Explorando los Metales: Origen, Clasificación y Propiedades

Los Metales: Origen y Clasificación

Para llevar a cabo un estudio de los metales, es fundamental distinguir entre:

Materia Prima

Es el metal que se encuentra en la naturaleza (en forma no pura) y que necesita ser sometido a diversas transformaciones para la fabricación de vehículos, etc.

Material Elaborado

Es el que se obtiene después de someter el metal “puro” a las transformaciones oportunas (aleaciones o tratamientos térmicos) para alcanzar el nivel idóneo de dureza, elasticidad, resistencia, etc.

Aceros Aleados

Son aquellos en los que el porcentaje de carbono no supera el 1% y a los que se han añadido elementos metálicos o no metálicos que no superan el 5%.

Aleantes más comunes:

Carbono, manganeso, níquel, cromo, vanadio, silicio y boro.

• Magnesio: Aporta al acero dureza y resistencia al desgaste.
• Cromo: Aumenta su dureza, le da brillo y hace que el acero sea inoxidable.
• Níquel: Evita la corrosión del acero, mejora la resistencia a la tracción y su tenacidad.

Aleantes menos comunes:

Aluminio, cobalto, cobre, titanio, tungsteno, estaño, zinc, plomo y circonio.

No metálicos:

Azufre, carbono, fósforo y silicio.

Clasificación de Aceros Aleados:

• Bajas Aleaciones Medias: 1% carbono hasta 5% metales y no metales.
• Altas Aleaciones: 1% carbono superior 5% metales y no metales.

Clasificación por Densidad:

• Ultraligeros: Menos 2 kg/dm³ → Magnesio
• Ligeros: Entre 2 y 5 kg/dm³ → Aluminio y titanio
• Pesados: Igual o superior a 5 kg/dm³ → Cobre, plomo, zinc, cromo, mercurio

Propiedades Generales de los Metales

Los materiales metálicos tienen gran resistencia mecánica, buena conductividad térmica y eléctrica, gran plasticidad para deformarse antes de romperse, maleabilidad para ser laminados y la posibilidad de ser reciclados.

Materiales Ferrosos

Los materiales ferrosos representan más del 90% del consumo de materiales metálicos debido a su gran resistencia y bajo coste de obtención; son el hierro y sus aleaciones.

Hierro

El hierro se considera puro cuando es superior al 99,97%. Es magnético, buen conductor térmico y eléctrico, de color blanco azulado, bueno para trabajos en caliente, pero se oxida con facilidad.

Acero

El acero es una aleación de hierro y carbono, cuyo contenido en carbono está entre un 0,03% y un 1,67%.

Aceros al carbono:

• Bajo contenido en carbono: 0,06%/0,25%
• Medio contenido en carbono: 0,25%/0,50%
• Alto contenido en carbono: 0,50%/1,67%

Aceros aleados:

No superan el 1% de carbono y se le han añadido otros elementos químicos:

Con cobalto, cromo, molibdeno, plomo, silicio o vanadio, wolframio.

Aceros inoxidables:

Carbono, cromo y níquel.

• Aceros inoxidables ferríticos: 0,10% carbono y 15/18% cromo
• Aceros inoxidables martensíticos: 0,10/0,35% de carbono y 12/14% cromo + tratamiento térmico
• Acero inoxidable austeníticos: 0,10% carbono, 18% carbono y 10/16% níquel + cobre, titanio y molibdeno

Fundiciones

Aleaciones de hierro y carbono con un contenido de carbono entre 1,67% y 6,67%.

• Fundición blanca: Carbono entre 1,7% y 2,5%.
• Fundición gris: Carbono entre 2,5% y 4%
• Fundición maleable: Fundición blanca sin dureza ni fragilidad

Propiedades de los Metales

Físicas:

• Dilatabilidad: Aumentar volumen con el calor.
• Fusibilidad: Cambio de sólido a líquido.

Mecánicas:

• Dureza: Resistencia a ser penetrado o rayado
• Elasticidad: Recuperar forma cuando se deja de ejercer una fuerza
• Tenacidad: Oponerse a la rotura o deformación