CAPITULO 3. Aleaciones no ferrosas

Aluminio y sus aleaciones

El aluminio es el elemento metálico más abundante y siempre se presenta combinado con otros elementos como hierro, oxígeno y silicio. La bauxita, que consiste principalmente en óxidos hidratados de aluminio, es la materia prima más utilizada para la producción del aluminio.

La obtención del aluminio se realiza en dos fases:

1. Separación de la alúmina (Al2O3) de las bauxitas.

2. Reducción de la alúmina disuelta en un baño de criolita (FNa.F3 Al) con cierta cantidad de fundente, por electrólisis con electrodos de carbono.

Características:

a. Metal ligero

b. Densidad de 2,70 g/cm3

c. Punto de fusión 660 oC

d. Buena relación resistencia a peso

e. Buena maleabilidad y ductilidad (formabilidad)

f. Alta resistencia a la corrosión, y

g. Gran conductividad eléctrica y térmica

Aplicaciones: Industria aeronáutica y automotriz

El aluminio puro tiene una resistencia de unos 13 000 lb/pulg2 (90 Mpa), pero puede mejorarse por trabajado en frío y por aleación con elementos como: Cu, Si, Mn, Mg y Fe.

Tratadas en forma térmica se alcanzan resistencias de hasta unos 100 000 lb/pulg2(692 MPa)

Una película de óxido de aluminio lo protege de la corrosión en muchos ambientes. Esta película es bastante estable en soluciones neutras y muchas soluciones ácidas, pero es atacada por los alcalies.

DESIGNACION PARA LAS ALEACIONES DE ALUMINIO.

ALEACIONES FORJADAS. Se designan por cuatro dígitos.

En este sistema el aluminio de 99,00% o más, se designa como una

aleación número 1xxx. En cambio otras aleaciones de Aluminio son

agrupadas por el mayor elemento de aleación, así de acuerdo al

principal elemento de aleación se tienen los siguientes grupos:

Cobre 2XXX

Manganeso 3XXX

Silicio 4XXX

Magnesio 5XXX

Magnesio y silicio 6XXX

Zinc 7XXX

Otros elementos 8XXX

Serie no usada 9XXX

El segundo dígito en el número de aleación indica los límites

de impureza, si el dígito es cero no contiene impurezas, si el

valor es de uno a nueve indica un control especial de una o

más impurezas. Los últimos dos dígitos en la serie 1xxx

expresa el valor en decimas y centésimas del porcentaje de

aluminio (Ejemplo aleación 1060 = 99,60 % de Aluminio)

En las series dos hasta la nueve los segundo dos dígitos no

tienen ningún significado en especial, solo sirve para identificar

las diferentes aleaciones de aluminio en el grupo.

Tratamiento térmico (Temple de precipitación)

1. Calentamiento de la pieza a una temperatura que permita entrar en disolución el elemento de aleación y luego enfriar rápidamente para que dicho elemento no llegue a precipitar (solución sobresaturada inestable)

2. Proceso de envejecimiento (maduración) donde ocurre la precipitación de componentes endurecedores

Ejemplos:

1100-0 Aluminio de 99 % de pureza-recocido

2017-T4 Aleación aluminio-cobre, sometida a un temple de precipitación

y envejecimiento artificial hasta la condición estable.

3003-H18 Aleación aluminio-manganeso, endurecida por trabajado en

frío hasta su grado máximo

3003-H24 Aleación aluminio-manganeso, endurecido por trabajado en

frío y parcialmente recocido

5052-H32 Aleación Al-Mg, endurecida por deformación en frío y

estabilizada

7075-T8 Aleación aluminio-zinc, sometida a un temple de precipitación,

seguido de trabajo de deformación en frío y posterior envejecimiento

artificial.

Aleaciones de aluminio de forja

A. Aleaciones Al – CU (Serie 2XXX)

2014 (0.8 % Si, 4.4 % Cu, 0.8 % Mn y 0.4 % Mg )

2017 (0.8 % Si, 4.0 % Cu, 0.5 % Mn, 0.5 % Mg y 0.1 % Cr)

2024 (0.5 % Si, 4.5 % Cu, 0.6 % Mn, 1.5 % Mg y 0.1 % Cr)

Tratables térmicamente, buena ductilidad y alta resistencia a la tensión. Estructuras para aviones, remaches para aviones, ferretería, ruedas para camión

2218 (0.2 % Si, 4.0 % Cu, 1.5 % Mg y 2.0 % Ni ) Aplicaciones a altas temperaturas, como pistones forjados

B. Aleaciones Al – Mn (Serie 3XXX)

3003 (0.6 % Si y 1.2 % Mn) (No aleaciones fundidas)

No tratables, buena formabilidad, gran resistencia a la corrosión y buena soldabilidad. Equipo de manejo y almacenamiento de alimentos y sustancias químicas, tanques para gasolina y aceite, y recipientes para altas presiones.

C. Aleaciones Al – Si (Serie 4XXX)

4032 (12.5 % Si, 0.90 % Cu, 1.0 % Mg y 0.90 % Ni)

Resistencia a la corrosión y bajo coeficiente de expansión térmica. Pistones forjados para automóviles

termoplásticos

D. Aleaciones Al – Mg (Serie 5XXX)

5005 (0.4 % Si y 0,8 % Mg )5050 (0.4 % Si y 1,2 % Mg )5052 (2.5 % Mg y 0.25 % Cr )5083 (0.7 % Mn y 4.5 % Mg )

Buena soldabilidad, resistencia a la corrosión y moderada resistencia en general. Piezas extruídas, tubería y conductos de gas y aceite para autos y aviones, aplicaciones marinas y estructuras soldadas.

E. Aleaciones Al – Si – Mg (Serie 6XXX)

6061 (0.6 % Si, 0.25 % Cu, 1 % Mg y 0.25 % Zn)

6063 (0.4 % Si, 0.10 % Cu, 0.10 % Mn, 0.70 % Mg, 0.10 % Cr, 0.10 % Zn)

Excelente resistencia a la corrosión, se pueden trabajar más que otras y tratables térmicamente. Mallas de refuerzo para pistas de aterrizaje, canoas, tubería para aspiradora, pasamanos para puentes y aplicaciones arquitectónicas.

F. Aleaciones Al – Zn (Serie 7XXX)

7075 (5.5 % Zn, 2.25 % Mg y 1,5 % Cu)

7079 (4.3 % Zn, 3.30 % Mg y 0,6 % Cu)

7178 (6.8 % Zn, 2.70 % Mg y 2,0 % Cu)

Alta resistencia mecánica y buena resistencia a la corrosión. Piezas de estructuras de aviones

Aleaciones de aluminio para fundición

Las aleaciones para fundición se han desarrollado para que tengan cualidades de colado (fluidez y fácil alimentación), así como buenas propiedades como resistencia, ductilidad y resistencia a la corrosión. Sus composiciones químicas difieren mucho de las aleaciones de aluminio para forja.

El silicio en el intervalo entre 5 y 12 % es el elemento de aleación más importante en las aleaciones de aluminio para fundición puesto que aumenta la fluidez del metal fundido y su facilidad para alimentar el molde.

La adición del magnesio en un intervalo entre 0,3 y 1 % da lugar a un aumento de resistencia, principalmente por precipitación mediante tratamiento térmico.

El cobre en un rango entre 1 y 4 % se añade a veces a algunas aleaciones de aluminio para fundición para aumentar resistencia, particularmente a elevadas temperaturas.

Otros elementos de aleación como Zinc, Estaño, Titanio y Cromo pueden incorporarse a algunas aleaciones de aluminio para fundición.

En algunos casos, si la velocidad de enfriamiento de la pieza en el molde es suficientemente rápida, se puede obtener una aleación tratable térmicamente en condiciones de sobresaturación

Las aleaciones de aluminio normalmente se moldean mediante uno de tres procesos: fundición en arena, fundición en molde permanente y fundición en coquilla (moldes metálicos y colado bajo presión)

Ejemplos:

355,0 (5 Si, 1,2 Cu y 0,5 Mg). Carcasas de bombas, cárter, piezas de aviones.

356,0 (7 Si y 0,3 Mg ). Cajas de transmisión, cajas de cambio de camiones, ruedas de camiones.

332,0 (9,5 Si, 3 Cu y 1 Mg). Pistones de automóviles

413,0 (12 Si y 2 Fe). Piezas fundidas grandes y complicadas

Aplicaciones: piezas para aviones, cuerpos de válvulas,

piezas ajustadas a presión, ruedas, cajas, cabezas de

cilindros, camisas de agua, cajas de cambio de

automóviles, motores monobloc, bombas, poleas,

zapatas de freno, pistones de automóvil

Magnesio y sus aleaciones

El magnesio ocupa el quinto lugar en abundancia.

Los principales minerales de magnesio son la dolomita(CO3Mg. CO3Ca) y la magnesita (CO3Mg). Ambos minerales se emplean calcinados como material refractario, por su elevado punto de fusión.

Además, el magnesio se encuentra en el agua de mar (11 %), de donde se extraen industrialmente.

Características:

Metal ligeroDensidad de 1,74 g/cm3

Punto de fusión 650 oCAlta relación resistencia a pesoFacilidad de maquinabilidadNo muy buena resistencia a la corrosión

Aplicaciones: Se utiliza como elemento de aleación en Al, Zn, Pb y otras aleaciones no ferrosas

Según La ASTM se designan por dos letras que representan los elementos principales de aleación, seguidas por sus porcentajes redondeados respectivos de composición.

Ejemplo:

AZ92A, La primera A representa que tiene aproximadamente 9 % de Al, 2 % de Zn y la última A que es la primera aleación que mereció esta designación

Es uno de los menos ligeros, no tiene gran resistencia

debido a su poco peso, no resiste temperaturas elevadas

y su punto de fluencia se reduce notablemente con la

temperatura.

Es uno de los menos resistentes a la corrosión, pero más

resistente que el aluminio a los alcalies.

Ánodos de sacrificio y celdas de baterías secas

Aleados son sensibles a la corrosión bajo tensión y

corrosión por erosión. Es atacado por más ácidos

orgánicos e inorgánicos excepto el crómico y el

fluorhídrico

A Aluminio F Hierro M Manganeso S Silicio

B Bismuto G Magnesio N Níquel T Estaño

C Cobre H Torio P Plomo Y Antimonio

D Cadmio K Zirconio Q Plata Z Zinc

E Tierras raras L Berilio R Cromo

Letras que representan los elementos de aleación

Entre sus múltiples aplicaciones está su uso como

desoxidante para el cobre, el latón y aleaciones de níquel.

También se añade a varias aleaciones de aluminio. Es la base

de aleaciones duras y ligeras utilizadas en la industria

automóvil y aeronáutica (motores). Se han investigado

aleaciones con zirconio y torio para la construcción de

aviones.

Su extremadamente baja densidad (1,74 g/cm3), incluso

menor al aluminio (2,70 g/cm3), le otorga importantes ventajas

en el campo de las Aleaciones Ligeras donde generalmente se

encuentra aleado con aluminio, manganeso, cobre, litio, cinc,

circonio y elementos lantánidos.

Estas aleaciones poseen además, adecuadas características

de mecanización, fabricación, empleándose en diversas

piezas con aplicaciones aeronáuticas y automotrices.

Algunos ejemplos de piezas en vehículos livianos son

válvulas y engranajes de distribución, bridas, bastidores de

cajas de transmisión y embragues, radiadores, accesos de

lámparas, carcazas de motores de limpiaparabrisas y varias

partes de reguladores interiores; en Aeronáutica, las

aleaciones base magnesio son ampliamente empleadas en

cajas de cambios al igual que en vehículos de carrera.

Caja de cambios para un

helicóptero hecha de una aleación

de magnesio

Especificación de las aleaciones de magnesio

Las aleaciones de magnesio son designadas por un sistema establecido por la

A.S.T.M. (Sociedad Americana para el Ensayo de Materiales).

Las primeras dos letras de la designación identifican los dos elementos aleantes

presentes en mayor cantidad. Las letras son ordenadas en forma decreciente

según porcentajes, o alfabéticamente si los elementos se encuentran en igual

proporción. Las letras son seguidas de sus respectivos porcentajes redondeados a

números enteros, seguidos por una letra final de serie. Esta letra de serie indica

alguna variación en composición de algún constituyente aleante menor, o

impurezas.

Las letras que designan los constituyentes aleantes más comunes son:

A: Aluminio E: Tierras raras H: Torio

K: Circonio L: Litio M: Manganeso

Q: Plata S: Silicio Z: Zinc

Por ejemplo, la aleación de magnesio AZ31B contiene 3% de aluminio (código de

letra A) y 1% de zinc (código de letra Z).

Aplicaciones:

En torno al 90 % del magnesio se emplea en forma no

metálica, para la obtención de productos químicos y

refractarios. Del resto, la mayoria se usa como elemento

de aleación (con Al, principalmente) o como agente

inoculante para la formación de fundiciones esferoidales

de Fe.

Otras aplicaciones son como agente reductor en procesos

de obtención de otros metales, en protección catódica

(como ánodo de sacrificio), desulfurante de aceros.

En cuanto a las aleaciones de magnesio, dado su poco peso

y la excelente relación resistencia/peso, alcanzan cada día

mejor lugar reemplazando a metales y plásticos como

material estructural.

Su uso se está ampliando en las industrias del automóvil y

aeroespacial, en la fabricación de componentes de

maquinaria que trabajan a alta velocidad, equipos de

manipulación, informática, herramientas, siempre y cuando

el entorno o la presencia de otros materiales con los que

pueda formar un par galvánico, no provoque la corrosión.

Cobre y sus aleaciones

La mayor parte del cobre se extrae de minerales que contienen sulfuros de cobre y hierro. La obtención del cobre se realiza por dos métodos fundamentales, que se denominan vía seca (minerales concentración mínima 10 %) y vía húmeda (minerales concentración entre 3 y 10 %)

Materias primas

El cobre se extrae de los minerales:

• Sulfuros: pirita, calcopirita y calcosina

• Óxidos: Cuprita

• carbonatos: Malaquita y azurita

Vía seca. Consiste en la concentración del mineral por

concentración, eliminación del hierro por tostación

incompleta, oxidación de la mata en convertidores para

eliminar el hierro que resta, el afino del cobre en hornos de

reverbero por oxidación y reducción y finalmente el afino por

electrólisis.

Vía húmeda. Consiste en la disolución en ácido sulfúrico de

los minerales oxidados hasta obtener sulfato de cobre.

Precipitación del cobre de la solución obtenida y separación

electrolítica, utilizando como ánodo plomo o grafito.

Características:

Densidad de 8,96 g/cm3

Punto de fusión 1083 oCAlta conductividad eléctrica y térmicaBuena maleabilidad y ductilidad (formabilidad)Buena maquinabilidadBuena resistencia a la corrosión, yResistencia mecánica cuando está aleado

Aplicaciones: Conductores eléctricos y piezas eléctricas (99,9 % Cu), aleado para radiadores y empaques de autos, pernos y tornillos

PROPIEDADES QUIMICAS DEL COBRE

El cobre puede ser considerado como metal noble, después del platino, el oro y la plata. Por lo tanto, resiste atmósfera, agua limpia y muchos agentes químicos. Al igual que sucede con otros metales, son peligrosos para el, la acción de los ácidos oxidantes, el amoníaco y sus derivados (acetileno y otros).

Estas propiedades pueden resumirse en lo siguiente: El cobre, químicamente, es resistente a los agentes atmosféricos, y no se corroe fácilmente, a temperaturas normales.

Latones. Aleaciones de Cu y Zinc. Con pequeñas cantidades de otros elementos como Pb, Sn o Al

Latones , contienen hasta un 36 % de Zinc

a1. Latones amarillos con 20 a 36 % de Zinc

Combinan resistencia con alta ductilidad, adecuados para operaciones de trabajo en frío. Están sujetos a la corrosión por erosión, corrosión intergranular y decincificación.

Paneles para radiadores, tanques, aditamentos para lámparas, accesorios de plomería, engranes, partes de relojes, remaches y llaves

a2. Latones rojos con 5 a 20 % de Zinc

Mejor resistencia a la corrosión que los amarillos

Monedas, cápsulas de fulminantes, joyería de fantasía,

ferretería marina, tubos para intercambiadores de calor y

condensadores.

b. Latones +

Contienen de 36 a 46 % de Zn, constan de dos fases.

Adecuadas para trabajos en caliente por ser la fase dura y frágil a temperatura ambiente

El metal muntz (60 Cu- 40 Zn) endurecible por precipitación

Cubiertas de barcos, vástagos de válvulas, bielas, tubos de condensadores, ejes para propelas, discos de embrague, piezas forjadas y extruidas, varillas para soldadura de latón y aplicaciones arquitectónicas.

Bronces

Aleación de cobre con elementos diferentes al Zn, mejores características que los latones

a. Bronces al estaño (Bronce fosforoso)

Contienen de 1 a 11 % de Sn y de 0,01 a 0,5 % de P

Tenacidad, alta resistencia a la corrosión y bajo coeficiente de fricción.

Bocines, ejes, respaldos o tapas de cojinetes, arandelas de sujeción, cojinetes múltiples, manguitos de bombas, discos de embrague, diafragmas y resortes

Bronces al silicio

Contienen hasta un 4 % de Si

Son las aleaciones de cobre más fuertes endurecibles por trabajado (propiedades comparables a los aceros de carbono medio)

Resistencia a la corrosión comparable a la del cobre

Tanques, recipientes de presión, construcción marina y conductos hidráulicos sujetos a presión

Bronces al aluminio

Contienen de 4 al 11 % de Al y otros elementos en pequeñas cantidades como: Fe, Ni, Mn y Si para mejorar resistencia

Aleaciones unifásicas (hasta 7,5 % Al). Buenas propiedades de trabajado en frío, resistencia a la corrosión atmosférica y al agua.

Tubos para condensadores, recipientes, tuercas, tornillos y cubiertas en aplicaciones marinas

Aleaciones bifásicas ( 7,5 al 11 % Al). Pueden ser tratadas térmicamente y se obtiene una estructura acicular parecida a la martensita (Temple y revenido)

Engranajes, ejes motrices, aletas, partes de bombas, cojinetes, bujes, herramientas que no producen chispa y dados para estiramiento

d. Bronces al berilio

Contienen hasta 1,29 % de Be y de 0,20 a 0,30 % de Co.

Formabilidad, alta resistencia a la fluencia, mediana resistencia a la fatiga, alta conductividad eléctrica y resistencia a la corrosión

Diafragmas, puentes de contacto, instrumentos quirúrgicos, pernos, tornillos, troqueles, y herramientas

3. Cuproniqueles

Contienen hasta 30 % de Ni, son aleaciones de una sola fase. No son tratables térmicamente y se endurecen por trabajado en frío

Alta resistencia a la corrosión por fatiga y resistencia al agua de mar.

Tubos de condensadores, destilerías, evaporadores e intercambiadores de calor para recipientes navales y plantas de energía costeras.

Latón al níquel (plata níquel) (ALPACAS)

Contienen de 50 a 70 % de Cu, 5 a 30 % de Ni y 5 a 40 % de Zn.

Los que contienen más del 60 % de Cu son aleaciones de una sola fase. Son dúctiles y se trabajan en frío

Remaches, tornillos, cierres de cremallera, joyería de fantasía, placas para grabar y discos sintonizadores

Los que contienen del 50 al 60 % son aleaciones bifásicas. Tienen un módulo de elasticidad alto y se trabajan en caliente

Resortes, contactos telefónicos, alambres par resistencias, ferretería, equipo quirúrgico y dental

Plomo y sus aleaciones

El plomo se encuentra en la naturaleza, principalmente en

forma de sulfuro de plomo (SPb), constituyendo un mineral

que se denomina Galena

Película protectora consistente de sulfatos, óxidos y fosfatos

mediante polimerización por condensación

Características:

Alta densidad (11,36 gr/cm3)

Bajo punto de fusión 325 oC

Suavidad y maleabilidad

Baja resistencia mecánica

Alta resistencia a la corrosión

Propiedades de lubricación

Baja conductividad eléctrica

Aplicaciones: Acumuladores eléctricos, antidetonante de la

gasolina, elemento de aleación (aceros, bronces, latones y

aleaciones antifricción), manufactura de pinturas (óxido de

plomo) y blindaje contra la radiación.

Resistente a los ácidos sulfúrico, crómico, fluorhídrico y

fosfórico (equipamiento de procesos químicos)

Aleaciones:

Sb y Sn son los elementos de aleación más comunes,

aumentan la temperatura de recristalización, dureza y

resistencia

Aplicaciones: Tipos de imprenta ( Pb-Sn-Sb), soldaduras

suaves (Pb-Sn), placas de acumuladores eléctricos (Pb-Sb),

fusibles eléctricos ( Pb-Bi-Sn-Cd) y babbits (Pb-Sn-Sb)

Estaño y sus aleaciones

El estaño se encuentra en la naturaleza, principalmente en

forma de óxido de estaño (SnO2), constituyendo un mineral

denominado casiterita.

Características:

Densidad 7,29 gr/cm3

Bajo punto de fusión 231,9 oC

Suavidad y buenas propiedades de lubricación

Resistencia a la corrosión

Obtención

El estaño se obtiene del mineral casiterita (óxido de estaño

(IV))en donde se presenta como óxido. y también en el

cobre.

Dicho mineral se muele y se enriquece en dióxido de estaño

por flotación, después se tuesta y se calienta con coque en

un horno de reverbero con lo cual se obtiene el metal.

Aplicaciones

Se usa como revestimiento protector del cobre del hierro y de

diversos metales usados en la fabricación de latas de conserva.

Su uso también es de disminuir la fragilidad del vidrio.

Los compuestos de estaño se usan para fungicidas, tintes,

dentífricos (SnF2) y pigmentos.

Se usa para hacer bronce, aleación de estaño y cobre.

Se usa para la soldadura blanda, aleado con plomo.

Se usa en las aleaciones antifricción babbits (Sn-Sb-Cu)

Babbits: metal antifricción

Metal Babbit es un término genérico que se usa para

designar la aleación antifricción de bajo punto de fusión, es

decir se funden como superficies de cojinete o apoyo en

tapas o respaldos de acero, bronce o hierro fundido.

Los Babbits tienen excelente capacidad embebedora (o

sea de encerrar o enclavar dentro de sí las partículas

extrañas) y conformabilidad (capacidad para deformación

plástica y compensar las irregularidades en el cojinete).

Se usa en aleación con plomo para fabricar la lámina de los

tubos de los órganos musicales.

Recubrimiento de acero.

Se usa como material de aporte en soldadura blanda con cautín,

bien puro o aleado.

El estaño también se utiliza en la industria de la cerámica para

la fabricación de los esmaltes cerámicos.

Níquel y sus aleaciones

Buena resistencia a la corrosión y a la oxidación, buena

formabilidad, buenas propiedades mecánicas, tenacidad y

ductilidad.

Aproximadamente el 65% del níquel se emplea en la

fabricación de acero inoxidable austenítico y otro 12% en

superaleaciones de níquel. El restante 23% se reparte entre

otras aleaciones (cupro-niquel), baterías recargables,

catálisis, acuñación de moneda, recubrimientos metálicos y

fundición.

Alnico, aleación para imanes.

Sus buenas propiedades mecánicas, buena capacidad de

deformación en frío, gran tenacidad, alta resistencia al calor,

resistencia a la oxidación a altas temperaturas, así como una

buena resistencia a la corrosión por muchos agentes

químicos, han hecho que el níquel y sus aleaciones

encuentren aplicación creciente en todas las ramas de la

industria.

Las aleaciones de níquel han solucionado problemas de

corrosión y buenos valores de resistencia mecánica a alta

temperatura en dónde para tales condiciones, los aceros

inoxidables resultan inadecuados.

El níquel y sus aleaciones se pueden soldar por todos los

procesos de soldadura conocidos en las condiciones

apropiadas Sin embargo, debido a la gran afinidad de este

metal por los gases atmosféricos y aquellos provenientes de

la descomposición de residuos orgánicos, conviene limpiar la

zona a unir; eliminar toda traza de grasa, aceite, pintura y

película de óxido y soldar las aleaciones de níquel en estado

recocido para evitar fisuras.

Aleaciones níquel- cobre

Monel. Resistencia a los ácidos, álcalis, salmueras, aguas y

productos alimenticios. Mejores propiedades mecánicas que

los bronces y latones, pero menores que los aceros aleados.

Aleaciones níquel-silicio-cobre

Hastelloy D. Excelente resistencia al ácido sulfúrico

concentrado a elevadas temperaturas. Evaporadores

recipientes para reacción, ductos, tuberías y accesorios en la

industria química.

Aleaciones níquel-cromo-hierro

Inconel. Resistencia a la corrosión y oxidación, alta

resistencia y tenacidad. Equipos para procesamiento de

alimentos, múltiples de escape y calentadores de motores de

avión, recipientes de nitruración y carburación

Aleaciones níquel-molibdeno-hierro

Hastelloy A y B. Alta resistencia a la corrosión por los ácidos

clorhídrico, fosfórico y otros no oxidantes. Industria química

para manejar, transportar y almacenar ácidos y otros

corrosivos.

Aleaciones níquel-cromo-molibdeno-hierro

Hastelloy C. Alta resistencia a la corrosión por ácidos

oxidantes, como el nítrico, crómico y sulfúrico. Buenas

propiedades a altas temperaturas (1050 oC).

Industria química, partes de bombas y válvulas,

inyectores a chorro, tubos de escape de motores de

propulsión, alabes de turbinas y aplicaciones similares.

Aleaciones níquel-cromo-molibdeno-cobre

Illium. Resistencia a los ácidos sulfúrico y nítrico en un

amplio intervalo de condiciones de concentración y

exposición.

Cojinetes de impulso y rotativos, piezas de bombas y

válvulas de alta dureza en medios corrosivos.

Aleaciones níquel-hierro-cromo

Incoloy. Elevada resistencia a la corrosión y oxidación

Equipos de tratamientos térmicos e intercambiadores

de calor para la industria química, petroquímica y

nuclear.

Hastelloy C276 es una superaleación de níquel-molibdeno-

cromo con adición de tungsteno diseñado para tener una

excelente resistencia a la corrosión en un rango amplio de

ambientes severos.

El alto contenido de níquel y de molibdeno hacen que este

acero de aleación de níquel sea especialmente resistente a la

picadura y a la corrosión de rendija en ambientes de

reducción, mientras que el cromo lo hace resistente a medios

oxidantes.

¿En cuáles aplicaciones es usado Hastelloy C276?

Ductos, apagadores, depuradores, torre de gas para

recalentadores, ventiladores y mangueras para ventiladores

para el control de polución.

Tubos para gas en sistemas de desulfurización.

Componentes para procesos químicos como

intercambiadores de calor, recipientes de reacción,

evaporadores, y tubería de transferencia.

Pozos de gas amargo.

Producción de pulpa y papel.

Tratamiento de desechos.

Equipos farmacéuticos y de procesamiento de alimentos.

Las aleaciones base níquel, especialmente las

superaleaciones, tienen aplicaciones en industrias tan

estratégicas como el automóvil, aeronáutica, aeroespacial,

química y generación de energía.

En la mayoría de los casos, estas aleaciones hacen valer su

excelente comportamiento mecánico a elevadas

temperaturas, por encima del rango de utilización de los

aceros.

Las superaleaciones base níquel, además, pueden alcanzar

elevadas propiedades mecánicas gracias a que son tratables

térmicamente y un excelente comportamiento a corrosión.

El níquel y las aleaciones de níquel se utilizan en una amplia

variedad de aplicaciones:

Aplicaciones aeroespaciales y de defensa

Turbinas de gas aeronáuticas

Plantas motrices de turbinas de vapor

Aplicaciones médicas

Sistemas de centrales nucleares

Industrias químicas y petroquímicas

Zinc y sus aleaciones

El Zinc se encuentra en la naturaleza en su mayor parte en

forma de sulfuro (SZn), mineral denominado Blenda.

Características:

Bajo punto de fusión

Baja resistencia a la corrosión

Más anódico que el acero

Aplicaciones: Galvanizado, ánodos de sacrificio, pinturas,

cemento dental, pinturas y esmaltes (óxido de Zinc)

El metal se usa principalmente como capa protectora o

galvanizador para el hierro y el acero, y como componente

de distintas aleaciones, especialmente del latón. También

se utiliza en las placas de las pilas (baterías) eléctricas

secas, y en las fundiciones a troquel. El óxido de cinc,

conocido como cinc blanco, se usa como pigmento en

pintura.

El cloruro de cinc se usa para preservar la madera y como

fluido soldador. El sulfuro de cinc es útil en aplicaciones

relacionadas con la electroluminescencia, la

fotoconductividad, la semiconductividad y otros usos

electrónicos; se utiliza en los tubos de las pantallas de

televisión y en los recubrimientos fluorescentes.

Aleaciones:

Zamak-3(ASTM AG40A) 3,5-4,3 Al, 0,03-0,08 Mg y 0 –0,15

máx Cu. Ductilidad ligeramente mayor

Zamak-5 (ASTM AC41A) 3,5-4,3 Al, 0,03-0,08 Mg y 0,75-

1,25 Cu. Más dura y fuerte

Aplicaciones: Partes de autos, utensilios domésticos,

candados, juguetes y artículos de novedad.

Aplicaciones

La principal aplicación del zinc —cerca del 50% del consumo

anual— es el galvanizado del acero para protegerlo de la

corrosión, protección efectiva incluso cuando se agrieta el

recubrimiento ya que el zinc actúa como ánodo de sacrificio.

Otros usos incluyen:

•Baterías de Zn-AgO usadas en la industria aeroespacial para

misiles y cápsulas espaciales por su óptimo rendimiento por

unidad de peso y baterías zinc-aire para computadoras

portátiles.

•Piezas de fundición inyectada en la industria de automoción.

•Metalurgia de metales preciosos y eliminación de la plata del

plomo.

Titanio y sus aleaciones.

Es maquinable, maleable y dúctil. Gran tenacidad y muy

resistente. Permite la fabricación de piezas por fundición y

moldeo. Material soldable.

Permite varias clases de tratamientos tanto termoquímicos

como superficiales. Puede mantener una alta memoria de

su forma.

Resistente a la corrosión a todos los ambientes naturales

(aguas, suelo y atmósfera), debido a la formación de una

película de TiO2, resistente hasta 537oC

Afinidad con los gases hidrógeno, nitrógeno y oxígeno que

fragilizan al titanio. Fusión y soldeo en atmósferas inertes.

Metalurgia del titanio: El método Kroll

El titanio no se encuentra libre en la naturaleza, los minerales

que muestran una mayor concentración de este metal son el

rutilo (TiO2) y la ilmenita(FeO•TiO2), además de la anatasa y la

brookita (ambas son también TiO2).

Para obtener titanio puro, a partir de los minerales que lo

contienen se utiliza mayoritariamente el llamado Método de

Kroll, que consiste en la reducción de tetracloruro de titanio

con magnesio, en una atmósfera de argón que impide su

oxidación.

El proceso es el siguiente:

•Obtención de tetracloruro de titanio por cloración a 800 °C, en

presencia de carbono, según la reacción:

2 FeTiO3 + 7 Cl2 + 6 C → 2 TiCl4 + 2 FeCl3 + 6 CO

•Se reduce el TiCl4 con magnesio o sodio molido en atmósfera

inerte según:

•Si se utiliza el Sodio (Na) en el proceso se producen la

siguiente reacción:

TiCl4 + 4 Na → 4NaCl + Ti

•Si se utiliza el Magnesio (Mg) para purificarlo se produce la

siguiente reacción:

TiCl4 + 2 Mg → Ti + 2 MgCl22

Aplicaciones del titanio puro donde se requiere alta

ductilidad para la fabricación pero poca resistencia, como

tuberías para procesos químicos, válvulas y tanques,

paredes cortafuegos para aviones y tubos de escape.

Resistencia sobresaliente al agua salada y otras

soluciones con cloro, hipocloritos y cloro húmedo, y al

ácido nítrico.

Aleaciones de titanio

El agregar elementos de aleación al titanio, cambia la

temperatura de transformación de alfa a beta. Es práctica común

referirse a los elementos de aleación como estabilizadores de

alfa o beta.

El aluminio es un estabilizador alfa. El cromo, el molibdeno, el

vanadio, el magnesio y el hierro son importantes estabilizadores

beta.

Los sistemas de aleación Ti-Mo y Ti-V muestran completa

solubilidad sólida, formando la solución sólida beta sobre todo el

intervalo.

El campo de fase alfa es severamente restringido, con su

máxima extensión de 1.8 % de Mo y 3.5 % de V.

Las relativas cantidades de estabilizadores alfa y beta en una

aleación, además del tratamiento térmico, determinan si su

microestructura es predominantemente alfa unifásica, una

mezcla de alfa y beta, o la fase única beta sobre el intervalo útil

de la temperatura.

Las especificaciones ASTM (American Society for Testing

and Materials) clasifican las diferentes presentaciones del

titanio. Los más utilizados son los siguientes:

Ti grado 1, 2, 3 y 4 incluyen el llamado titanio puro con una

composición superior al 99% de Ti.

Ti grado 5 y 9 son aleaciones resistentes a la corrosión y un

resistencia mecánica media.

Ti grado 7, 11 y 12 son aleaciones muy resistentes a la

corrosión.

La aleación Ti Beta-C es una aleación muy resistente a la

corrosión y a la temperatura.

Ti grado 2, tiene la siguiente composición química:

TiFe(0,25-0,30) Es conocido como titanio comercial puro.

Tiene una resistencia a la tracción de 345 MPa, un límite

elástico de 275 MPa, una ductilidad del 20% una dureza de

82 HRB, se puede soldar y una resistencia eléctrica de 0,56

(μΩm). Sus principales aplicaciones son campos donde se

requiere resistencia a la corrosión y conformabilidad como

las tuberías, intercambiadores de calor, etc.

Ti grado 5, conocido como Ti6Al4V, tiene un porcentaje del

6% de aluminio y un 4% de vanadio. Es la aleación de titanio

más utilizada, sobre todo en el campo de la aeronáutica y en

otros, como el de la biomedicina o la estomatología.

Tiene una resistencia a la tracción de 896 MPa, un límite

elástico de 827 MPa, una ductilidad del 10% una dureza de

33 HRB una soldabilidad muy buena y una resistividad

eléctrica de 1,67 (μΩm). Sus aplicaciones son donde se

requiera alta resistencia mecánica y altas temperaturas (

Tornillería y piezas forjadas).

Ti grado 19, tiene la siguiente composición química

Ti3Al8V6Cr4Zr4Mo (Beta-C) Tiene una resistencia a la tracción

de 793 MPa, un límite elástico de 759 MPa una ductilidad de

15% una dureza de 45 HRB una soldabilidad regular y una

resistividad de 1,55 (μΩm). Sus aplicaciones son donde se

requiera alta resistencia a la corrosión y a la temperatura

((Aplicaciones marinas y motores de aviones).

Ti6246 Tiene la siguiente composición química:

Ti6Al2Sn4Zr6Mo, Tiene una resistencia a la tracción de 1172

Mpa, un límite elástico de 1103 Mpa una ductilidad del 10%

una dureza de 39 HRB una soldabilidad limitada y una

resistividad eléctrica de 2 (μΩm) Sus aplicaciones son donde

se requiera alta resistencia mecánica obtenida por temple.

Aplicaciones:

Dada su baja densidad y sus altas prestaciones mecánicas,

se emplea mayoritariamente en la fabricación de estructuras

y elementos de máquinas en aeronáutica (aviones, cohetes,

misiles, satélites de comunicaciones, etc.). Normalmente se

suele emplear aleado con el 8 % de aluminio. Para mejorar

las propiedades físicas, se le suele alear también con cromo,

vanadio y molibdeno.

Se emplea también en la fabricación de herramientas de

corte (nitrato de titanio), en la construcción de aletas para

turbinas (carburo de titanio), así como, en forma de óxido y

pulverizado, para la fabricación de pinturas antioxidantes.

Ejemplo de piezas forjadas pueden ser las siguientes:

Bielas de motores de automóviles de competición

Prótesis e implantes médicos

Cabezas de palos de golf

Turbinas de turbo-compresores

Accesorios para tuberías para cabeceros de cama o

elementos decorativos como figuras de adorno

La fundición de piezas de titanio se realiza cuando se trata de

piezas de diseño complejo que hace difícil el forjado o

mecanizado de las mismas. Hay muchas aplicaciones donde

se utilizan piezas fundidas desde piezas muy voluminosas

hasta piezas muy pequeñas de aplicaciones biomédicas.

En el desarrollo de las diferentes prótesis óseas y dentales se

recurre a la fundición de los componentes en hornos muy

sofisticados para obtener una gran precisión y calidad de las

piezas fundidas, a partir de los moldes adecuados.

Debido a la afinidad del titanio líquido por el oxígeno,

nitrógeno e hidrógeno, así como la reactividad con los crisoles

y moldes metálicos, se requiere que la fusión sea al vacío y en

crisoles de grafito.

Las propiedades mecánicas de las piezas de fundición son

muy similares a las de las piezas forjadas y del titanio en

general.

Metales refractarios

Son aquellos que tienen un alto punto de fusión mayor que

el hierro y el acero Cb (2468 oC), Mo (2610 oC), Tl (2996 oC), W (3410 oC), Zr (1852 oC) y Cr (1875 C)

Se producen por el método de metalurgia de polvos o de

fundición por arco eléctrico y bombardeo electrónico en

vacío

Características:

Alto punto de fusión

Baja resistencia a la oxidación a altas temperaturas

Se conforman por metalurgia de polvos o fusión por arco

eléctrico o bombardeo electrónico en vació

Aplicaciones:

Piezas y partes que trabajan a temperaturas de 1500 a 2500 oC, con recubrimientos protectores resistentes a estas

condiciones. Se emplean en la construcción de cohetes, naves

espaciales y reactores atómicos

MOLIBDENO

El molibdeno es un metal de transición. Este metal puro es de

color blanco plateado y muy duro; además, tiene uno de los

puntos de fusión más altos de entre todos los elementos. Un

elevado modulo de elasticidad, buena resistencia al choque

térmico, buena conductividad eléctrica y térmica.

Producción: la fuente principal de molibdeno es el mineral

Molibdenita (disulfuro de molibdeno). El mineral primero es

procesado y concentrado; posteriormente es reducido mediante

reacción con el Oxígeno y después con el Hidrogeno.

Aplicaciones:

En pequeñas cantidades, se emplea en distintas aleaciones

de acero para endurecerlo o hacerlo más resistente a la

corrosión (Aceros de herramientas y aceros inoxidables.

El molibdeno se utiliza en aleaciones de alta resistencia y

que soporten temperaturas y corrosiones sumamente altas.

Estas aleaciones se usan en la construcción y en piezas de

aviones y automóviles.

El molibdeno se usa como catalizador en la industria

petrolera. El 99Mo se emplea en la industria de isótopos

nucleares.

Se emplea en distintos pigmentos (con un color anaranjado),

para pinturas, tintes, plásticos y compuestos de caucho.

El disulfuro de molibdeno (MoS2) es un buen lubricante por sí

mismo y brinda propiedades de tolerancia de presiones

extremas a los lubricantes al reaccionar con el metal.

El molibdeno se emplea en determinadas aplicaciones

electrónicas, como en las capas de metal conductoras en los

transistores TFT(Thin Film Transistor).

CROMO

El cromo es un metal de transición duro, frágil, gris acerado y

brillante. Es muy resistente frente a la corrosión.

El cromo se utiliza principalmente en metalurgia para aportar

resistencia a la corrosión y un acabado brillante. En

aleaciones, por ejemplo, el acero inoxidable es aquel que

contiene más de un 12% en cromo. Además tiene un efecto

alfágeno, es decir, abre el campo de la ferrita y lo fija.

Aplicaciones:

En procesos de cromado. También se utiliza en el anodizado

del aluminio. En pinturas cromadas como tratamiento

antioxidante.

Sus cromatos y óxidos se emplean en colorantes y pinturas.

CIRCONIO

Es un metal blanco grisáceo, brillante y muy resistente a la

corrosión. Es más ligero que el acero con una dureza similar

a la del cobre. Cuando está finamente dividido puede arder

espontáneamente en contacto con el aire (reacciona antes

con el nitrógeno que con el oxígeno), especialmente a altas

temperaturas.

Es un metal resistente frente a ácidos, pero se puede

disolver con ácido fluorhídrico (HF), seguramente formando

fluoruros complejos.

Aplicaciones:

Principalmente (un 90% ) se utiliza como recubrimiento en

reactores nucleares, debido a que su sección de captura de

neutrones es muy baja.

Se utiliza como aditivo en aceros obteniéndose materiales

muy resistentes. También se emplean aleaciones con níquel

en la industria química por su resistencia frente a sustancias

corrosivas.

El óxido de circonio impuro se emplea para fabricar crisoles

de laboratorio (que soportan cambios bruscos de

temperatura), recubrimiento de hornos y como material

refractario en industrias cerámicas y de vidrio.

El metal es bien tolerado por los tejidos humanos, por lo que

puede emplearse en articulaciones artificiales (por ejemplo

en la fabricación de dientes artificiales de gran calidad).

También se emplea en intercambiadores de calor, tubos de

vacío y filamentos de bombillos.

Aleado con niobio presenta superconductividad a bajas

temperaturas, por lo que se puede emplear para hacer

imanes superconductores. Por otra parte, la aleación con

zinc es magnética por debajo de los 35 K.

El óxido de circonio se usa en joyería; es una gema artificial

denominada circonita que imita al diamante.

TANTALIO

El tantalio es un metal gris, brillante, pesado, dúctil, de alto

punto de fusión, buen conductor de la electricidad y el calor y

muy duro.

Elevado punto de fusión (3000°C), buena ductilidad y buena

resistencia de la corrosión, elevada densidad, baja resistencia

a productos químicos por encimas de150°C.

Es muy resistente al ataque por ácidos; se disuelve

empleando ácido fluorhídrico o mediante fusión alcalina. Es

muy parecido al niobio.

Aplicaciones:

Se utiliza en capacitores eléctricos y en varios componentes

de la industria eléctrica, electrónica y química. También se

utiliza en hornos y en intercambiadores de calor resistentes a

ácidos.

Se utiliza en la fabricación de condensadores electrolíticos de

tantalio, por tanto, un componente esencial de los dispositivos

electrónicos muy compactos: teléfonos móviles, GPS,

satélites artificiales, armas teledirigidas, televisores de

plasma, videoconsolas, ordenadores portátiles PDAs, MP3,

MP4, etc.

WOLFRAMIO (TUNGSTENO)

Es de color gris acerado, muy duro y denso, tiene el punto de

fusión más elevado de todos los metales y el punto de fusión

(3410°C) más alto de todos los elementos conocidos. Se usa

en los filamentos de las lámparas incandescentes, en

electrodos no consumibles de soldaduras, en resistencias

eléctricas, y aleado con el acero, en la fabricación de aceros

especiales.

Resistencia a las altas temperaturas , tiene alta densidad,

débil a temperaturas bajas y es poco resistente a las

oxidación

Aplicaciones:

Sus aleaciones se utilizan para aplicaciones que involucran

temperaturas elevadas (por encimas de1650 °C) como

recubrimientos en la garganta de tuberías de misiles,

motores a chorro y a reacción, cortacircuitos, electrodos de

soldadura y electrodos de bujía. Es un elemento importante

en los aceros para herramientas y dados, impartiendo

resistencia y dureza a temperaturas elevadas.

Su variedad de carburo de wolframio sinterizado se emplea

para fabricar herramientas de corte. Esta aplicación ocupa

más del 60% de la demanda mundial de wolframio.

NIOBIO (o COLUMBIO)

El niobio es un metal dúctil, gris brillante, que pasa a presentar

una coloración azul cuando permanece en contacto con el

aire, a temperatura ambiente, un largo período.

Posee buena ductilidad y formabilidad, así como resistencia a

la oxidación, también es un elemento aleante en aleaciones y

superaleaciones.

Se procesa apartir de minerales por reducción y refinamiento y

apartir de polvos mediante la fusión y el vaciado de lingotes.

El metal comienza a oxidarse con el aire a 200 °C y sus

estados de oxidación más comunes son +2, +3, +5.

Aplicaciones:

La aplicación más importante es como elemento de aleación

para la construcción de máquinas y gasoductos de alta

presión. También se utiliza en «superaleaciones», para

soportar temperaturas mayores a 650 °C, por ejemplo, en las

turbinas de los aviones de reacción y en los tubos de escape

de los automóviles.

Suele formar parte de cerámicas electrónicas y de objetivos

fotográficos.

En el campo de la superconductividad eléctrica se usa en

aleaciones con titanio para construir electroimanes

superenfriados empleados en resonancia magnética nuclear.

Tanto el Tantalio como el Niobio son empleados para fabricar componentes

de nuevas tecnologías: procesadores y condensadores electrónicos,

intercambiadores de calor y aleaciones superresistentes a la abrasión,

corrosión y temperatura.

METALES NOBLES

Los metales nobles son un grupo de metales caracterizados

por ser muy inertes químicamente, es decir, que no

reaccionan químicamente (o reaccionan muy poco) con otros

compuestos químicos, lo que los convierte en metales muy

interesantes para muchos fines tecnológicos o para joyería.

Esta propiedad se traduce en una escasa reactividad, o lo que

es lo mismo, son poco susceptibles de corroerse y oxidarse,

lo que les proporciona apariencia de inalterabilidad, razón por

la cual se les denomina con el apelativo de nobles.

En este grupo se incluyen la Ag, Au y los seis metales de la

familia del platino: Pd, Ir, Ru, Rh y Os.

Características:

Buena conductividad eléctrica

Alta temperatura de fusión (a excepción del Au y Ag)

Alta resistencia a la corrosión y a la oxidación (a

excepción del Ru y Os)

Dureza no muy elevada ( Au, Ag, Pt y Pd) y alta

plasticidad

Frágiles (Rh e Ir) se elaboran a presión a 1200 – 1400 oC

No son susceptibles a deformación (Ru y Os)

Elevada propiedad de reflexión (Ag)

Aplicaciones: Recubrimientos electrolíticos, contactos

eléctricos, termopares, crisoles, resistores, odontología,

vajillas y adornos.

ORO. Es un buen conductor de calor y electricidad. Es el

metal más dúctil y maleable. Su calidad se expresa en la

escala de quilate como partes de oro puro por 24 partes de

metal total. El oro se disuelve con facilidad en mercurio

para formar amalgamas. Es uno de los metales menos

reactivos químicamente.

Aplicaciones: Cerca de tres cuartas partes de la producción

mundial del oro se consume en joyería. Sus aplicaciones

industriales, especialmente en electrónica, consumen 10-

15%. El remanente está dividido entre los empleos médicos

y dentales, acuñación y reservas para el gobierno y

particulares.

El oro puro es demasiado blando para ser usado normalmente

y se endurece aliándolo con plata o cobre. El oro y sus

muchas aleaciones se emplean bastante en joyería,

fabricación de monedas y como patrón monetario en muchos

países.

Debido a su buena conductividad eléctrica y resistencia a la

corrosión, así como una buena combinación de propiedades

químicas y físicas, se comenzó a emplear en la industria.

El oro ejerce funciones críticas en ordenadores,

comunicaciones, naves espaciales, motores de aviones a

reacción, y otros muchos productos.

Su alta conductividad eléctrica y resistencia a la oxidación ha

permitido un amplio uso como capas delgadas

electrodepositadas sobre la superficie de conexiones

eléctricas para asegurar una conexión buena, de baja

resistencia.

Como la plata, el oro puede formar fuertes amalgamas con el

mercurio que a veces se emplea en empastes dentales.

Se emplea como recubrimiento protector en muchos satélites

debido a que es un buen reflector de la luz infrarroja.

.

Es blando y dúctil y tiene buena resistencia a la corrosión a

cualquier temperatura.

Sus aplicaciones mas típicas incluyen joyería, acuñado,

reflectores, hoja de oro para fines decorativos, trabajos

dentales, electrodeposición y terminales eléctricas.

.

Obtención

Dada su escasa reactividad se encuentra en estado nativo

en la naturaleza, muchas veces en el lecho de los ríos,

pero generalmente se halla en pequeñas inclusiones en

algunos minerales, vetas de cuarzo, pizarra, rocas

metamórficas y depósitos aluviales originados de estas

fuentes. El oro está ampliamente distribuido y a menudo se

encuentra asociado a los minerales cuarzo y pirita.

Se extrae con cianuro, una de las pocas sustancias con las

que reacciona. Esto ha generado conflictos ambientales en

algunas provincias argentinas debido al manejo del cianuro

y riesgo de contaminación del suelo y cursos de agua.

PLATA. La plata es un metal de acuñar muy dúctil y

maleable, algo más duro que el oro, la plata presenta un

brillo blanco metálico

Tiene la más alta conductividad eléctrica y conductividad

térmica de todos los metales, incluso superior a la del

cobre—el conductor por excelencia— pero su mayor precio

ha impedido que se utilice de forma masiva en aplicaciones

eléctricas.

Aplicaciones

Fotografía. Por su sensibilidad a la luz en películas fotográficas

y radiográficas (haluros de plata).

En electrónica, por su elevada conductividad es empleada

cada vez más, por ejemplo, en los contactos de circuitos

integrados y teclados de ordenador.

Fabricación de espejos de gran reflectividad de la luz visible

(los comunes se fabrican con aluminio).

La plata se ha empleado para fabricar monedas.

En joyería y platería para fabricar gran variedad de artículos

ornamentales y de uso doméstico cotidiano, y con menor grado

de pureza, en artículos de bisutería.

En aleaciones para piezas dentales. Aleaciones para

soldadura, contactos eléctricos y baterías eléctricas de plata-

zinc y plata-cadmio de alta capacidad.

Gracias a su conductividad se utiliza en puntos de contacto

eléctricos y electrónicos. Se usa también en fabricación de

espejos de alta reflectividad y en amalgamas dentales.

Obtención

Si bien puede encontrarse en estado nativo, generalmente se

la extrae de minerales como la argentita y cerargirita. El

sulfuro de plata está usualmente combinado con otros

sulfuros de los que se extrae (especialmente cobre y plomo).

PLATINO.

El platino es uno de los metales más densos y pesados,

altamente maleable, suave y dúctil. Es un metal

extremadamente resistente a la oxidación y la corrosión de

altas temperaturas o elementos químicos, al mismo tiempo que

es un muy buen conductor de la electricidad y un poderoso

agente catalizador. El platino solamente es soluble en agua

regia. Este metal precioso tiene un color plata-blanquecino y no

se deslustra.

Aplicaciones

Catalizadores para vehículos: El platino, junto con el paladio y

el rodio, son los principales componentes de los catalizadores

que reducen en los vehículos las emisiones de gases como

hidrocarbonos, monóxido de carbono u oxido de nitrógeno.

Dispositivos (termocouples) que miden la temperatura en las

industrias de vidrio, acero y semiconductores, o detectores

infrarrojos para aplicaciones militares y comerciales. También

se usa en capacitadores cerámicos multi-capas y en crisoles

para cristal.

Bujías: La mayoría de los vehículos en América del Norte usan

bujías con filtro de platino. En Europa, los mayores requisitos

de durabilidad han llevado a un incremento en la cantidad de

platino que se usa en las bujías.

En el sector de la gasolina es usado como aditivo de los

carburantes para impulsar la combustión y reducir las

emisiones del motor. Además, es un catalizador en la

producción de elementos biodegradables para los detergentes

domésticos.

El platino se usa en equipos de fabricación de vidrio. También

se emplea en la producción de plástico reforzado con fibra de

vidrio y en los dispositivos de cristal líquido (LCD).

El platino se usa como un catalizador de refinado en la

industria del petróleo.

El platino se usa en drogas anti cancerígenas y en implantes.

También es utilizado en aparatos de neurocirugía y en

aleaciones para restauraciones dentales.

Obtención:

El Platino y los metales de su grupo, se encuentran en los

aluviones, procedentes de rocas de peridotos, transformadas

en serpentinas.

El platino se puede obtener a través de la vía húmeda,

ocupando agua regia, a través del método de Wollaston, y

también es posible obtenerlo a través de la vía seca, de Deville

y Debra, basada en fundir el mineral de platino con hierro y

plomo o plomo metálico.

IRIDIO

Es de color blanco, parecido al platino, pero presenta una

ligera coloración amarilla. Es difícil trabajar este metal, pues es

muy duro y quebradizo.

Es el metal más resistente a la corrosión. No es atacado por

los ácidos, ni siquiera por el agua regia. Para disolverlo se

emplea ácido clorhídrico, HCl, concentrado con clorato de

sodio, NaClO3 a temperaturas altas.

Aplicaciones:

Se emplea aleado con el platino para catalizadores de célula

combustible de amoníaco; para material de laboratorio; en

electrodos comerciales y alambres de resistencias; como

catalizador; en colorantes de extrusión para fibras de vidrio y

en joyería fina. Se está usando para hacer los electrodos de

las bujías, en motores de combustión interna, haciendo más

eficiente la combustión de gasolina.

Se emplea en aleaciones de alta resistencia que pueden

soportar altas temperaturas. Se emplea en contactos

eléctricos, aparatos que trabajan a altas temperaturas, y como

agente endurecedor del platino.

OSMIO

En su forma metálica es el material más denso de la

naturaleza, blanco grisáceo, frágil, duro y brillante, incluso a

altas temperaturas, aunque es difícil encontrarlo en esta forma.

Es más fácil obtener osmio en polvo, aunque expuesto al aire

tiende a la formación del tetraóxido de osmio, OsO4,

compuesto tóxico (peligroso para los ojos), oxidante enérgico,

de un olor fuerte, y volátil. El osmio tiene una densidad similar

a la del iridio, siendo ésta muy alta.

Aplicaciones:

Se emplea en algunas aleaciones con platino e iridio .

Se encuentra aleado en menas de platino y su tetraóxido,

OsO4.

Se emplea en síntesis orgánica (como oxidante) y en el

proceso de tinción de tejidos (para su fijación) para su

observación mediante microscopía electrónica, y en otras

técnicas biomédicas.

Las aleaciones de osmio se emplean en contactos eléctricos,

puntas de bolígrafos y otras aplicaciones en las que es

necesaria una gran dureza y durabilidad.

PALADIO

El paladio es el metal menos denso y el que tiene el menor

punto de fusión entre los metales del grupo del platino. Tiene

un color plata blanquecino, es suave y dúctil y no se deslustra

con el aire. Su manipulación en frío aumenta en gran medida

su fuerza y dureza. Es un metal que soporta la corrosión de las

altas temperaturas, así como la oxidación, pero es atacado por

los ácidos sulfúrico y nítrico.

El paladio es un metal escaso y caro y, como el resto de los

metales del grupo, muestra propiedades poco comunes. Las

particulares propiedades físicas y químicas de este metal son

de uso esencial para distintas aplicaciones industriales. Al igual

que el platino, el paladio se usa extensamente en aplicaciones

"verdes", especialmente en catalizadores para la industria del

automóvil.

Aplicaciones:

El paladio, junto con el platino y el rodio, son los principales

componentes de los catalizadores que reducen en los

vehículos las emisiones de gases como hidrocarbonos,

monóxido de carbono u oxido de nitrógeno. Los catalizadores

convierten la mayor parte de estas emisiones en dióxido de

carbono, nitrógeno y vapor de agua, que resultan menos

dañinos.

El paladio se usa fundamentalmente en la producción de

capacitadores cerámicos multi-capas (Multi-layer ceramic

capacitors o MLCC). Estos MLCC se usan en los componentes

eléctricos de teléfonos móviles, ordenadores personales y

portátiles, máquinas de fax y en electrónica para el coche y la

casa.

RUTENIO

Es un metal blanco duro y frágil; presenta cuatro formas

cristalinas diferentes. Se disuelve en bases fundidas, y no es

atacado por ácidos a temperatura ambiente.

A altas temperaturas reacciona con halógenos y con

hidróxidos. Se puede aumentar la dureza del paladio y el

platino con pequeñas cantidades de rutenio.

Igualmente, la adición de pequeñas cantidades aumenta la

resistencia a la corrosión del titanio de forma importante. Se ha

encontrado una aleación de rutenio y molibdeno

superconductora a 10,6 K.

Aplicaciones

Debido a su gran efectividad para endurecer al paladio y al

platino, se emplea en las aleaciones de estos metales que se

usan en contactos eléctricos con una alta resistencia al

desgaste.

Se incorpora al titanio como elemento de aleación para

aumentar la resistencia a la corrosión. Un 0,1% la mejora en

unas cien veces.

Al igual que otros elementos del grupo del platino, se puede

emplear como catalizador en distintos procesos. El sulfuro de

hidrógeno, H2S, se puede descomponer por la luz empleando

óxido de rutenio en una suspensión acuosa de partículas de

CdS. Esto puede ser útil en la eliminación de H2S de las

refinerías de petróleo y de otros procesos industriales.

RODIO

El rodio es un metal blanco, duro, considerablemente menos

dúctil que el platino o el paladio, pero mucho más dúctil que

cualquier otro metal de este grupo.

El rodio es resistente a al mayor parte de los ácidos comunes,

incluida el agua regia, aun a temperaturas moderadas. Lo

atacan el ácido sulfúrico caliente, el ácido bromhídrico caliente,

el hipoclorito de sodio y los halógenos libres a 200-600ºc (390-

1110ºF).

Aplicaciones:

Se usa principalmente como un elemento de aleación para el

platino. Es un excelente catalizador para la hidrogenación y es

activo en la reformación catalítica de hidrocarburos.

El rodio se emplea también en aplicaciones para contactos

eléctricos. Es galvanizado fácilmente para formar superficies

duras, resistentes al desgaste y de brillo permanente, utilizadas

tanto en contactos eléctricos estacionarios como corredizos, en

espejos y reflectores, y como acabado en joyería.

Bibliografía:

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