierro y son generalmente no magnéticos.
Métodos para la identificación de algunos alguno s metales Examen visual del color y la estructura granular Quizás el método más obvio de identificar un metal es el simple examen de su color . Muchos de los metales que se utilizan comúnmente van desde colores plateados como el del aluminio a una color rojo o amarillo como el del cobre cobre.. Los aceros y hierros fundidos presentan, por lo general, colores que van de gris plateado a gris, en dependencia de algunos factores como el método de conformado del metal y el acabado que se le da a la superficie. Si el metal como tal se ha fracturado, entonces un examen cuidadoso de la estructura granular expuesta puede decir mucho acerca de ello. Por ejemplo, la estructura granular del hierro fundido blanco es generalmente gruesa y plateada en apariencia, mientras que la estructura del hierro fundido gris es normalmente más fina y se caracteriza por una apariencia gris opaca. níquel,, cromo cromo,, cadmio cadmio,, cobre, latón latón,, Nota: si se sospecha que el metal base es enchapado (níquel etc.) se debe utilizar una lima o esmeriladora para quitar esta enchapadura y así dejar ver el fondo del metal, el cual entonces puede identificarse fácilmente.
Blanco plateado: níquel, hierro fundido blanco, aluminio, zinc fundido. Gris claro con grano fino: acero con alto contenido de carbono y aleaciones de acero acero.. Gris claro con grano grueso: acero con bajo contenido de carbono y aleaciones de níquel.
2
Gris moderado con grano medianamente grueso: hierro fundido gris. Centro gris con bordes exteriores blanco plateados: hierro fundido maleable.
Prueba de textura En algunos casos, la apariencia exterior o textura del objeto puede revelar algo de su identidad. Por ejemplo, una superficie rugosa es usualmente una fundición, mientras que una superficie exterior lisa denota un producto conformado. Según el objeto que se examina, la prueba de textura puede suministrar información importante sobre la identidad el metal.
Prueba de peso Los metales con la misma apariencia exterior se pueden identificar fácilmente por su peso. Por ejemplo, si comparamos dos fundiciones similares, una de aluminio y la otra de zinc, la diferencia en el peso podría llevarnos a identificar al aluminio, que es más ligero. Algunos ejemplos:
Peso ligero: aluminio, magnesio. Gran peso: acero, acero inoxidable, zinc fundido. Peso muy grande: plomo, oro.
Pesos de los metales Símbolo Material químico Al Aluminio
Peso
Peso
(lib/pie3)
(g/cm3)
160
2.7
Acero al carbono
N/A
490
N/A
Hierro fundido
Fe Cu Au Pb Mg Ni Zn
450
7.87
558
8.96
1205
19.3
710
11.4
109
1.74
560
8.9
446
7.13
Cobre Oro Plomo Magnesio Níquel Zinc
Prueba de sonido. Algunos metales emiten un sonido característico al golpearse con un martillo.
Sonido resonante: acero con alto contenido de carbono, acero al manganeso. Sonido sordo: fundiciones, zinc, aluminio.
Prueba de forma.
3
Los metales se pueden identificar por la forma y el uso operacional. Por ejemplo, los objetos de forma compleja o irregular denotan fundiciones. Además, pueden tener marcas de fundición.
Prueba de fractura. Si el metal que usted está tratando de identificar ha sido fracturado, un examen cuidadoso para ver evidencias de ductilidad puede suministrar información valiosa. Por ejemplo, una ruptura bien delineada, limpia y sin distorsión es indicativa de metales como el hierro fundido gris, el hierro fundido blanco, el zinc fundido y algunas fundiciones y aleaciones de aluminio. Por otro lado, el acero con alto contenido de carbono se rompe con alguna distorsión; y otros metales como los aceros al carbono sencillos, el aluminio puro y el hierro fundido maleable muestran evidencia de dobleces antes de romperse.
Prueba de virutas. Una rebaba de metal extraída por medio de un cincel puede ser una clave útil en la identificación de una muestra. Las rebabas lisas continuas son comunes en materiales blandos como el aluminio y el cobre, mientras que las quebradizas y lisas apuntan al acero, al bronce o al latón. Las rebabas pequeñas rotas son comunes de materiales muy quebradizos como el hierro fundido.
PRECAUCIÓN: Utilizar protección adecuada para los ojos cuando se realice esta prueba (espejuelos de seguridad).
Prueba de dureza. La dureza se puede medir de diferentes maneras. Las pruebas de dureza Brinell y Rockwell son las más comunes y precisas. El equipamiento requerido para estas pruebas se encuentra generalmente en laboratorios de ensayo de materiales. Sin embargo, cuando no se disponga de este equipamiento especializado, una lima nueva de mecánico dará un estimado de la dureza del metal como explica la tabla siguiente.
Utilización de una lima para la medición de dureza Número Número Dureza Dureza Resistencia a la lima Rockwell Brinell B C
Tipo de Acero
Acero con bajo contenido de carbono
100
57
Resistencia alta. La lima le entra bien al metal.
200
93
Resistencia alta. La lima le entra bien al metal pero se Acero con mediano requiere de más presión contenido de carbono
300
32 Resistencia media. La lima no entra en el metal, requiere de Acero de altra aleación.
4
más presión 400
43
Resistencia baja. El metal se puede limar, aunque con Acero con alto dificultad. contenido de carbono.
500
52
Resistencia prácticamente nula. El metal es tan duro como Acero la lima. herramientas.
para
Acero herramientas endurecido.
para
600
59 No hay resistencia. El metal es más duro que la lima
Prueba magnética. Las propiedades magnéticas, determinadas mediante el uso de un imám, indicarán si un metal es ferroso o no ferroso, aunque hay algunas excepciones.
Magnéticos:
Aleaciones ferrosas. Acero inoxidable (series 400 - 500). Níquel (no ferroso) Monel (ligeramente magnético)
No magnéticos:
No ferrosos: aluminio, cobre, bronce. Aceros inoxidables (series 200 - 300) Níquel (base ferrosa) Aceros al manganeso. Inconel.
Prueba de chispa. Una prueba tosca pero bastante exacta para un metal se puede realizar a partir del estudio de la manga de chispas que se produce durante el esmerilado. La manga de chispas variará según la presión que se haga contra la piedra. Para obtener mejores resultados compare la chispa del metal desconocido con una de un metal conocido. La mayoría de los metales no ferrosos tales como el aluminio, el magnesio y las aleaciones de cobre no muestran chispas. Dos excepciones de metales de este tipo que desprenden chispas son el níquel y el titanio.
Nota: La identificación de metales por chispas, por ejemplo del acero, no determinará la cantidad exacta de carbono pero establecerá diferencias entre los aceros al carbono de bajo y alto contenido. Para mejores resultados, las dos muestras, (la conocida y la desconocida) deberán someterse con la misma presión contra la piedra de esmeril y el fondo deberá estar oscuro.
5
PRECAUCIÓN: Utilizar protección adecuada para los ojos cuando se realice esta prueba (espejuelos de seguridad). Prueba de llama. La prueba de llama requiere de un aréa pequeña para calentar la muestra de metal hasta el estado de fusión y obtener una mezcla. Al llegar a este estado se debe observar en busca de algunas o de todas las características que se muestran en la tabla siguiente. Prueba de llama
Color de la Punto de Metal
superficie fusión
Cambio de
Apariencia
Apariencia de la
color
de la escoria
mezcla fundida
maquinada aproximado Aluminio Plateado
Latón y bronce
Amarillo rojo
1220oF
a 1300 1900oF
Ninguno
Negro suave
El color igual a la grisáceo superficie sin fundir, muy fluido bajo escoria.
y
Poca escoria pero Se enrojece vapores blancos y notablemente antes densos; aunque el de la fusión bronce puede no tener ninguno.
Líquido dorado brillante, acuoso; burbujeará con una llama oxidante.
Superficie brillante directamente bajo la ninguna llama; tendencia de la mezcla a burbujear.
Puede tornarse negro y luego rojo, el Poca o color cobrizo puede escoria tornarse más intenso
Rojo
1980 oF
Hierro fundido gris
Gris
2050 2200oF
Monel
Gris oscuro 2470 oF
Se convierte en rojo Gris suave, pesada Fluido antes de la fusión. y gruesa. escoria.
bajo
la
Níquel
Casi blanco 2645 oF
Se convierte en rojo Gris. antes de la fusión.
bajo
la
Cobre
Acero al carbono
Gris brillante
2460 2790oF
-
Se convierte en rojo Fluido y acuoso, Desarrolla una opaco antes de la blanco rojizo; sin película gruesa fusión. chispas.
- Se torna rojo brillante Similar antes de la fusión. fundido.
PRECAUCIÓN: El magnesio arde violentamente si se enciende. Prueba de ácido.
Fluido escoria. al
metal
Líquido; pálido; chispas.
amarillo algunas
6
Esta prueba es un poco más específica, ya que los kits de productos químicos pueden ayudar a identificar los metales, pero estos varían según los fabricantes. Estos juegos pueden contener ácido nítrico, ácido sulfúrico y otros compuestos químicos. La muestra tiene que estar completamente limpia. Se aplica la sustancia química y el resultado de la reacción se compara con un cuadro específico, de acuerdo al producto utilizado.
PRECAUCIÓN: No intentar realizar una prueba de ácido si no se tiene el entrenamiento adecuado y los medios de protección necesarios.
http://www.ecured.cu/index.php/Identificaci%C3%B3n_de_metales
OTRAS FUENTES SOBRE EL TEMA IDENTIFICACION DE METALES En la soldadura de mantenimiento tanto la identificación como la evaluación de los metales son aspectos de gran importancia. El soldador de mantenimiento, a diferencia del de producción, normalmente se encuentra con más trabas a la hora de desempeñar su trabajo. Tiene que ser capaz de evaluar el metal base con rapidez y lo más exactamente posible para así minimizar el tiempo improductivo y conseguir siempre soldaduras resistentes y de gran calidad. Por el contrario, el soldador de producción, trabaja sobre metales conocidos, con juntas, útiles y montajes probados con anterioridad, y con un electrodo diseñado específicamente para la aplicación que esté llevando a cabo. En la soldadura del acero, por ejemplo, deberá determinarse el contenido de carbono, ya que aquellas que presenten un porcentaje de carbono superior a 0'25 requieren unas consideraciones de soldadura especiales. Cuanto mayor sea el contenido de carbono, la soldadura será más propensa al agrietamiento en caliente, lo que resultará en una soldadura de pobre ductilidad. Cuanto mayor sea el contenido de carbono, más importante será que sólo se utilicen los Electrodos de Mantenimiento genuinos de la casa Magna. Muchos ingenieros experimentados utilizarán únicamente Magna 303 CA - CC para todas las soldaduras de acero independientemente del análisis del metal base como un "seguro" ante posibles fallos en la soldadura. De hecho, muchos ni se fían de otro electrodo si el contenido de carbono del acero es superior al 0'25%. La regla de oro en la soldadura de mantenimiento del acero es la siguiente: cuando se dude, utilice sólo Magna 303 para conseguir los mejores resultados. LA PRUEBA DE LA LIMA El método más sencillo y rápido de conocer el contenido de carbono de un acero sin utilizar equipamientos sofisticados tales como productos químicos especiales, espectómetros, etc… no es otro que utilizar una simple lima. Tipo de Acero
Contenido Carbono
de Reaccion Lima
de
la Durezza Brinell
7
Suave
Menos de 0'15%
Muerde el metal 100 fácilmente
Carbono medio
0'15% a 0'25%
Con presión
200
Hiperaleado
0'26% a 0'35%
Sólo con fuerza
300
Herramienta
0'36% a 0'45%
Con dificultad
400
Herramienta endurecida
0'36% a 0'45%
Resbala sobre el 500 metal
(*) Si conocemos la dureza Brinell de un metal, podemos calcular su resistencia tensil en psi multiplicándola por 500. Por el contrario, si sabemos su resistencia tensil, dividiremos esta cifra entre 500 para calcular su dureza Brinell. LA PRUEBA DEL DESBARBADO La composición de un metal desconocido puede saberse utilizando un cortafrío para retirar un trozo pequeño de metal. Las características de las desbarbas nos aportarán claves acerca del tipo de metal. Fundición gris: Desbarbas lisas y quebradizas. Acero fundido: Fácilmente desbarbable. Si se desea, pueden ser contínuas. Aluminio: Las desbarbas son contínuas, pero dejan un borde dentado. Hierro fundido blanco: El metal es quebradizo y se rompe en pequeños fragmentos. Hierro maleable: Desbarbas bastas. Acero con elevado contenido de carbono: Color más claro en los bordes que el acero suave. Las desbarbas pueden ser contínuas.
LA
PRUEBA
DEL
COLOR
Algunos metales aportan unas características colorimétricas muy claras y pueden identificarse fácilmente. 1.Cobre: tiene un color marrón rojizo. 2.- Acero al manganeso: azul en funcionamiento y color cobre cuando está almacenado. 3.Zinc, magnesio, aluminio, estaño y plomo: blanquecinos. 4.- Bronce: amarillento si tiene un contenido elevado de zinc; de lo contrario, rojizo. 5.- Hierro fundido blanco: blanco y plateado si se rompe un pequeño segmento. 6.- Hierro fundido gris: si lo fracturamos será gris y dejará un depósito de grafito gris si lo ponemos en contacto con otras sustancias.
