martes, 13 de mayo de 2014

ORO Y PLATA

ORO Y PLATA


ORO
El oro es un elemento químico de número atómico 79, que está ubicado en el grupo 11 de la tabla periódica. Es un metal precioso blando de color amarillo. Su símbolo es Au (del latín aurum, ‘brillante amanecer’). Es un metal de transición blando, brillante, amarillo, pesado, maleable y dúctil. El oro no reacciona con la mayoría de los productos químicos, pero es sensible y soluble al cianuro, al mercurio y al agua regia, cloro y a la lavandina. Este metal se encuentra normalmente en estado puro, en forma de pepitas y depósitos aluviales. Es un elemento que se crea gracias a las condiciones extremas en el núcleo colapsante de las supernovas. Cuando la reacción de una fusión nuclear cesa, las capas superiores de la estrella se desploman sobre el núcleo estelar, comprimiendo y calentando la materia hasta el punto de que los núcleos más ligeros, como por ejemplo el hierro, se fusionan para dar lugar a los metales más pesados (uranio, oro, etc.),un estudio sugiere que el oro del planeta provino de la colisión de estrellas de neutrones Otras teorías apuntan a que el oro se forma de gases y líquidos que se elevan desde la estructura interna de la Tierra, los cuales se trasladan a la superficie a través de fallas de la corteza terrestre. Sin embargo, las presiones y temperaturas que se dan en el interior de la Tierra no son suficientes como para dar lugar a la fusión nuclear de la cual surge el oro.

PLATA
La plata es un elemento químico de número atómico 47 situado en el grupo 11 de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es Ag (procede del latín: argentum, "blanco" o "brillante"). Es un metal de transición blanco, brillante, blando, dúctil, maleable.
Se encuentra en la naturaleza formando parte de distintos minerales (generalmente en forma de sulfuro) o como plata libre. Es muy escasa en la naturaleza, de la que representa una parte en 10 millones de corteza terrestre. La mayor parte de su producción se obtiene como subproducto del tratamiento de las minas de cobre, zinc, plomo y oro.

HISTORIA DEL ORO
El oro ha sido conocido y utilizado por los artesanos desde el Calcolítico. Artefactos de oro fabricados desde el IV milenio a. C., como los provenientes de la necrópolis de Varna (primer oro trabajado del mundo) , han sido encontrados en los Balcanes. Otros artefactos de oro como los sombreros de oro y el disco de Nebra aparecieron en Europa Central desde el II milenio a. C. en la Edad del Bronce.
En la antigüedad algunos creían que ingerir sus alimentos diarios servidos en platos de oro podría prolongar su tiempo de vida y retardar el envejecimiento. También durante la gran peste negra en Europa algunos alquimistas pensaron que podrían curar a los enfermos haciéndoles ingerir oro finamente pulverizado.

HISTORIA DE LA PLATA

la plata es uno de los siete metales conocidos desde la antigüedad. Se menciona en el libro del Génesis; y los montones de escoria hallados en Asia Menor e islas del mar Egeo, indican que el metal comenzó a separarse del plomo al menos cuatro milenios antes de nuestra era.
No resulta difícil imaginar el efecto que hubo de producir en aquellos pobladores (que habían tallado y pulido la piedra, que encontraron y utilizaron el cobre y luego el estaño, llegando incluso a alear ambos por medio del fuego para obtener bronce) el descubrimiento de un metal raro y poco frecuente, de color blanco, brillo imperecedero e insensible al fuego que otros metales derretía. Tal asombro justificó la atribución al metal de singulares propiedades, de las que los demás metales carecían, salvo el oro claro está; pues ambos no eran sino regalos de la naturaleza, formados uno por el influjo de la Luna, y el otro por el del Sol. Los demás, viles metales, estaban sujetos a los cambios y transformaciones, que por los rudimentarios medios entonces disponibles podrían producirse; lejos, muy lejos, de la perfección de la plata y el oro. No es de extrañar que por ello surgiera la idea de la transmutación de los metales en un vano intento de perfeccionar aquellos viles metales y dando lugar a la aparición de las primeras doctrinas de la Alquimia. Particularmente adecuado parecía para tal propósito el mercurio en el que se observaba el aspecto y color de la plata, hasta tal punto que se le dio el nombre de hydrargyrum (plata líquida) de donde proviene su símbolo químico (Hg).
La plata, como el resto de los metales, sirvió para la elaboración de armas de guerra y luego se empleó en la manufactura de utensilios y ornamentos de donde se extendió al comercio al acuñarse las primeras monedas de plata y llegando a constituir la base del sistema monetario de numerosos países. En 1516 Juan Díaz de Solís descubrió en Sudamérica el mar Dulce que posteriormente Sebastián Caboto denominó Río de la Plata, creyendo que allí abundaba el precioso metal, y de donde tomará el nombre la Argentina. Años más tarde, el hallazgo de grandes reservas de plata en el Nuevo Mundo en Zacatecas, México, Potosí en Bolivia y Paramillos de Uspallata, en Argentina, y su importación por Europa, provocó un largo periodo de inflación, que lejos de limitarse a España, se difundió por toda Europa; el fenómeno fue estudiado por Earl Jefferson Hamilton, que en 1934 publicó el libro El tesoro americano y la revolución de los precios en España, 1501-1650.

CARACTERÍSTICAS DEL ORO

el oro exhibe un color amarillo en bruto. Es considerado como el metal más maleable y dúctil que se conoce.2 Una onza (31,10 g) de oro puede moldearse en una lámina que cubra 28 m2 Como es un metal blando, son frecuentes las aleaciones con otros metales con el fin de proporcionarle dureza.

Además, es un buen conductor del calor y de la electricidad, y no le afecta el aire ni la mayoría de los agentes químicos. Tiene una alta resistencia a la alteración química por parte del calor, la humedad y la mayoría de los agentes corrosivos, y así está bien adaptado a su uso en la acuñación de monedas y en la joyería. Se trata de un metal muy denso, con un alto punto de fusión y una alta afinidad electrónica


CARACTERÍSTICAS DE LA PLATA


la plata es uno de los metales de uso más común y de mayor historia. Su descubrimiento ocurrió en la antigüedad, figurando en relatos mitológicos de diferentes culturas, desde la Biblia a las historias folclóricas asiáticas de más de 4000 años atrás. Su nombre deriva del término argentum, nombre latín para referirse al término anglosajón seolfor, derivado a silver, que significa “plata”. La humanidad tiene conocimiento de este elemento desde hace tantos años e incluso existe evidencia de que en Asia ya se aislaba hace más de 4 milenios.

La plata es un metal precioso de tonalidades color blanco y un brillo excepcional. Se trata también de un metal de transición, bastante blando, dúctil y maleable, aunque no tanto como por ejemplo el oro. En contacto con el aire y el agua, la plata es estable, pero se empaña cuando es expuesto al ozono, el sulfuro de hidrógeno o a ciertas cantidades de azufre en el aire. En su estado más puro, no existe ningún otro metal con tanta conductividad eléctrica y térmica, tampoco con una resistencia de contacto tan baja. Si bien la plata no es tóxica, sí lo son sus sales, de hecho, puede utilizarse como germicida. Respecto a sus fuentes, la plata se produce de forma orgánica en minerales como en la argentita. También puede obtenerse mediante refinación de cobre electrolítico y existen tanto depósitos naturales como refinerías en todo el mundo

USO DEL ORO

El oro puro o de 24k es demasiado blando para ser usado normalmente y se endurece aleándolo con plata y/o cobre, con lo cual podrá tener distintos tonos de color o matices. El oro y sus muchas aleaciones se emplean bastante en joyería, en relación con el intercambio monetario (para la fabricación de monedas y como patrón monetario), como mercancía, en medicina, en alimentos y bebidas, en la industria, en electrónica y en química comercial.

El oro se conoce y se aprecia desde tiempos remotos, no solamente por su belleza y resistencia a la corrosión, sino también por ser más fácil de trabajar que otros metales y menos costosa su extracción. Debido a su relativa rareza, comenzó a usarse como moneda de cambio y como referencia en las transacciones monetarias internacionales. Hoy por hoy, los países emplean reservas de oro puro en lingotes que dan cuenta de su riqueza, véase patrón oro.


En joyería fina se denomina oro alto o de 18k aquél que tiene 18 partes de oro y 6 de otro metal o metales (75 % en oro), oro medio o de 14k al que tiene 14 partes de oro y 10 de otros metales (58,33 % en oro) y oro bajo o de 10k al que tiene 10 partes de oro por 14 de otros metales (41,67 % en oro). En joyería, el oro de 18k es muy brillante y vistoso, pero es caro y poco resistente; el oro medio es el de más amplio uso en joyería, ya que es menos caro que el oro de 18k y más resistente, y el oro de 10k es el más simple. Debido a su buena conductividad eléctrica y resistencia a la corrosión, así como una buena combinación de propiedades químicas y físicas, se comenzó a emplear a finales del siglo XX como metal en la industria.


USO DE LA PLATA


Obviamente, su uso más común es el de la acuñación, en monedas de todo el mundo (aunque en nuestros días es cada vez menos frecuente) y en joyería. La producción de vidrio, espejos y de otros metales también se incluye dentro de los usos más comunes de la plata. Por otra parte, también se emplea en numerosas aleaciones y es un elemento fundamental en fotografía.


domingo, 11 de mayo de 2014

NIQUEL









EL MAGNESIO Y SUS ALEACIONES

EL MAGNESIO Y SUS ALEACIONES

POR: 1120699 - 1120533

El magnesio es el 4º metal más abundante de la naturaleza, después del Si, Al y Fe, y se considera el 8º en importancia. De forma natural se encuentra en la forma de carbonato, silicato, sulfato o cloruro, de los que se extrae por electrolisis o por tostación-reducción. Su baja densidad (1,74 g/cm3) incluso menor a la del aluminio (2,7 g/cm3), le proporciona importantes ventajas en el campo de las aleaciones ligeras. Pero, de forma general las propiedades mecánicas de las aleaciones de magnesio son inferiores a las del aluminio.

COMPOSICION

No se considera un buen material estructural, ya que funde a 650ºC y tiene baja rigidez (40-45GPa de módulo de Young). Además, su estructura cristalina, hexagonal compacta, perjudica su comportamiento mecánico pues se produce agrietamiento por trabajado en frío si se reduce su espesor en más de un 10% mediante laminación. Su resistencia a la tracción está en torno a 180MPa y presenta un 5% de alargamiento. Por todo ello, si se quiere trabajar es necesario aplicar previamente un tratamiento de recocido o trabajarlo en caliente entre 200-350ºC mediante embutición.

APLICACIONES

En torno al 90% del total del magnesio se emplea en forma no metálica, para la obtención de productos químicos y refractarios. Del resto, la mayoría se usa como elemento de aleación (con el Al, principalmente) o como agente inoculante para la formación de fundiciones esferoidales de Fe. Otras aplicaciones son como agente reductor en procesos de obtención de otros metales, en protección catódica (como ánodo de sacrificio), desulfurante de aceros...


INDUSTRIA DEL AUTOMOVIL

      La elevada ligereza (fundamental para la reducción del peso del vehículo y, por tanto, de las emisiones en los gases de escape) y buenas colabilidad y estabilidad dimensional hace que las aleaciones de magnesio se puedan moldear en formas complejas y en piezas monobloque. Con ello se minimizan las operaciones de ensamblado, disminuyendo la necesidad de anclajes y uniones. El acabado obtenido con el moldeo ya es lo suficientemente bueno como para no necesitar operaciones de acabado superficial. Además de piezas de diferentes zonas del habitáculo del coche también se pueden utilizar en el motor, en piezas mecánicas y en el chasis.

INDUSTRIA AEROESPACIAL
      Aquí también son beneficiosas las características de ligereza y de elevada relación resistencia/peso propias de estas aleaciones, en aplicaciones que requieren resistencia a elevadas temperaturas y a entornos agresivos. Las aleaciones más habituales son las de Mg-Zn-Zr-tierras raras (ZE63A) y las Mg-Y-tierras raras (WE54) que pueden usarse hasta temperaturas de 300ºC y con buena resistencia a la corrosión. 

SOLDEO POR ARCO …

SOLDEO TIG

Se utiliza para el soldeo de espesores delgados de componentes de magnesio y para la reparación de piezas fundidas de dicho material. La técnica y equipos para este proceso son similares a los que se utilizan con el aluminio. Aunque puede emplearse corriente continua, generalmente con polaridad inversa, se prefiere utilizar corriente alterna debido a su buena acción de limpieza, buena penetrabilidad en la unión y estabilidad del arco. Requiere protección con gas inerte (argón, helio o mezclas de ambos gases) para evitar una oxidación excesiva. La selección del tipo de electrodo depende de principalmente del tipo e intensidad de corriente pero los más usuales son electrodos de volframio puro, y volframio con óxido de torio y volframio con óxido de torio.

SOLDEO MIG

Los principios fundamentales para el soldeo MIG del magnesio y sus aleaciones son los mismos que para el resto de los metales.

SOLDEO A LA LLAMA

Su uso está restringido a reparaciones de emergencia en campo, teniendo en cuenta que estas soldaduras son sólo provisionales hasta que puedan reemplazarse por soldadura por arco o se ponga en servicio una pieza nueva. Los gases combustibles más utilizados son mezclas de hidrógeno-metano (80%-20%) para el soldeo de chapas de hasta 1,6mm de espesor, y acetileno para el soldeo de espesores superiores. En cuanto a los fundentes, deben utilizarse aquellos que son especialmente indicados para la soldadura a la llama de las aleaciones de magnesio.

Soldadura fuerte (“brazing”)

Es un proceso que apenas se utiliza para las aleaciones de magnesio. El metal de aporte que se emplea es el BMg-1 que tiene una composición nominal de 92% de magnesio, 9% de aluminio, 2% de cinc y una pequeña cantidad de berilio para evitar una oxidación excesiva cuando el metal está fundido. Los fundentes son de base cloruro.

PROPIEDADES MECANICAS

El magnesio puro tiene poca resistencia mecánica y plasticidad, su poca plasticidad es debida a que su red es hexagonal y posee pocos planos de deslizamiento. Las bajas propiedades mecánicas excluye la posibilidad de utilizarlo en estado puro como material estructural, pero aleado y tratado térmicamente puede mejorar sus propiedades mecánica. Como el más liviano metal estructural disponible, la combinación de baja densidad y buena resistencia mecánica de las aleaciones de magnesio resulta en una alta relación resistencia-peso. Sobre esta base, es comparable con la mayoría de los materiales estructurales comunes.

FABRICACION

Las aleaciones de magnesio son muy fáciles de mecanizar,
pueden ser conformados y fabricados por la mayoría de los 
procesos de trabajado de metales. A temperatura ambiente, 
el magnesio se endurece por trabajado rápidamente, 
reduciendo la conformabilidad en frío; de este modo, el 
conformado en frío esta limitado a deformación moderada 
o curvado por rodillo de gran radio.

Las fundiciones de las aleaciones de magnesio son 
dimensionalmente estables hasta aproximadamente los 
95°C. Algunas fundiciones de aleación magnesio-aluminio-
zinc pueden experimentar envejecimiento permanente si 
se usan por encima de esta temperatura por largos períodos.






EL ANTIMONIO

EL ANTIMONIO
El antimonio es un elemento químico de numero atómico 51 situado en el grupo 15 de la tabla periódica de los elementos. Su nombre y abreviatura (Sb) procede de ESTIBIO. (metal blanco azulado)
Este elemento semimetálico tiene cuatro formas alotrópicas. Su forma estable es un metal blanco azulado. El antimonio negro y el amarillo son formas no metálicas inestables. Principalmente se emplea en aleaciones metálicas y algunos de sus compuestos para dar resistencia contra el fuego, en pinturas, cerámicas, esmaltes, vulcanización del caucho y fuegos artificiales.

CARACTERISTICAS PRINCIPALES
El antimonio en su forma elemental es un sólido cristalino, fundible, quebradizo, blanco plateado que presenta una conductividad eléctrica y térmica baja y se evapora a bajas temperaturas. Este elemento semimetálico se parece a los metales en su aspecto y propiedades físicas, pero se comportan químicamente como un no metal.
También puede ser atacado por ácidos oxidantes y halógenos.
Las estimaciones sobre la abundancia de antimonio en la corteza terrestre van desde 0,2 a 0,5 ppm. El antimonio es calcófilo, presentándose con azufre y con otros metales como plomo, cobre y plata.

APLICACIONES
El antimonio tiene una creciente importancia en la industria de semiconductores en la producción de diodos, detectores infrarrojos y dispositivos de efecto hall
Usado como aleante, este semimetal incrementa mucho la dureza y resistencia a esfuerzos mecánicos de la aleación. También se emplea en distintas aleaciones como metal antifriccion (aleado con estaño), metal ingles (formado por zinc y antimonio).

Algunas aplicaciones más específicas:
baterias y acumuladores recubrimiento de cable cojinetes y rodamientos.
El trióxido de antimonio es el más importante y se usa principalmente como retardante de llama, estas aplicaciones comprenden distintos mercados como ropa, juguetes, o cubiertas de asientos.
USOS METALICOS
El antimonio en aleación con el plomo es usado para ciertas piezas de los acumuladores eléctricos para las cuales la resistencia a la corrosión es necesaria.
El antimonio es un componente menor pero importante de muchas soldaduras suaves, que son las soldaduras que funden en temperaturas debajo del 625 K. Estas soldaduras pueden contener entre 0,5 y 3% de antimonio. La función del antimonio en estas soldaduras es consolidar la soldadura y suprimir la formación del alótropos de estaño a bajas temperatura. El antimonio se ha utilizado como un endurecedor para el plomo usado en la munición.

USOS NO METALICOS
La punta de los fósforos de seguridad contiene trisulfuro de antimonio. La combustión es una reacción exotérmica mantenida por los radicales libres internamente generados y el calor radiante. El antimonio ha sido utilizado desde los años 1950 como estabilizador de calor eficaces para el PVC, especialmente en las formas rígidas del plástico.
El trióxido de antimonio se utiliza como catalizador en la polimerización del PET, que es un plástico usado en las botellas.

IMPACTO EN EL MEDIO AMBIENTE
El antimonio es liberado al ambiente desde fuentes naturales e industriales. Puede permanecer en el aire adherido a partículas muy pequeñas por muchos días. La mayoría del antimonio en el aire se deposita en el suelo, en donde se adhiere firmemente a partículas que contienen hierro, manganeso o aluminio. El aire que respiramos si contiene altos niveles de antimonio por períodos muy largos puede irritar los ojos y los pulmones y puede causar problemas respiratorios, del corazón, y del estómago.

COMPUESTOS

Debido a su dureza, fragilidad, y carencia del maleabilidad, el antimonio no tiene ninguna aplicación como metal por sí mismo a excepción de las cantidades pequeñas usadas para los bastidores ornamentales y los dispositivos de semiconductor. Sin embargo, es un componente de menor importancia en muchas aleaciones del plomo y estaño.
La mayoría del antimonio que se utiliza en el estado metálico, como en baterías, la cubierta del cable, y varios otros usos, se utiliza como cierta forma de plomo antimonial, que puede contener hasta 25% de antimonio, 

EL COBRE Y SUS ALEACIONES

EL COBRE Y SUS ALEACIONES

El cobre es un metal de transición rojizo, que presenta una conductividad eléctrica y térmica muy alta, sólo superada por la plata en conductividad térmica y el oro en conductividad eléctrica. La mayor parte del cobre del mundo se obtiene de los sulfuros minerales como la calcocita, covelita, calcopirita, bornita y enargita. Los minerales oxidados son la cuprita, tenorita, malaquita, azurita, crisocola y brocantita.
Gracias a su alta conductividad eléctrica, ductilidad y maleabilidad, se ha convertido en el material más utilizado para fabricar cables eléctricos y otros componentes eléctricos y electrónicos.
El cobre forma parte de una cantidad muy elevada de aleaciones que generalmente presentan mejores propiedades mecánicas, aunque tienen una conductividad eléctrica menor. Las más importantes son conocidas con el nombre de bronces y latones. Por otra parte, el cobre es un metal duradero porque se puede reciclar un número casi ilimitado de veces sin que pierda sus propiedades mecánicas.
El cobre es el tercer metal más utilizado en el mundo, por detrás del hierro y el aluminio. La producción mundial de cobre refinado se estimó en 15,8 Mt en el 2006, con un déficit de 10,7% frente a la demanda mundial proyectada de 17,7 Mt. Los pórfidos cupríferos constituyen la principal fuente de extracción de cobre en el mundo.

PROPIEDADES

Entre sus propiedades mecánicas destacan su excepcional capacidad de deformación y ductilidad. En general sus propiedades mejoran con las bajas temperaturas lo que permite utilizarlo en aplicaciones criogénicas. En la tabla se muestran algunas de las propiedades de este metal:

PROPIEDADES DEL COBRE
u  Densidad: 8800-8940 kg/m3
u  Punto de fusión: 1082 °C
u  Punto de ebullición: 2595 ºC
u  Resistencia a la tracción: 172-220 MPa

PROPIEDADES MECÁNICAS

Tanto el cobre como sus aleaciones tienen una buena maquinabilidad, es decir, son fáciles de mecanizar. El cobre posee muy buena ductilidad y maleabilidad lo que permite producir láminas e hilos muy delgados y finos. Es un metal blando, con un índice de dureza 3 en la escala de Mohs (50 en la escala de Vickers)
Admite procesos de fabricación de deformación como laminación o forja, y procesos de soldadura y sus aleaciones adquieren propiedades diferentes con tratamientos térmicos como temple y recocido. En general, sus propiedades mejoran con bajas temperaturas lo que permite utilizarlo en aplicaciones criogénicas.

PROPIEDADES FÍSICAS

El cobre posee varias propiedades físicas que propician su uso industrial en múltiples aplicaciones, siendo el tercer metal, después del hierro y del aluminio, más consumido en el mundo. Es de color rojizo y de brillo metálico y, después de la plata, es el elemento con mayor conductividad eléctrica y térmica. Es un material abundante en la naturaleza; tiene un precio accesible y se recicla de forma indefinida; forma aleaciones para mejorar las prestaciones mecánicas y es resistente a la corrosión y oxidación.
La conductividad eléctrica del cobre puro fue adoptada por la Comisión Electrotécnica Internacional en 1913 como la referencia estándar para esta magnitud. La conductividad del cobre recocido medida a 20 °C es igual a 5,80 × 10S/m. A este valor de conductividad se le asigna un índice 100% IACS y la conductividad del resto de los materiales se expresa en porcentaje de IACS. La mayoría de los metales tienen valores de conductividad inferiores a 100% IACS pero existen excepciones como la plata o los cobres especiales de muy alta conductividad designados C-103 y C-110.

EFECTOS DE LOS ELEMENTOS DE ALEACION E IMPUREZAS

- Efecto de las impurezas: Como ya se ha comentado, las cantidades residuales de impurezas ejercen un efecto nocivo sobre las propiedades de las aleaciones de cobre. Así, los elementos más perjudiciales son el bismuto y el antimonio que provoca fragilidad inter granular al ser elementos poco solubles y con tendencia a segregar.
- Efecto de los elementos de aleación: En la tabla se resumen los efectos de los algunos de los elementos de aleación:

ELEMENTO
EFECTO
Hierro
Aumente la resistencia mecánica
Aluminio
Aumenta la resistencia mecánica
Aumenta la resistencia a la corrosión
Aumenta la resistencia al desgaste
Aumenta la dureza
Disminuye la ductilidad
Manganeso
Aumenta la resistencia a la tracción
Aumenta la dureza
Inhibe el crecimiento de grano
Aumenta la cantidad de Fe que se puede disolver
Disminuye la ductilidad
Cromo
Aumenta las propiedades mecánicas
Telurio
Aumenta las propiedades mecánicas
Berilio
Aumenta la dureza
Fósforo
Aumenta la resistencia a la tracción
Aumenta el límite de fatiga
Disminuye la conductividad




















- Cobres “tough-pitch”: Se caracterizan por tener un nivel bajo de impurezas y por unas propiedades mecánicas uniformes.
u  Cobre electrolítico tenaz (Cu-ETP).
u  Cobre térmico tenaz de alta conductividad (Cu-FRHC).
u  Cobre térmico tenaz (Cu-FRTP)
- Cobres exentos de oxígeno (Cu-OF): Se obtienen por fusión y colada del cobre electrolítico en atmósfera protectora de gas y se caracterizan por presentar una alta conductividad.
- Cobre desoxidado con fósforo: Contienen entre un 0,004% y un 0,065% de fósforo residual y su conductividad eléctrica disminuye en proporción al contenido de fósforo.
u  Cobre desoxidado con fósforo (bajo contenido en fósforo residual) (Cu-DLP).
u  Cobre desoxidado con fósforo (alto contenido de fósforo residual) (Cu-DHP).
u  Cobre desoxidado con fósforo, con arsénico (Cu-DPA).

APLICACIONES Y USO DEL COBRE

u  Cobre metálico
El cobre se utiliza tanto con un gran nivel de pureza, cercano al 100%, como aleado con otros elementos. El cobre puro se emplea principalmente en la fabricación de cables eléctricos.

u  Electricidad y telecomunicaciones
El cobre es el metal no precioso con mejor conductividad eléctrica. Esto, unido a su ductilidad y resistencia mecánica, lo han convertido en el material más empleado para fabricar cables eléctricos, tanto de uso industrial como residencial. Asimismo se emplean conductores de cobre en numerosos equipos eléctricos como generadores, motores y transformadores. La principal alternativa al cobre en estas aplicaciones es el aluminio.

  • u      Medios de transporte

El cobre se emplea en varios componentes de coches y camiones, principalmente los radiadores (gracias a su alta conductividad térmica y resistencia a la corrosión), frenos y cojinetes, además naturalmente de los cables y motores eléctricos. Un coche pequeño contiene en total en torno a 20 kg de cobre, subiendo esta cifra a 45 kg para los de mayor tamaño.
También los trenes requieren grandes cantidades de cobre en su construcción: 1 - 2 toneladas en los trenes tradicionales y hasta 4 toneladas en los de alta velocidad. Además las catenarias contienen unas 10 toneladas de cobre por kilómetro en las líneas de alta velocidad.
Por último, los cascos de los barcos incluyen a menudo aleaciones de cobre y níquel para reducir el ensuciamiento producido por los seres marinos.

u  Otras aplicaciones
El cobre participa en la materia prima de una gran cantidad de diferentes y variados componentes de todo tipo de maquinaria, tales como casquillos, cojinetes, embellecedores, etc. Forma parte de los elementos de bisutería, bombillas y tubos fluorescentes, calderería, electro-imanes, monedas, instrumentos musicales de viento, microondas, sistemas de calefacción y aire acondicionado. El cobre, el bronce y el latón son aptos para tratamientos de galvanizado para cubrir otros metales.

PRODUCTOS

u  Fundición de piezas
El cobre puro no es muy adecuado para fundición por moldeo porque produce galleo. Este fenómeno consiste en que el oxígeno del aire se absorbe sobre el cobre a altas temperaturas y forma burbujas; cuando después se enfría el metal, se libera el oxígeno de las burbujas y quedan huecos microscópicos sobre la superficie de las piezas fundidas
Sus aleaciones si permiten fabricar piezas por cualquiera de los procesos de fundición de piezas que existen dependiendo del tipo de pieza y de la cantidad que se tenga que producir. Los métodos más usuales de fundición son por moldeo y por centrifugado.
u  Forjado
El forjado en caliente de una pieza consiste en insertar en un molde una barra de metal, calentarla a la temperatura adecuada y obligarla a deformarse plásticamente hasta adoptar la forma del molde. La ventaja de forjar en caliente es que se reduce la potencia mecánica que debe suministrar la prensa para la deformación plástica.
u  Mecanizado
Las piezas de cobre o de sus aleaciones que van a someterse a trabajos de mecanizado por arranque de viruta tienen en su composición química una pequeña aportación de plomo y azufre que provoca una fractura mejor de la viruta cortada.
El mecanizado de componentes de cobre, se realiza bajo el concepto de mecanizado rápido en seco con la herramienta refrigerada por aire si es necesario. Este tipo de mecanizado rápido se caracteriza por que los cabezales de las máquinas giran a velocidades muy altas consiguiendo grandes velocidades de corte en herramientas de poco diámetro.
u  Soldadura
Para soldar uniones de cobre o de sus aleaciones se utilizan dos tipos de soldadura diferentes: soldadura blanda y soldadura fuerte.
La soldadura blanda es aquella que se realiza a una temperatura de unos 200 °C y se utiliza para la unión de los componentes de circuitos impresos y electrónicos. Se utilizan soldadores de estaño y el material de aporte es una aleación de estaño y plomo en forma de alambre en rollo y que tiene resina desoxidante en su alma. Es una soldadura poco resistente y sirve para asegurar la continuidad de la corriente eléctrica a través del circuito.
El cobre se utiliza también como aglutinante en la soldadura fuerte de fontanería, utilizada para conducciones de gas y canalizaciones complejas de agua caliente. Un metal alternativo para esta aplicación es la plata.
u  Calderería
Se llama calderería a una especialidad profesional de la rama de fabricación metálica que tiene como función principal la construcción de depósitos aptos para el almacenaje y transporte de sólidos en forma de granos o áridos, líquidos y gas así como todo tipo de construcción naval y estructuras metálicas. Gracias a la excelente conductividad térmica que tiene la chapa de cobre se utiliza para fabricar alambiques, calderas, serpentines, cubiertas, etc.
u  Embutición
Se denomina embutición al proceso de conformado en frío por el que se transforma un disco o piezas recortada, según el material, en piezas huecas, e incluso partiendo de piezas previamente embutidas, estirarlas a una sección menor con mayor altura.
u  Estampación
Se conoce con el nombre de estampación a la operación mecánica que se realiza para grabar un dibujo o una leyenda en la superficie plana de una pieza que generalmente es de chapa metálica. Las chapas de cobre y sus aleaciones reúnen condiciones muy buenas para realizar en ellas todo tipo de grabados.
u  Troquelado

Se denomina troquelado a la operación mecánica que se realiza para producir piezas de chapa metálica o donde sea necesario realizar diversos agujeros en las mismas. Para realizar esta tarea, se utilizan desde simples mecanismos de accionamiento manual hasta sofisticadas prensas mecánicas de gran potencia.

sábado, 10 de mayo de 2014

ALUMINIO

Aluminio y sus aleaciones
1120764-1120780
ALUMINIO
  • El aluminio es un elemento químico, de símbolo Al y número atómico 13. Se trata de un metal no ferromagnético. 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.
COMO SE OBTIENE EL ALUMINIO
  • La obtención del aluminio se realiza en dos fases:
  • 1º. Separación de la de las bauxitas por el
     procedimiento Mayer, que comprende las siguientes operaciones: Secalientan las bauxitas para deshidratarlas, una vez molidas; se atacana con lejía de sosa en caliente y a presión para formar aluminato sódico que se separa del resto de los componentes de la bauxita.
Despues bajo la influencia de una pequeña cantidad de alúmina que inicia la reacción, se hidroliza el  aluminato de sodio, quedando alúmina hidratada e hidróxido desodio; y por fin, se calcina la alúmina hidratada a 1.200ºC, con lo quequeda preparada para la fase siguiente
Segunda fase
  • 2º. Reducción de la alúmina disuelta en un baño de criolita y con cierta cantidad de fundente, por electrolisis conelectrodos de carbón. Para obtener una tonelada de aluminio son necesarias 4 Tm de bauxita
Propiedades fisicas del aluminio 
  • El aluminio es un metal blanco brillante, que pulido semeja a la plata.
  • Cristaliza en red cúbica centrada en las caras (FCC).
  •  Su peso específico es igual a 2.699, es decir, casi 1/3 del hierro (7,87).
  • Su conductividad eléctrica es un 60% de la del cobre y 3,5 veces mayor que la del hierro.
  • Su punto de fusión es 660ºC y el de ebullición 2.450ºC.
Propiedades mecanicas del aluminio
  • Las propiedades mecánicas del aluminio son más interesantes son
  • su débil resistencia mecánica, y su gran ductilidad y maleabilidad, que permite forjarlo, trefilarlo en hilos delgadísimos y laminarlo en láminas o panes tan finos como los del oro, hasta de un espesor de 0,0004 mm (0,4 micras). A la temperatura de 500ºC se vuelve frágil y se puede pulverizar fácilmente.
Aplicaciones del aluminio
  • El aluminio tiene multitud de aplicaciones: su bajo peso específico lo hace útil para la fabricación de aleaciones ligeras, extensamente empleadas en construcciones aeronáuticas y en general, cada vez más en los vehículos de transporte.
  •  Su elevada conductividad eléctrica lo hace útil para la fabricación de conductores eléctricos de aluminio técnicamente puro o en forma de cables armados con acero galvanizado.
  • Su elevada conductividad calorífica e inalterabilidad lo hacen útil para la fabricación de utensilios de cocina y, en general, para aparatos de intercambio de calor.
  •  Su maleabilidad lo hace útil para la fabricación de papel de aluminio, en lo que se emplea actualmente un 10% de su producción total.
  • Su resistencia a la corrosión lo hace útil para fabricación de depósitos para ácido acético, cerveza, etc.
Aleaciones del aluminio
    Los principales metales empleados para su aleación con aluminio son los siguientes: Cobre (Cu), silicio (Si), cinc (Zn), magnesio (Mg), y manganeso (Mn).
    Los que pudiéramos considerar como secundarios, son los siguientes : Níquel (Ni), titanio (Ti), hierro (Fe), cromo (Cr) y cobalto (Co).
     Sólo en casos especiales se adicionan:Plomo (Pb), cadmio (Cd), antimonio (Sb) y bismuto (Bi).


EL ACERO

EL ACERO


INTEGRANDES:
DANIEL LOPEZ           1120757
JESUS LOPEZ                1120768
FELIPE MARTINEZ      1120746

QUE ES EL ACERO?


El acero es una aleación de hierro con carbono en una proporción que oscila entre 0,03 y 2%. Se suele componer de otros elementos, ya inmersos en el material del que se obtienen. Pero se le pueden añadir otros materiales para mejorar su dureza, maleabilidad u otras propiedades.

Las propiedades físicas de los aceros y su comportamiento a distintas temperaturas dependen sobre todo de la cantidad de carbono y de su distribución. Antes del tratamiento térmico, la mayoría de los aceros son una mezcla de tres sustancias, ferrita, perlita, cementita. 

CLASIFICACIÓN DEL ACERO


Los aceros se clasifican en cinco grupos principales: aceros al carbono, aceros aleados, aceros de baja aleación ultrarresistentes, aceros inoxidables y aceros de herramientas.

  • Aceros aleados



Estos aceros están compuestos por una proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos; además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono. Estos aceros se emplean para fabricar engranajes, ejes, cuchillos, etc.

  • Aceros al carbono



El 90% de los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen una cantidad diversa de carbono, menos de un 1,65% de manganeso, un 0,6% de silicio y un 0,6% de cobre. Con este tipo de acero se fabrican maquinas, carrocerías de automóvil, estructuras de construcción, pasadores de pelo, etc.

  • Aceros de baja aleación ultrarresistentes



Es la familia de aceros mas reciente de las cinco. Estos aceros son más baratos que los aceros convencionales debido a que contienen menor cantidad de materiales costosos de aleación. Sin embargo, se les da un tratamiento especial que hace que su resistencia sea mucho mayor que la del acero al carbono.
Este material se emplea para la fabricación de bagones porque al ser más resistente, sus paredes son más delgadas, con lo que la capacidad de carga es mayor. Además, al pesar menos, también se pueden cargar con un mayor peso. También se emplea para la fabricación de estructuras de edificios.

  • Aceros inoxidables



Estos aceros contienen cromo, níquel, y otros elementos de aleación que los mantiene brillantes y resistentes a la oxidación. Algunos aceros inoxidables son muy duros y otros muy resistentes, manteniendo esa resistencia durante mucho tiempo a temperaturas extremas. Debido a su brillo, los arquitectos lo emplean mucho con fines decorativos.
También se emplean mucho para tuberías, depósitos de petróleo y productos químicos por su resistencia a la oxidación y para la fabricación de instrumentos quirúrgicos o sustitución de huesos porque resiste a la acción de los fluidos corporales. Además se usa para la fabricación de útiles de cocina, como pucheros, gracias a que no oscurece alimentos y es fácil de limpiar.

  • Aceros de herramientas



Estos aceros se emplean para fabricar herramientas y cabezales de corte y modelado de maquinas. Contiene wolframio, molibdeno y otros elementos de aleación que le proporcionan una alta resistencia, dureza y durabilidad.

TRATAMIENTOS DEL ACERO


  • Tratamientos superficiales:



Debido a la facilidad que tiene el acero para oxidarse cuando entra en contacto con la atmósfera o con el agua, es necesario y conveniente proteger la superficie de los componentes de acero para protegerles de la oxidación y corrosión. Muchos tratamientos superficiales están muy relacionados con aspectos embellecedores y decorativos de los metales.
Los tratamientos superficiales más usados son los siguientes:

       Cincado: tratamiento superficial antioxidante por proceso electrolítico o mecánico al que se somete a diferentes componentes metálicos.
       Cromado: recubrimiento superficial para proteger de la oxidación y embellecer.
       Galvanizado: tratamiento superficial que se da a la chapa de acero.
       Niquelado: baño de níquel con el que se protege un metal de la oxidación.
       Pavonado: tratamiento superficial que se da a piezas pequeñas de acero, como la tornillería.
       Pintura: usado especialmente en estructuras, automóviles, barcos, etc.

  • Tratamientos térmicos



Un proceso de tratamiento térmico adecuado permite aumentar significativamente las propiedades mecánicas de dureza, tenacidad y resistencia mecánica del acero. Los tratamientos térmicos cambian la microestructura del material, con lo que las propiedades macroscópicas del acero también son alteradas.