Explorando las Aleaciones, Hierro, Aceros, Fundiciones, Aluminio, Cobre y Cerámicos: Propiedades y Aplicaciones

Aleaciones: Clasificación y Características

Las aleaciones suelen clasificarse como:

Aleaciones Férreas

Basadas en Hierro como el principal metal: aceros (al carbono, aleados, inoxidables, etc.) y fundiciones.

El Hierro (Fe)

El hierro es un metal de transición, su símbolo químico es Fe, es de color gris, peso específico: 7,85; peso atómico 55,84 y número atómico 26. Su punto de fusión es de aproximadamente 1.540 °C, y su punto de ebullición 2.450 °C, es magnético hasta los 740 - 770 °C y su resistencia a la tracción estimada es de 25 Kg/mm².

El hierro puro carece de una gran variedad de usos industriales debido a sus bajas características mecánicas, así como a la dificultad de su obtención. Sin embargo, sus aleaciones gozan de gran aceptación y aplicabilidad en diversos ámbitos:

Aceros

Aleaciones Fe-C, con porcentajes de carbono variables entre 0,008 y 2%. El Carbono es el elemento principal que modifica las características mecánicas del acero. Cuanto mayor es el porcentaje de carbono, mayores serán la resistencia mecánica y la dureza del acero, pero también será más frágil y menos dúctil.

Fundiciones

Aleaciones Fe-C, con porcentajes de carbono variables entre 2 y 6,67%; aunque estas suelen contener entre 3,5 y 4 % de Carbono, además de Silicio hasta 3%, usualmente.

El contenido de Hierro en los Aceros, suele ubicarse entre 97,7 y 99,5 %, y además de su aleante principal: el Carbono, suelen poseer otros elementos de carácter residual:

• Azufre (S) y Fósforo (P): de alta afinidad con el Hierro, son difíciles de eliminar; no obstante, se reducen a proporciones inofensivas (< 0.05 %).
• Silicio (Si) y Manganeso (Mn): adicionados en pequeñas proporciones (0.2 a 0.9 %) evitan la reoxidación del metal fundido.

Los aceros con esta composición se llaman: Aceros al Carbono

Aleaciones No Férreas

Basadas en metales distintos al Hierro: Aleaciones de Aluminio, Aleaciones de Cobre (Bronces y Latones), Titanio, Metales Refractarios.

Aluminio (Al)

El aluminio (Al) es un metal de color blanco plateado, dúctil y maleable, buen conductor de la electricidad y del calor. Tiene un peso específico de 2.7 gr/cm³ y funde a 660 °C. Es un metal muy electropositivo y muy reactivo, que no es magnético. El Aluminio posee una alta resistencia a la corrosión en la mayoría de los ambientes naturales, por lo cual suele ser usado en diversas aplicaciones como partes estructurales de los aviones, latas para bebidas refrescantes, partes de carrocerías de automóviles, entre otras aplicaciones.

Cobre (Cu)

El Cobre, cuyo símbolo es Cu, es un metal de transición de color rojizo y brillo metálico que, junto con la plata y el oro, se caracteriza por ser uno de los mejores conductores de electricidad. Gracias a su alta conductividad eléctrica, ductilidad y maleabilidad, se ha convertido en el material más utilizado para fabricar cables eléctricos y componentes electrónicos.

Cerámicos

Son compuestos químicos inorgánicos, que contienen elementos metálicos y no metálicos. Se trata de materiales con baja conductividad térmica y eléctrica, y que a elevadas temperaturas y en ambientes agresivos son más resistentes que los metales y los polímeros. Desde el punto de vista mecánico, son duros y altamente resistentes a la compresión, sin embargo también son frágiles y quebradizos. A menudo son usados como aislantes y se incluyen en este grupo los minerales de arcilla, el cemento y el vidrio.

Las propiedades aislantes junto con la alta resistencia al calor y al desgaste de muchos de los materiales cerámicos, los hace útiles en revestimiento de hornos para metales líquidos a altas temperaturas, como el acero. Una importante aplicación de los cerámicos son las placas cerámicas de los transbordadores espaciales, en este caso los cerámicos protegen térmicamente la estructura interna del aluminio del transbordador durante el lanzamiento y la reentrada en la atmósfera terrestre.