Metalezko materialak1. Sarrera:Metalezko materialak. Sailkapena2. Siderurgiako produktuen bilakaera

a) Burdinurtuab) Martin Siemens prozedurac) Bessemer bihurgailua

3. Prozesu siderurgikoa

4. Altzairuaka) Altzairuakb) Sailkapenac) Izendapen normalizatua

5. Aleazio astunak• Kobrea eta kobrezko aleazioak

a. Brontzeab. Letoiac. Beste batzuk

6. Aleazio arinak eta oso arinak

7. Material pikortsuak. Pulbimetalurgiahttp://tecnokent.wordpress.com/2009/12/16/los-metales/

1.Sarrera:Metalezko materialak. SailkapenaBurdinezko materialakBurdinez, % desberdinetan, osaturik dauden materialak

Siderurgiako produktuak

•Burdina •Altzairuak •Galdaketak•Burdinezko konglomeratuak

Burdinezko ez diren materialak(pisu espezifikoaren araberako sailkapena)

•Aleazio astunakKobrezkoakBerunezkoakZinkezkoak

•Aleazio arinakAluminiozkoakTitaniozkoak

•Aleazio arin-arinakMagnesiozkoakBeriliozkoak

Burdina

OxidoakKarbonatoak

Burdin oxidoz osaturiko mineraletik lortzen da gehienetan

Murrizketa

Oxigeno kentzen da errekuntzetan(labe garaietan)

2.-Siderurgiako produktuen bilakaera

•Burdinurtua•1300. urtetik aurrera•Karga handiagoak eta tenperaturak altuagoak (XVIII mendea KOKEA)

•Martin-Siemens prozedura

• Bessemer bihurgailuaHenry bessemer (1813-1898)

1864 urtean Siemens diseinatu eta Martin anaiek eraiki zuten.

3.-Prozesu siderurgikoa. Altzairua lortu

Galdaketa jarrai

OxidoakKarbonatoak

Karbonatoak

FeCO3+beroa CO2+FeO

Oxidoak:

Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2

Burdina Mineral purua (mea)

+ Ezpurutasunak (ganga)

Lurrak, karea, silizea…

+ +Labe

garaia

1000kg 500kg 250kg

Koke-ikatza•Mea urtzeko ,errekuntzaren bidez, beharrezkoa den beroa lortzen da eta beharrezkoak diren erreakzio kimikoak, burdin minerala arrabio bihurtzeko, gauzatzen dira

•Errekuntzan CO (karbono monoxidoa) Gas toxiko

oso murriztatzailea (mineralari oxigenoa kendu) CO2

•Harrikatzaren substantziak hegazkorrak ezabatuta (%25 inguru) lortzen da, %S<1 koke-baterietan (siderurgia bertan)

Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2

Urgarriak• Kareharria edo buztina• Gangarekin (ezpurutasunak)erreakzionatzen du eta nahasi likidoren

gainean zepa sortzen du• Gangaren urtze-puntua jeisten du, zepa likido egoeran mantentzeko.

CaCO3

Labe garaia. Arrabioa lortu

•Prozesu jarraia

•Karga goiko ahotik

•Aldian behin husten da

Zepa (300Kg/1Tn arrabioa)

Arrabio urtua (dentsoagoa)

•Burdinazko aleazioa

•(%C handia+ ezpurutasunak)

•Apurkorregia

Bessemer bihurgailua

BIHURGAILUA LD(leuntze-prozesua)

•Soberan dagoen karbonoa ezabatu

•Konposizioa kimikoa egokitu

-Ezpurutasunak kendu (Si, S, P...)

-Ferroaleazioak gehitu

ALTZAIRUAREN LORPENA TXATARRAREN BIDEZ•Behin txatarra eta urgarria sarturik, elektrodoak sare elektrikora konektatzen dira eta beraien artean arko boltaiko indartsuak sortzen dira hauek altzairua urtzeko beharrezkoa den beroa ematen dutelarik.

•Txarrarra urturik dagoenean, oxigenoa sartzen da ezpurutasunak (Si, S…) ezabatzeko

•Ferroaleazioak gehitzen dira

http://www.youtube.com/watch?v=x_ax_lIKYQk&feature=related

Indukzio-labea

Arkuko labea

Lingoteak. Arbastatzeko instalazioak

• Lingote ontzietan hustuketa deiturikoa galdaketa• Solidotu ondoren moldeetatik ateratzen dira eta labe berezi

batean (fosa labea) sartzen dira uniformeki hoztu daitezen beraien barnean hausturak agertzea ekidinez.

• Lingoteei forma emateko, berotu eta lehendabizi arbastaketa laminazio trenetik

• Hemendik bi produktu nagusi lortzen dira: xafla edo slab eta laukia edo bloom. Xaflak beroko laminazio tenean sartzen dira bobinetan biltzen diren xafla luzeagoak eta estuagoak lortuz. Laukiak, beste laminazio tren batean sartzen dira eta profil, barra edo antzekoetan bihurtzen dira.

Galdaketa jarraia

Galdaketa, lortu nahi den produktuaren aurreitxura duen molde batetik isurtzen da eta bertikalki ateratzen da. Errodilo batzuen laguntzaz materiala horizontal jartzen da eta orduan bukaerako forma emango dioten beroko laminazio trenetara pasako da.

SLAB

PROFILAK

http://www.apta.com.es/otua/otuaesp.html

Siderurgiako produktuak• Altzairuak

• Altzairuak %0,03 eta %1,76 bitarteko karbonoa duten burdin karbono aleazioak dira. gogortasuna

%C Trakzioari iraunkortasunaZailtasuna

•Tratamendu termikoen bidez erraz aldatzen dira ezaugarri mekanikoak

Altzairua Beste osagai kimikoak ditu?

BAI

EZAltzairu arrunta

Altzairu aleatuak

SAILKAPENA

Altzairu arruntakBurdina+karbonoa

0.1-0.3%C

0.3-0.5%C

0.6<%C

%C Iraunkortasuna trakzioari

• UNE 36 001 altzairua F+4 zenbaki.

1go zenbakiak erabileraren arabera altzairu talde nagusiak

• F1: eraikuntzan erabiltzen diren altzairuak.• F2: altzairu bereziak. Eskaera mekaniko handiak ez dituzten pieza eta objetuetan

erabiltzeko.• F3: altzairu herdoilgaitzak. Korrosioaren aurkako erresistentzi handia dute.• F4: emergentzi altzairuak.• F5: erremintentzako altzairuak. Desgaste aurrean erresistentzi handia eta zailtasun

onekoak.• F6 eta F7: hormigoi armatuan sartzen diren barrak egiteko altzairuak hormigoi

armatuan sartzen diren barrak egiteko altzairuak.• F8: moldaketan erabiltzen diren altzairuak eta galdaketak.• F9: aleazio bereziak.

2.zenbakia azpimultzoak bereizteko erabiltzen da..3. eta 4. zenbakiak altzairuak beraien artean bereizteko erabiltzen dira.

ALTZAIRU ALEATUAK

Ferroaleazioak.Altzairuetan, karbonoaz aparte ezaugarri bereziak ematen dizkioten elementuak

ere ager daitezke:

-Sufreak, hauskortasuna sortzen du-Karbonoak, lehenengo aleatzaileak, gogortasun eta iraunkortasuna ematen dizkio.

-Silizioak, altzairu mota guztietan dagoen elementuak, elastikotasun eta konduktibitate magnetikoa ematen dizkie.

-Manganesoak, hau ere beti dagoen elementua, gogortasun eta higadurarekiko erresistentzia areagotzen ditu.

-Kromoak gogortasuna handitzen du eta bero eta marruskadurarekiko erresistentzia ematen dizkio. Ezinbestekoa da herdoilgaitz bihurtzeko.

-Nikelak, zailtasun, trakzio-esfortzu eta korrosiorekiko iraunkortasuna areagotzen ditu.

-Molibdeno eta banadioak gogortasuna eta beroan duen higidura mekanikoarekiko iraunkortasuna handiagotzen dituzte.

- Wolframioak zail bihurtzen du eta korrosio eta beroarekiko erresistentzia ematen dio altzairuari.

Altzairuaren produktu komertzialak

• Barrak: laukietatik abiatuz hotzean edo beroan egindako laminazioz profil geometriko arruntak (laukiak, borobilak, hirukiak,...) aurkezten dituzten produktuak.

• Profilak: laukietatik abiatuz eta laminazioz egindako profil geometriko bereziak dituzten produktuak.

• Xaflak: xafletatik abiatuz laminazioz lortzen dira. Laminazioa hotzean edo berotan egin daiteke.

– Berotako laminazioa: horrela lortutako xaflak itsasontzien, biltegi eta galdaren eraikuntzan erabiltzen dira.

– Hotzezko laminazioa: beroko laminazio bidez lortutako xaflak giro tenperaturan hotzezko laminazio trenetik pasatzen dira. Lortzen diren xaflak, kotxeak eta etxeko elektrogailuak egiteko erabiltzen dira..

Galdaketak• %1,76 eta % 6,67 bitarteko karbonoa duten burdin-karbono aleazioak dira.. • Oso gogorrak dira baina oso hauskorrak • Ezin dira ez forjatu ezta soldatu ere egin eta horregaitik ezin dira erabili esfortzuak

jasan behar dituzten piezak egiteko.

SAILKAPENA Galdaketa arruntak: burdina, karbonoa eta beste elementu batzuen (silizio,

manganeso, sufre eta fosforo) kopuru txikiak dituztenak.

• Galdaketa zuriak: apurtzen direnean kolore zuria azaltzen dute. Karbonoa zementita bezala agertzen da.. Oso gogorrak baina oso hauskorrak.

• Galdaketa grisak: apurtzen direnean kolore grisa azaltzen dute. Karbonoa grafito bezala agertzen da. Moldeatutako piezak egiteko erabiltzen da.

Aleatutako galdaketak: burdina eta karbonoa izateaz aparte, aleatutako elementuak dituzte (Ni, Cr,Va, Al), galdaketa arruntak baina ezaugarri mekaniko eta kimiko hobeagoak dituzte.

Galdaketa bereziak: galdaketa arruntak oinarri bezala hartuz eta elementu kimikoren bat gehituz edo tratamendu termiko egoki bat emanez, beraien zailtasun eta trakzioarekiko erresistentzia haunditzen da.

Burdinezkoak ez diren material metalikoak• Aleazio astunak Dentsitatea 5kg/dm3 baino handiagoa dutenak: Cu, Sn, Pb, Ni eta Cr.

Kobrea• Brontzeak• Letoiak• Kuproaluminioa• Kupronikela• Alpaka

• Aleazio arinak2 eta 5kg/dm3-ko bitarteko dentsitatea dutenak. Erabilienak: Al eta Ti.

Aluminioa•Aleazio oso arinak

Dentsitatea 2kg/dm3 baina txikiagoa da: Mg eta Be.

Magnesiozkoak

KobreaKobrea naturan, normalean mineralak osatuz aurkitzen da. Gaur egun ustiatzen diren kobre mineralak ondorengoak dira:

– Kobre purua duten mineralak

• Sufredun mineralak: pirita kuprosoa edo kalkopirita eta kalkosina.• Oxidatutako mineralak: kuprita, melakonita eta malakita.

– Ezaugarriak

• Bakarrik azalean oxidatzen da kolore berdea hartuz.• Oso xaflakorra da.• Oso harilkorra da, hari finetan luzatu daiteke.• Bero eta elektrizitatearen oso eroale ona.• Trakzioarekiko erresistentzia 20 eta 45 kg/mm2-koa da.

Kobrea lortzeko prozesua

• BrontzeakKobre eta estainua duten aleazioak dira.

– Brontze arruntak• %5 eta 30 bitarteko estainu kopurua

• Sn gogortasuna handitzen da (kanpaiak…)

– Brontze bereziakBeste elementu batzuekin aleaturik

+P(fosforoa) Engranajeak, kojineteak, balbulak

+Si(Silizioa) Hari elektrikoak egiteko

– Letoi arruntak• %30 eta 55 bitarteko zinka kopurua• Korrosioari iraunkortasun handia

– Letoi bereziak• Beste elementu batzuekin aleaturik– Mn(manganesoa) adibidezTorlojuak, makinetako piezak, karkasak egiteko

erabitzen dira.

•LetoiakKobre eta Zinka duten aleazioak dira.

Kobre eta aluminioz osatutako aleazioak dira. Trakzio eta korrosioarekiko erresistentzi handia dute. Turbinak, itsasontzien helizeak, txanponak, gurpil helikoidalak egiteko erabiltzen da

• AlpakakKobre, nikel, zink eta estainuz osotutako aleazioa.

Meneses zilarra edo zilar alemaniarra izenarekin ezagutzen da. Erlojuen zorroak, bitxi merkeak, goilarak,... egiteko erabiltzen da.

• KupronikelKobre eta nikelezko aleazioak. %40 eta 50 bitarteko nikela

dute. Txanponak, kontaktu elektrikoak egiteko erabiltzen dira.

Kuproaluminioa

Aluminioa• Naturako metal ugariena da, lur azaleko %8-a osatuz. Dena

den, naturan ez da egoera puruan aurkitzen konbinatuta baizik eta 1825. urtera arte ez zen posible izan aluminio purua lortzea.

• Bauxita izeneko mineraletik ateratzen da.

• Ezaugarriak:– Oso arina eta airean herdoilgaitza azalean agertzen zaion oxido geruza

baten ondorioz. Beraz ez du mantenimendurik behar.– Oso xaflakorra eta harilkorra.– Mekanizatzen erreza.– Beroaren eta elektrizitatearen eroale ona.– Kobrea baino eroaletasun txikiagoa izan arren, bere arintasunarengatik

elektrizitatea garraiatzeko erabiltzen da.– Urtze puntua, altzairuaren erdia da gutxigorabehera bere ekoizpena

merkeagoa delarik (birziklatutako materialetik datorrenean).– Zilar kolorekoa

Aluminio tona bat lortzeko, 5 Tn bauxita, 0,25 Tn kare, 0,3 Tn sosa,

0,05 Tn kriolita, 0,5 Tn fuel eta 17.000-24.000 kWh behar dira.

1.-Meatzetatik bauxita ateratzen da, aluminaz (Al2O3) eta Fe2Ox osoturik dago

2.-Errota batean hauts bihurtzen da.

3.-Bauxita hautsa, sosa kaustikoarekin, karearekin eta presiopeko ur lurrinarekin nahasten daAluminio hidroxidoa4.-Dekantazio ontzi batean ondakinak banatzen dira 5.- Hidroxidoa kaltzinatu alumina

6.- Labe batetan, alumina 1200ºC-tara berotzen da hezetasuna kentzeko.

7.- Giro tenperaturara hozten da.

8.- Alumina kriolitan disolbatzen da oxidazioarengandik babesteko 1000ºC-tara eta elektrolisi prozesu baten bidez, aluminioa eta oxigenoa banatzen dira. Lortutako aluminioak, %99,5 eta %99,8 bitarteko purutasuna du. %99,9-ko purutasuna duen aluminioa lortzeko, elektrolisi berri bat egiten da.

Aleazioak

Alniko iman

MagnesioOso arina da, 1´74 kg/dm3-ko dentsitatea du.

Karnalita (magnesio kloruroa), dolomita eta magnesitatik ateratzen da.

EzaugarriakEgoera likidoan edo hauts egoeran oso inflamablea da.• Oso metal arina, xaflakorra eta hariltasun txikikoa.• Aluminioak baino trakzio erresistentzi handiagoa du baina beroa eta

elektrizitatea ez ditu hain ondo eroaten.• Korrosio hezea ez du jasatzen.

Egoera puruan: aplikazio gutxi ditu. Su artifizialak egiteko eta altzairuaren fundizio lantegietan desoxidatzaile bezala.Aleatuta: helize, egitura metalikoak, hegazkinen lurrartze sistemetan.

Erabilerak