Estaño, plomo y cinc: propiedades, obtención y aleaciones; aceros y elementos de aleación

Estaño: Propiedades, Obtención y Aplicaciones

El estaño es un metal de color blanco plateado. A una temperatura de 100 ºC es muy dúctil y maleable. Presenta tres formas alotrópicas: blanco rómbico, blanco tetragonal y gris cúbico. Es un elemento bastante escaso en la naturaleza y se presenta principalmente en forma de minerales como la casiterita.

Procedimientos de obtención

Se puede obtener mediante dos procedimientos principales:

• Reducción pirometalúrgica de la casiterita: Se separa el mineral de las impurezas y se lleva a un horno donde se reduce mediante carbón de coque.
• Recuperación electrolítica de la hojalata: Dado que la hojalata es acero recubierto de una capa de estaño, se emplea este proceso para intentar separar dicha capa.

Principales aplicaciones y aleaciones

• Bronce: Aleación de cobre y estaño.
• Metal de soldar: Aleación de estaño y plomo (utilizada para soldaduras blandas).
• Metal de imprenta: Combinación de estaño, plomo y antimonio.
• Antifricción: Compuesto de cobre, antimonio y estaño.
• Bajo punto de fusión: Aleaciones de bismuto, cadmio, plomo y estaño.

Plomo: Características y Usos Industriales

El plomo presenta un color gris azulado y es un metal pesado con una densidad de 11,3 g/cm³. Es blando, tiene un punto de fusión de 327 ºC y posee una baja conductividad eléctrica.

Obtención y aplicaciones

Para la obtención del plomo se emplea como material base la galena, consiguiéndose a través de procesos como la tostación o el refino electrolítico.

Sus aplicaciones incluyen:

• Fabricación de rodamientos.
• Blindaje contra rayos X y protección nuclear.
• Fabricación de baterías.
• Pinturas y pigmentos (aunque su uso está limitado por su toxicidad).

Cinc: Metalurgia y Aleaciones Comunes

El cinc es un metal de color blanquiazul, frágil a temperatura ambiente pero maleable entre los 120-150 ºC. Posee una baja resistencia mecánica y un punto de fusión de 420 ºC. Se obtiene industrialmente a partir del carbonato y del sulfuro.

Aleaciones y aplicaciones

• Aleaciones: Latones, bronce de cinc, alpacas y calaminas (cinc, aluminio, magnesio y cobre).
• Aplicaciones: Fabricación de chapas, tejados, procesos de galvanizado y fabricación de pilas secas.

Tipos de Metales Ferrosos

Hierro industrial

Se denomina hierro industrial cuando el contenido en carbono es menor del 0,03%. Posee características mecánicas inadecuadas, por lo que apenas se emplea en la industria.

Acero

El acero es una aleación de hierro y carbono donde el contenido de este último está comprendido entre el 0,03% y el 1,67%.

• Propiedades: Cuanto mayor es la cantidad de carbono, mayor es la dureza y la resistencia a la tracción, pero disminuye la ductilidad y aumenta la fragilidad.
• Características: Son materiales dúctiles y maleables. Su soldabilidad disminuye conforme aumenta el contenido en carbono y tienden a oxidarse fácilmente.

Clasificación del acero

• Aceros al carbono: El contenido de otros elementos no supera límites específicos.
• Aceros aleados: Cuando algún otro elemento químico supera el límite establecido.

Influencia de los elementos de aleación en el acero

Estos elementos comunican al acero propiedades específicas:

• Azufre: Aporta fragilidad (se considera generalmente perjudicial).
• Cobalto: Aumenta la dureza y la resistencia a la corrosión.
• Cromo: Incrementa la dureza, la resistencia a la corrosión y la tenacidad.
• Manganeso: Aumenta la dureza en aceros templados.
• Molibdeno: Incrementa notablemente la dureza.
• Níquel: Elemento clave en el acero inoxidable; aumenta la resistencia a la tracción.
• Plomo: Favorece el mecanizado del acero.