Metales y aleaciones no férricas.
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etales y aleaciones no férricas. Introducción. Los productos siderúrgicos tienen como principales defectos: - Densidad elevada. - Conductividad eléctrica relativamente baja. - Sensibles a corrosión y oxidación Por estas causas en numerosas aplicaciones necesitaremos utilizar otros materiales como los metales y aleaciones no férricas. Aleaciones y metales no férricos, son aquellos que no contienen hierro o lo hacen en un porcentaje muy pequeño. Los más comunes son el cobre, aluminio, magnesio y titanio. Efectos de la oxidación en un producto ferroso Cobre Titanio Aluminio Magnesio
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Metales y aleaciones no férricas. Introducción.
Los productos siderúrgicos tienen como principales defectos:
- Densidad elevada. - Conductividad eléctrica relativamente baja. - Sensibles a corrosión y oxidación
Por estas causas en numerosas aplicaciones necesitaremos utilizar otros materiales como los metales y aleaciones no férricas.
Aleaciones y metales no férricos, son aquellos que no contienen hierro o lo hacen en un porcentaje muy pequeño. Los más comunes son el cobre, aluminio, magnesio y titanio.
Efectos de la oxidación en un producto ferroso
CobreTitanio
Aluminio Magnesio
La mayoría de aplicaciones de estos materiales están relacionadas con la ligereza y la resistencia, para medir esta relación usamos la resistencia mecánica específica.
En el cuadro de la derecha aparecen las características físicas de algunas aleaciones, entre ellas la resistencia (mecánica) específica.
Resistencia mecánica específica.
Densidad
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El cobre.
El cobre, cuyo símbolo es Cu, es el elemento químico de número atómico 29. Se trata de un metal de transición de color rojizo y brillo metálico que, junto con la plata y el oro, forma parte de la llamada familia del cobre y se caracteriza por ser uno de los mejores conductores de electricidad.
El cobre sin alear es resistente a la corrosión pero también blando y difícil de mecanizar, por eso es frecuente su aleación con otros elementos.
Una de las aplicaciones más frecuentes del cobre, el cableado.
Cobre
Aleaciones de cobre.
Las aleaciones a base de Cu son mas pesadas que el Fe. La relación resistencia-peso es inferior a la de las aleaciones de Al y Mg. Sin embargo poseen una mayor resistencia a la fatiga y al desgaste. Las más conocidas son el latón (Cu-Zn) y los bronces.
Son también frecuentes sus usos en decoración y en elementos en contacto con materiales inflamables, en el primer caso por su aspecto y en el segundo por su anti-deflagración (no produce chispas).
Bronce
Latón
Uso decorativo del bronce
Martillo de bronce, no produce chispas
Latón.
El latón, Cu-Zn, es la aleación más común del cobre. En el diagrama de fases (derecha) se puede comentar que:
- En la fase el latón es estable hasta concentraciones de un 35% de Zn
- Los latones son fáciles de trabajar en frío.
- Los que presentan mayor porcentaje de ZN contienen las fases a temperatura ambiente. La fase es más dura y resistente que la fase , las aleaciones se suelen trabajar en caliente.
Bronces.
Los bronces son aleaciones de cobre con estaño, aluminio, silicio y níquel. Son más resistentes que los latones y no se corroen fácilmente. Se emplean cuando se requiere elevada resistencia a la corrosión y buena resistencia a la tracción, en cojinetes y engranajes.
El bronce también es conocido desde la antigüedad, en las imágenes algunos ejemplos.
Otras aleaciones de cobre.
Las aleaciones de cobre con menos del 1% de impurezas se emplean para aplicaciones eléctricas ya que mejoran la maleabilidad o dureza sin alterar su conductividad.
Las aleaciones más comunes de este tipo están formadas por cobre junto con silicio o fósforo.
Cableado de bronce y fibra óptica de misma capacidad
El aluminio y sus aleaciones.
El aluminio tiene baja densidad, elevada conductividad eléctrica y térmica y resistencia a la corrosión. Su principal limitación es la baja temperatura de fusión, todo esto lo hace ideal para envases y contenedores.
Al alearlo con otros materiales aumenta su resistencia mecánica específica, lo que permite usarlo en carrocerías, aviación, pistones…
El magnesio y sus aleaciones.
El magnesio es el más ligero (1,74 g/cm3) de los metales estructurales, sin embargo es más caro que el aluminio y aguanta peor la fatiga, además es inestable en estado líquido llegando a arder al contacto con el aire. Por eso no es usado en estado puro.
Para mejorar estas propiedades es aleado con aluminio, cinc o manganeso. Sus principales aplicaciones son la aviación, armamento, llantas de automóviles o cuerpos de cámaras fotográficas. Estas aleaciones son conocidas como ultraligeras.
Magnesio en estado natural
Llanta de magnesio Cámara fotográfica de magnesio
El titanio y sus aleaciones.
Es un material de utilización reciente, de densidad baja y un punto de fusión elevado. Sus aleaciones poseen alta resistencia, son dúctiles y forjables. Su principal inconveniente es su alto poder de reacción con otros materiales a alta temperatura, lo que complica su proceso de aleación.
Es utilizado ampliamente en la fabricación de aviones, vehículos espaciales, industrias químicas, petroquímicas y prótesis humanas.
Titanio en estado natural
