Metales: Estructura, Propiedades, Tratamientos y Protección contra la Corrosión

Estructura y Propiedades de los Metales

Las propiedades de los metales incluyen una elevada conductividad térmica y eléctrica, altos puntos de fusión y ebullición, densidad elevada, notable resistencia mecánica y tenacidad, y facilidad de conformación. Desde el punto de vista estructural, dos aspectos son cruciales: a temperaturas suficientemente bajas, son cristalinos, y poseen un enlace metálico característico. Que sean cristalinos significa que, en estado sólido, los átomos del metal se ordenan de manera específica en el espacio.

Tratamientos Térmicos y Mecánicos

La estructura de un metal puede modificarse mediante tratamientos térmicos específicos. La aplicación de estos tratamientos permite variar las características del producto. La deformación, por su parte, altera significativamente las propiedades físicas del metal. A veces, el objetivo principal de la deformación no es dar forma, sino conferir características mecánicas específicas, como el endurecimiento. En muchos casos, la deformación tiene un doble propósito:

• Conseguir piezas con una forma determinada.
• Mejorar ciertas características mecánicas.

Propiedades Fisicoquímicas de los Materiales: Corrosión y Oxidación

Corrosión

La corrosión es una reacción química (o electroquímica) que involucra tres factores: la pieza manufacturada, el ambiente y el agua. La corrosión puede manifestarse de diversas formas:

1. Corrosión uniforme: Afecta uniformemente a toda la superficie expuesta.
2. Corrosión galvánica.
3. Corrosión por picaduras.
4. Corrosión por aireación diferencial.
5. Corrosión intergranular.
6. Corrosión por erosión.
7. Corrosión bajo tensiones.

Oxidación

La oxidación ocurre cuando atmósferas gaseosas actúan sobre el metal o aleación, formando capas de óxido en la superficie externa de las piezas.

Métodos de Protección contra la Corrosión

Protección Pasiva

La protección pasiva implica la separación eléctrica entre los ánodos y cátodos de las pilas de corrosión. Los sistemas más comunes se basan en el aislamiento de los elementos a proteger mediante materiales dieléctricos, evitando el contacto con agua o suelo húmedo.

Protección Catódica

Las protecciones catódicas se fundamentan en la generación de una corriente externa. Esta corriente, aplicada a la superficie del elemento, elimina la tendencia de los iones metálicos a disolverse. Este tipo de protección requiere una fuente de corriente continua y un electrodo auxiliar.

Ánodos de Sacrificio

Cuando dos metales húmedos entran en contacto, el metal más activo actúa como polo negativo (ánodo) y el menos activo como polo positivo (cátodo). El metal más activo se corroe más rápidamente, protegiendo al menos activo. Esta protección se denomina anódica, y el metal que actúa como ánodo se conoce como "metal de sacrificio". Los ánodos más comunes son el aluminio y el zinc. Sus ventajas incluyen una instalación sencilla y un funcionamiento independiente. Las desventajas son el costo de instalación y su uso limitado a medios de baja resistividad.