METALES

​Introducción a los metales
==== Los metales son elementos simples que se caracterizan por poseer un brillo especial, por una buena conductividad del calor y de la electricidad, un cierto grado de plasticidad y una tendencia clara a formar cationes (grupos de átomos con carga positiva). Tienen un solape entre la banda de valencia y la banda de conduccion en su estructura electronica. Esto le da la capacidad de conducir facilmente el calor y la electricidad, lo que le da su peculiar brillo a los metales. ====

==== Los metales muestran un amplio margen en sus propiedades físicas. La mayoría de ellos son de color grisáceo, pero algunos presentan colores distintos; el bismuto es rosáceo, el cobre rojizo y el oro amarillo. En otros metales aparece más de un color, y este fenómeno se denomina pleocroismo. El punto de fusión de los metales varía entre los -39 °C del mercurio, a los 3.410 °C del tungsteno. El iridio, con una densidad relativa de 22,4, es el más denso de los metales. Por el contrario, el litio es el menos denso, con una densidad relativa de 0,53. La mayoría de los metales cristalizan en el sistema cúbico, aunque algunos lo hacen en el hexagonal y en el tetragonal. La más baja conductividad eléctrica la tiene el bismuto, y la más alta a temperatura ordinaria la plata. La conductividad en los metales puede reducirse mediante aleaciones. Todos los metales se expanden con el calor y se contraen al enfriarse. Ciertas aleaciones, como las de platino e iridio, tienen un coeficiente de dilatación extremadamente bajo. ====



El origen del metal, puede ser una materia prima natural (que se obtiene de la naturaleza) o un material elaborado (que se obtiene después de someter la materia prima a unas transformaciones oportunas). Su uso en la industria: principalmente están destinados el litio, cadmio y antimonio.

TIPOS DE METALES: Aleaciones:
 * Origen: está compuesto por mezclas cristalinas de dos o más metales.
 * Obtención: se obtienen fundiendo varios metales en un mismo recipiente y dejando que se solidifique la solución líquida, y se forma una estructura que se puede ver a simple vista, o con un microscópio óptico.
 * Propiedades: dependen de la composición, tamaño, forma y distribución de sus fases.

- Las aleaciones más comunes son:
 * Latón.
 * Plata de Ley.
 * Oro Blanco.
 * Bronce.
 * Acero.

-Nuevas Aleaciones:

Las aleaciones metálicas estructuradas ya se utilizan en la actualidad, pero este grupo de investigación ha logrado desarrollar nuevas propiedades hasta hoy no aprovechadas, conformando de esta forma un nuevo campo de acción para una renovada generación de este tipo de aleaciones.

Algunas de las aplicaciones de estas nuevas aleaciones metálicas estructuradas de gran resistencia podrían ser los stents (dispositivo),empleados para tratar patologías en las arterias coronarias, micrófonos de máxima sensibilidad, altavoces de gran alcance, dispositivos que incrementan el rendimiento de los equipos de imágenes médicas, sistemas de seguridad y motores diésel, por ejemplo.

-Bronce: Es el nombre con el que se denomina a una serie de aleaciones metálicas que tienen como base el cobre y proparciones variables de otros elementos como, estaño, cinc, aluminio, fosforo y antimonio. Debido a su alta temperatura se usa para transferir el calor. Es el elemento sólido más ligero, se emplea en aleaciones de calor y en baterias electricas. Curiosidad: Fue la primera aleacion fabricada conscientemente: consistia en mezclar el mineral de cobre y el estaño en un horno de carbon vegetal.



El cobre
Cuyo símbolo es Cu, es el elemento químico de número atómico 29. Se trata de un metal de transición de color rojizo y brillo metálico que, junto con la plata y el oro, forma parte de la llamada familia del cobre, se caracteriza por ser uno de los mejores conductores de electricidad (el segundo después de la plata). El cobre es el tercer metal más utilizado en el mundo, por detrás del hierro y el aluminio. 

El acero

Se denomina Acero a la aleación de hierro y carbono en la que el porcentaje de carbono no supera el 2% en peso. Si lo supera dan lugar a fundiciones y aleaciones con poca cantidad de carbono como el hierro. Hoy en día es el metal mas empleado, sobre todo en la construcción, debido a estos motivos: 1. Existen muchos yacimientos de minerales de hierro fáciles de explotar. 2. Los procedimientos de fabricación son simples y económicos. 3. Su plasticidad permite obtener piezas de formas geométricas.

Características:

En función de la temperatura el acero se puede contraer, dilatar o fundir. Su punto de ebullición es alrededor de 3.000 ºC. Es dúctil, maleable y presenta mucha dureza. Sin embargo es débil a la corrosión. Curiosidades:

1. 700 toneladas de acero son recicladas cada minuto en el mundo 2. El acero utilizado en las centrales nucleares puede resistir a más de 300 grados bajo 200 atmósferas durante más de 40 años.

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El aluminio es un elemento químico, de símbolo Al y número atómico 13. Es el tercer elemento más común encontrado en la corteza terrestre. Los compuestos de aluminio forman el 8% de la corteza de la tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas, de la vegetación y de los animales.En estado natural se encuentra en muchos silicatos (feldespatos, plagioclasas y micas). Como metal se extrae del mineral bauxita, por transformación primero en alúmina mediante el proceso Bayer y a continuación en aluminio metálico mediante electrólisis. Este metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil en ingeniería de materiales, tales como su baja densidad (2.700 kg/m3) y su alta resistencia a la corrosión. Mediante aleaciones adecuadas se puede aumentar sensiblemente su resistencia mecánica (hasta los 690 MPa). Es buen conductor de la electricidad y del calor, se mecaniza con facilidad y es relativamente barato. Por todo ello es desde mediados del siglo XX el metal que más se utiliza después del acero.

Fabricación

El mineral del que se extrae el aluminio casi exclusivamente se llama bauxita. Una vez obtenida la bauxita, se refina y reduce mediante lavados hasta lograr polvo de alumina. El proceso de fundicion comienza con una técnica llamada Hall-Héroult, en la cual la alúmina (Al2O3) es disuelta dentro de una cuba con criolita mineral fundida (Na3AlF6), revestida interiormente de carbón en un baño electrolítico.La alúmina se descompone en aluminio y oxígeno molecular. Como el aluminio líquido es más denso que la criolita se deposita en el fondo de la cuba, de forma que queda protegido de la oxidación a altas temperaturas. El oxígeno se deposita sobre los electrodos de carbón, quemándose y produciendo el CO2. El aluminio fundido se enfría en moldes para dales forma de lingote y se vende a los fabricantes con esta forma, sin embargo son necesarios más de 2.000° C para fundir el aluminio recién producido. Con la ayuda de aditivos (magnesio, silicio, manganeso, etc.), se preparan distintas aleaciones que posteriormente conforman las propiedades mecánicas.

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Latón

El latón es el mejor material para la manufactura de muchos componentes debido a sus características únicas. Buena resistencia y el ser muy dúctil se combinan con su resistencia a la corrosión y su fácil manejo en las máquinas y herramientas.Este es más duro que el cobre, es dúctil y puede forjarse en planchas finas. Es posible que el latón de los tiempos antiguos estuviera hecho con cobre y estaño.

Fabricación

Fundición: Hornos eléctricos de inducción alimentan la colada continua para producción de "billets" y de alambrón en las aleaciones y dimensiones. La fijación de la aleación se apoya en aparatos de rayos X, que garantizan el cumplimiento de las restrictivas tolerancias analíticas impuestas para conseguir una calidad constante en todo momento.

Extrusión: Formar barras, tubos, perfiles, etc., haciendo pasar metal fundido o materia plástica por una abertura apropiada. Mediante líneas productivas, permite una elevada capacidad productiva con un óptimo nivel de calidad.

Trefilería de hilo: Se apoya en instalaciones tecnológicamente avanzadas para la producción de hilo en diversas medidas, aleaciones, características mecánicas. Laminación: Laminados con atención a las propiedades mecánicas y a las tolerancias dimensionales que vienen controladas y reguladas "on line" mediante calibración por láser que trabajan en cascada en la caja de laminación.

Tubo calibrado: Por medio de rodillos se producen tubos con calibres determinados. Se utiliza en el sector de la fontanería