los metales
Los metales son sustancias inorgánicas, compuestas por uno o más elementos (metálicos y no metálicos). Hoy en día raramente los metales son utilizados puros: la mayoría de ellos son aleaciones.
Todos los metales tienen propiedades comunes: elevada resistencia mecánica, brillo de las superficies, buena conductividad eléctrica y térmica y una excelente ductilidad.
Se extraen de los minerales; el proceso de extracción del metal se le denomina metalurgia. Si nos concentramos en los proceso para la extracción del acero e hierro hablamos de siderurgia.
Los minerales son polvorizados en la cámara de flotación, ahí se separan los metales de los otros elementos. Los metales son fundidos y purificados a través de un proceso llamado electrolisis, obteniendo, así, un producto puro al 99.9%.
La gran ventaja de este material es su precio relativamente bajo y la capacidad de unirse con otros elementos para mejorar sustancialmente sus propiedades.
Los metales se encuentran sólidos a temperatura ambiente y se vuelven líquidos si sujetos a altas temperaturas (proceso de fundición), eso permite crear infinitas posibilidades de formas.
Además los metales, sobretodo las aleaciones, son los mejores materiales estructurales gracias a sus altos valores de resistencia mecánica (tracción y compresión).
Metales Férricos
Metales no Férricos
Aleaciones
Los metales férricos, como su nombre lo indica,se componen principalmente de hierro (hierro puro y acero). Sus características más importantes son la gran resistencia a la tensión y la dureza. La gran ventaja de este material es su precio relativamente bajo y la capacidad de unirse con otros elementos para mejorar sustancialmente sus propiedades.
Tomamos el caso del acero.
EL acero se compone por un gran porcentaje de hierro y poco más de 1% de carbono. El aumento del contenido de carbono en el acero eleva su resistencia a la tracción, incrementa el índice de fragilidad en frío y hace que disminuya la tenacidad y la ductilidad.
Generalmente el acero presenta buena resistencia mecánica y discreta maleabilidad, por eso es utilizado en estructuras, automóvil y herramientas de todos los días.
Por lo regular, tienen menor resistencia a la tensión y dureza que los metales ferrosos, sin embargo su resistencia a la corrosión es superior. Su costo es alto en comparación a los materiales ferrosos, pero con el aumento de su demanda y las nuevas técnicas de extracción y refinamiento se han logrado abatir considerablemente los costos, con lo que su competitividad ha crecido notablemente en los últimos años. Los principales metales no ferrosos utilizados en la construcción son: aluminio, cobre, níquel, plomo y el zinc, complementarios de los metales ferrosos. También son muy útiles como materiales puros o aleados, como por ejemplo el bronce (cobre, plomo, estaño) y el latón (cobre zinc).
Generalmente podemos diferenciar cuatro grandes familias de metales no férricos: metales nobles (oro, platino, plata que son usado sobretodo en la joyería); metales ligeros (el ejemplo más importante es el aluminio, se extrae de la bauxita y tiene una alta resistencia a la corrosión, es un buen conductor de calor y electricidad y es totalmente reciclable); metales ultraligeros (presentan una baja densidad y son buenos conductores eléctricos, por esto son utilizados en industria audiovisual. El magnesio, por ejemplo, no se encuentra en la naturaleza como metal, sino como sal); metales pesados (cobre, estaño y zinc son metales maleables, buenos conductores de calor y resistentes a la corrosión, se utilizan principalmente en la industria eléctrica y en las tuberías).
La adición de pequeñas cantidades de elementos de aleación a los metales puros modifica las dimensiones de la estructura reticular del metal original. Aleando un metal con uno o varios metales podemos mejorar o modificar en gran medidas las propiedades mecánicas, térmicas, durabilidad,… de hecho casi nunca se utilizan metales puros. Existen muchas propiedades interesantes para los materiales metálicos, como la resistencia a tracción, la dureza, la conductividad térmica y eléctrica. Las propiedades de las aleaciones dependen de su composición y del tamaño, forma y distribución de sus fases o microconstituyentes. La adición de un componente aunque sea en muy pequeñas proporciones, incluso menos de 1% pueden modificar intensamente las propiedades de dicha aleación. Hoy en día se necesitan materiales a alta prestación, es decir se estudian aleaciones que permitan obtener materiales ligeros y al mismo tiempo resistentes (ver el caso de las naves espaciales).