Tema: Corrosin de Metales Corrosin de los Metales.Se denomina corrosin al proceso de destruccin de los metales y sus aleaciones, provocado por la accin qumica o electroqumica.La corrosin causa un enorme dao a la economa de los pases. Esto se manifiesta en la prdida irreversibles anualmente de millones de toneladas de metales. Por ejemplo, a causa de la corrosin se pierde cerca del 10% de todo el metal ferroso producido.En una serie de industrias, aparte de las prdidas, los xidos de los metales formados como resultado de la corrosin, impurifican los productos. Naturaleza de la CorrosinLa corrosin se subdivide en: Qumica. Electroqumica.Corrosin qumica.En la corrosin qumica, sobre la superficie del metal se forma una pelcula de xidos. La solidez de esta pelcula es diferente para los diferentes metales y aleaciones. En las aleaciones de hierro con carbono, la pelcula de xidos es dbil, se destruye con facilidad y la oxidacin continua realizndose hacia el interior de la pieza.Un punto de tensin en un objeto de acero acta como nodo donde el hierro se oxida a iones Fe2+ y se forman hendiduras. Los electrones producidos fluyen a travs del clavo hacia las reas expuestas al O2. Estas actan como ctodos donde el O2(g) se reduce a iones hidrxido, (OH)-:O2(g) + H2O(l) + 4 e- 4(OH)-(aq)Al mismo tiempo, los iones Fe2+ migran a travs de la superficie hmeda. La reaccin global se obtiene ajustando la transferencia electrnica y sumando las dos semirreacciones: 2(Fe(s) Fe2+(aq) + 2e- ) (oxidacin, nodo) O2(g) + H2O(l) + 4 e- 4(OH)-(aq) (reduccin, ctodo)________________________________________ 2Fe(s) + O2(g) + 2H2O(l) 2Fe2+(aq) + 4(OH)-(aq) (reaccin global)Los iones Fe2+ pueden migrar desde el nodo a travs de la disolucin hacia la regin catdica, donde se combinan con los iones (OH)- para formar xido de hierro (II). El hierro de oxida an ms por el O2(g) hasta el estado de oxidacin 3+, formndose el xido de hierro (III) o tambin llamado herrumbre Fe2O3(s) , de color rojo.4 Fe2+(aq) + O2(g) + 4 H2O(l) 2 Fe2O3(s) + 8 H+(aq)Algunos de los procesos ms familiares de corrosin son la herrumbre del hierro y el acero y la formacin de ptina verde en el cobre y sus aleaciones bronce y latn.No siempre que se presenta la oxidacin de un metal existe corrosin, en algunos casos el xido formado es resistente y forma una capa gruesa de xido que impide que el resto del material contine oxidndose. Esto fenmeno es comn en materiales de aluminio, zinc y magnesio.Sin embargo, la corrosin es un fenmeno mucho ms amplio que afecta an materiales no metlicos (cermicas, polmeros, etc.), que sufren corrosin mediante otros mecanismos dependiendo del medio ambiente.

Figura 1: Corrosin Qumica.Corrosin electroqumica.Se denominan as a los procesos que se desarrollan por accin de electrlitos sobre el metal.Los procesos electrolticos pueden ser muy complejos en dependencia de la naturaleza del metal y del electrlito, pero en general corresponden a una reaccin de oxidacin -reduccin, en la que el metal sufre un proceso de oxidacin y se destruye (se disuelve). Al mismo tiempo el hidrgeno presente en la solucin acuosa se reduce y se desprende oxgeno elemental de la disolucin que corroe adicionalmente el metal.Las aguas naturales que contienen sales, el aire hmedo, las soluciones cidas, de lcalis o salinas son los electrlitos mas comunes con los que entran en contacto los metales en la prctica.La tendencia de los metales a ceder a la disolucin sus iones, se llama presin de disolucin. Cada metal tiene su propia presin de disolucin. A consecuencia de esto, si se colocan diferentes metales dentro de un mismo electrlito, cada uno adquiere diferente potencial elctrico y forman pares galvnicos.En estos pares el metal con potencial mas bajo (mayor presin de disolucin), pasa a ser el ; nodo y se destruye, es decir se oxida o pasa a la disolucin. El segundo metal con potencial mayor acta como ctodo y no se disuelve.Con esto se explican los procesos que se desarrollan durante la corrosin electroqumica de los metales tcnicos (aleaciones). Al sumergir tal metal en el electroltico, sus diferentes partes adquieren diferentes potenciales y como en el interior del metal estos componentes estn en corto circuito, entonces este sistema se puede considerar como un conjunto de mltiple pares galvnicos conectados.

Figura 2: Corrosin Electroqumica.Tipos de CorrosinLas destrucciones por corrosin puede dividirse en los siguientes tipos principales:1 Corrosin uniforme.2 Corrosin local.3 Corrosin intercristalina.Corrosin Uniforme.El metal se destruye en forma uniforme por toda la superficie. Este tipo de corrosin se observa con mas frecuencia en metales puros y en aleaciones del tipo de solucin solida homogneas, dentro de medios muy agresivos, que impiden la formacin de la pelcula protectoras.

Figura 3: Corrosin Uniforme.Corrosin Local.En este caso, la destruccin se produce en algunas regiones de la superficie del metal. La corrosin local aparece como resultado de la rotura de la capa de proteccin de xidos u otra; de los puntos afectados, la corrosin se propaga al interior del metal. Este tipo de corrosin es mas comn en aleaciones de mltiples componentes. Los defectos de la superficie (rasguos, rebabas etc.) favorecen el desarrollo de la corrosin local.

Figura 4: Corrosin LocalCorrosin Intercristalina.Se trata de la destruccin del metal o la aleacin a lo largo de los lmites de los granos. La corrosin se propaga a gran profundidad sin ocasionar cambios notables en la superficie y por eso puede ser causa de grandes e imprevistas averas.

Figura 5: Corrosin Intercristalina.Proteccin de la Corrosin.Proteccin de la corrosin, es un trmino que se usa para referirse a un nmero de procedimientos diseados para minimizar la rapidez de oxidacin de algunos materiales de uso cotidiano. Se basa en el hecho, de evitar que el metal entre en contacto con el oxgeno del medio ambiente. Estos procedimientos no evitan la corrosin aunque s pueden reducirla, hasta hacerla muy lenta.Hay varios mtodos para proteger los metales contra la corrosin. Los que ms se usan son:Recubrimiento del metal con grasas, pinturas o pelculas de otros metales ms nobles aplicados por electro deposicin u otros mtodos. Se considera un metal ms noble aquel que presenta un potencial estndar de reduccin menor que el del metal base. Esta pelcula forma una barrera impermeable entre el metal y el oxidante, pero solo es efectiva cuando cubre completamente la estructura a proteger.Conectar el metal a un nodo de sacrificio, un trozo de otro metal que sea ms activo y por lo tanto se oxide preferentemente.Galvanizando o recubriendo acero con zinc, un metal ms oxidable.Permitiendo que una pelcula, tal como un xido metlico, se forme de manera natural sobre el metal.Proteccin andica/catdica. Adicin de inhibidores de corrosin al medio electroltico. Son sustancias orgnicas o inorgnicas que tienen la capacidad de adsorberse fuertemente sobre la superficie metlica, provocando un bloqueo parcial de la superficie y afectando la rapidez de las reacciones que ocurren sobre ella.PULVIMETALURGA.En este proceso no siempre se utiliza el calor, pero cuando se utiliza ste, debe mantenerse debajo de la temperatura de fusin de los metales a trabajar. Cuando se aplica calor en el proceso subsecuente de la metalurgia de los polvos se le conoce como sinterizado, este proceso genera la unin de partculas finas con lo que se mejora la resistencia de los productos y otras de sus propiedades.Las piezas metlicas producto de los procesos de la metalurgia de los polvos son producto de la mezcla de diversos polvos de metales que se complementan en sus caractersticas. As se pueden obtener metales con cobalto, tungsteno o grafito segn para qu va a ser utilizado el material que se fabrica.

Figura 6: Procesos de Produccin de metales.Utilizacin del proceso Produccin de polvo de los metales que sern utilizados en la pieza. Mezclado de los metales participantes. Conformado de las piezas por medio de prensas. Sintetizado de las piezas. Tratamientos trmicos.Caractersticas de los polvos a considerarFormaLa forma del polvo depende de la manera en la que se produjo el polvo, esta puede ser esfrica, quebrada, dendrtica, plana o angular.Distribucin de los tamaos de partculasSe refiere a las cantidades de los tamaos de las partculas que participan en la composicin de una pieza de polvo, esta distribucin de tamaos tiene gran influencia en la fluidez y densidad de las partculas y en la porosidad final del producto.FluidezEs la propiedad que le permite fluir fcilmente de una parte a otra o a la cavidad del molde. Se mide por una tasa de flujo a travs de un orificio normalizado.Propiedades qumicasSon caractersticas de reaccin ante diferentes elementos. Tambin se relacionan con la pureza del polvo utilizado.CompresibilidadEs la relacin que existe entre el volumen inicial del polvo utilizado y el volumen final de la pieza comprimida. Esta propiedad varia considerablemente en funcin del tamao de las partculas de polvo y afecta directamente a resistencia de las piezas.DensidadSe expresa en kilogramos por metro cbico. Esta debe ser constante siempre, para que la pieza tenga en todas sus partes la misma cantidad de polvo.Mtodos para producir polvosTodos los metales pueden producirse en forma de polvo, sin embargo no todos cumplen con las caractersticas necesarias para poder conformar una pieza. Los dos metales ms utilizados para la produccin de polvo para la fabricacin de piezas son el cobre y el hierro. Como variaciones del cobre se utilizan el bronce para los cojinetes porosos y el latn para pequeas piezas de mquinas.Tambin se llegan a utilizar otros polvos de nquel, plata, tungsteno y aluminio. Existen diferentes formas de producir polvos metalrgicos dependiendo de las caractersticas fsicas y qumicas de los metales utilizados:Con maquinado se producen partculas gruesas y se usan principalmente para producir polvos de magnesio.En el proceso de molido se tritura el material con molinos rotatorios de rodillos y por estampado rompiendo los metales, por este mtodo los materiales frgiles pueden reducirse a partculas irregulares de cualquier finura.El proceso de perdigonado consiste en vaciar metal fundido en un tamiz y enfriarlo dejndolo caer en agua. En este proceso se obtienen partculas esfricas o con forma de pera. La mayora de los metales pueden perdigonarse, pero el tamao de las partculas es demasiado grande.Otro procedimiento para la produccin de polvo de hierro, plata y algunos otros metales es el de depsito electroltico.Consiste en la inmersin del metal a pulverizar, como nodos, en tinas con un electrolito, los tanques actan como ctodos, el hierro o metal a pulverizar se mueve de los nodos hacia los ctodos depositndose como un polvo fino que puede posteriormente utilizarse con facilidad.

Cuadro de ventajas y desventajasVentajasDesventajas

La produccin de carburos sinterizados, cojinetes porosos y bimetlicos de capas moldeadas, slo se puede producir por medio de este proceso. Porosidad controlada. Tolerancias reducidas. Acabado superficial de alta calidad. No hay prdidas de material. No se requieren operarios con alta capacitacin.

Los polvos son caros y difciles de almacenar.El costo del equipo para la produccin de los polvos es alto.Es difcil hacer productos con diseos complicados.Existen algunas dificultades trmicas en el proceso de sinterizado, especialmente con los materiales de bajo punto de fusin.Algunos polvos de granos finos presentan riesgo de explosin, como aluminio, magnesio, zirconio y titanio.

La Pulvimetalurgia est creciendo da a da. El uso de polvos metlicos continua expandindose y el rubro est creciendo ms rpido que cualquier otro mtodo de trabajar metales. La mayora de los usos actuales se basan en la economa de los procesos. El futuro promete ms desafos con la combinacin de ahorrar costos y ciertos factores como la confiabilidad, calidad, dureza, control de dimensin y la capacidad de formar piezas exclusivas. Investigaciones del uso de polvos metlicos ofrecen esperanza para aplicaciones aun ms diversas, incluyendo aleaciones magnticas de alta solidificacin, aleaciones nuevas para aeronaves y estructuras de alta dureza involucrando micro estructuras a escalas muy pequeas.Bibliografa: http://www.sabelotodo.org/metalurgia/corrosion.html http://prepa8.unam.mx/academia/colegios/quimica/infocab/unidad124.html http://www.ecured.cu/index.php/Pulvimetalurgia.