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INSTITUCIÓN EDUCATIVA INEM JOSÉ FÉLIX DE RESTREPO MEDELLÍN Año 2015

Departamento (dependencia):INDUSTRIALAsignatura: TecnologíaGrado: IX Guía-taller No. 5Tema: Materiales.Equipo de planeación: Industrial

LOS METALES

Hay muchos objetos a nuestro alrededor que están hechos con metales : los

electrodomésticos de nuestro hogar, el transporte en que nos venimos para

el colegio( buses, el Metro), los puentes por donde circulan los vehículos

sobre el rio Medellín, las construcciones en general tienen por

componentes partes metálicas. En general los metales se clasifican en

ferrosos y no |ferrosos.

EL ACERO Y LA FUNDICIÓN

Los metales son ferrosos si están formados fundamentalmente por el

hierro, como por ejemplo los aceros y las fundiciones. Debido a su utilidad

y uso extendido, se producen más hierro que ningún otro metal en el

mundo.

El mineral de hierro primero se somete a u proceso de lavado (que elimina

impurezas), triturado de los trozos grandes, sinterizado (que reúne trozos

muy pequeños y el mineral en polvo formando trozos de tamaño medio); en

esta condición se introduce en hornos llamados “Altos Hornos

“acompañado del reductor (carbón de coque) y del fundente (que se

combina con el mineral de hierro para eliminarle más impurezas).

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A la salida del alto horno se obtiene la escoria utilizada en la construcción

de carreteras, los gases del alto horno son usados como combustible, y el

principal producto que es el arrabio y a partir del cual se obtiene el acero y

la fundición, y se logra eliminándole las impurezas. La fundición se

emplea especialmente en la elaboración de piezas por moldeo como por

ejemplo elementos de maquinaria; siendo sus características: su punto de

fusión es menor que la del acero, tiene menor densidad que el acero, no son

dúctiles ni maleables, tampoco se forjan ni soldar con facilidad, tienen

buena resistencia al desgaste y la oxidación.

METALES NO FERROSOS

En estado puro todos los metales no ferrosos son blandos y su resistencia

mecánica es pobre. Para mejorar sus propiedades se mezclan dos o más

metales, o un metal con un no metal. Los productos así obtenidos se

llaman aleaciones que exhiben ciertas características: se dejan moldear y

mecanizar, resistencia mecánica elevada con relación a su peso, unos

tienen buena conductividad térmica y eléctrica.

Clasificación:

Ligeros, ejemplo: aluminio, titanio

Ultraligeros, ejemplo: Berilio, Magnesio

Pesados, ejemplo: cobre, estaño, plomo, cinc.

Cobre

De color pardo rojizo Con frecuencia se encuentra agregado a otros metales

como oro, plata y plomo, tiene una conductividad eléctrica y térmica muy

buena. Aguanta la inclemencia del tiempo. Es maleable y dúctil.

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El mineral que contiene el cobre se tritura y pulveriza (con un molino de

bolas) y se lava, luego se tuesta en un horno para eliminarle impurezas.

Luego se somete a un proceso de oxidación con sílice y cal de donde se

obtiene el cobre en bruto y posteriormente se purifica por electrolisis en

una cuba electrolítica. El cobre se utiliza mucho como conductor eléctrico.

Debido a su elevada resistencia a la oxidación también se utiliza en

instalaciones de fontanería, calderas y tuberías. Si se mezcla (obteniéndose

de esta forma lo que se conoce como aleación, como ya se había

mencionado) cobre con estaño se obtiene el bronce, si mezclamos cobre y

cinc se obtiene el latón. El bronce es muy usado para hacer campanas,

piezas mecánicas, engranajes, etc.

Aluminio

De color blanco, muy dúctil y maleable, buen conductor de la electricidad y

del calor. Se oxida en la superficie solamente ya que se forma una delgada

capa que impide que continúe la oxidación. Se puede obtener de varios

minerales especialmente de la bauxita. Se obtiene el aluminio

transformando los compuestos del mineral en alúmina (se lleva a un

mezclador y se combina con soda cáustica y luego esa mezcla se lleva a

una caldera a presión: autoclave). Posteriormente mediante un proceso de

reducción electrolítica en una cuba electrolítica se obtiene el aluminio.

El aluminio se emplea como conductor eléctrico debido a su gran

conductibilidad, siendo más barato que el cobre, se emplea en la

fabricación de puertas, ventanas, envases para conservas, etc.

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El aluminio puede mezclarse con otros metales como cobre, manganeso,

silicio, magnesio, cinc obteniéndose así excelentes características

mecánicas. Encuentran aplicación en fabricación de aviones, piezas de

motores, bicicletas y estructuras que requieren mucha resistencia y que

sean ligeros (livianos).

Estaño

Metal de color blanco plateado y se obtiene de un mineral llamado caserita.

Debido a su gran resistencia a la oxidación se emplea principalmente en

forma de hojalata. Se utiliza para obtener aleaciones: bronce (estaño y

cobre), metal de soldar (estaño y plomo), metal de imprenta (estaño, plomo

y antimonio).

Plomo

Es de color plateado como grisáceo. Se oxida al contacto con el aire. Se

obtiene del material llamado galena. Es muy blando y maleable, de manera

que se le da forma con facilidad. El plomo puede ser duro y blando. El

plomo duro es puro y se emplea para hacer moldes para la fundición de

plásticos. El blando cuando esta aleado con antimonio y se utiliza como

blindaje protector frente a las radiaciones de los rayos X (cuando toman

radiografías en los hospitales). El plomo es toxico, luego de manipularlo

no debemos tocarnos la cara ni ingerir alimentos y hay que lavarse muy

bien las manos.

Cinc

Se obtiene de los minerales blenda y calamida. Resiste la oxidación y

corrosión atmosférica.

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Níquel

Es un metal, de color blanco brillante y si se le pule adquiere un aspecto

decorativo, es duro maleable y dúctil, se deja forjar, laminar y estirar. Se

usa como elemento de aleación en la fabricación de aceros inoxidables y

monedas. Sirve como recubrimiento de piezas de otros materiales.

Cobalto

Metal de color plateado, duro. El aire y el agua no lo afectan, se le emplea

en la fabricación de elementos quirúrgicos y para formar aleaciones para la

fabricación de herramientas de corte.

Wolframio

Metal de color blanco grisáceo, muy duro y pesado. Muy utilizado en

herramientas de corte rápido (cuando se da en aleación de acero, este

adquiere gran dureza). Muy usado también en lámparas de incandescencia.

Cromo

Metal de color blanco plateado con un tinte azulado. Es pesado y muy duro.

Se emplea en la fabricación de aceros al cromo y con él se recubren

superficies sujeta s a desgaste por rozamiento.

Titanio

Es un metal ligero de color blanco grisáceo brillante. Tiene una alta

resistencia mecánica y a la corrosión. En cirugía el titanio reemplaza

huesos y cartílagos, se utiliza en construcciones aeronáuticas y en la

fabricación de depósitos de agua salada.

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Magnesio

Metal brillante de color plateado muy parecido al acero se combina en

aleación con el cobre, el cinc y el aluminio. Con el rozamiento no produce

chispas y por ello se le emplea en la fabricación de vagonetas que

transportan explosivos.

Mercurio

Es un metal pesado y a temperatura ambiente es liquido y es muy toxico ya

sea que lo inhalemos por las vías respiratorias o que ingrese a nuestro

organismo por la piel. Se emplea en la fabricación de termómetros, lámpara

de vapor de mercurio, se utiliza en el beneficio del oro lo que genera un

gran daño ambiental ya que contamina suelos y aguas.

Platino

Es un metal de color blanco, brillante, buen conductor del calor y de la

electricidad, pesado dúctil y maleable se usa en la fabricación de

componentes eléctricos y electrónicos y en joyería.

Berilio

Metal de color gris. Es maleable, pero con impurezas por ejemplo de hierro

o silicio se vuelve quebradizo. Usado en aviones, tubos de rayos X, en

equipos laser y de televisión, en ordenadores, etc.

ALEACIONES

Este concepto ya se había mencionado más arriba en varias ocasiones. Las

aleaciones son mezclas homogéneas formadas por dos o más elementos,

siendo al menos uno de ellos metal. Su finalidad es mejorar las

propiedades de los metales como su dureza y resistencia mecánica.

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Hay aleaciones no ferrosas de mucha aplicabilidad como el bronce y el

latón. Por ejemplo el empaque de algunas conservas de alimentos y bebidas

se hace de acero recubierto con una capa de estaño, material que lo llaman

hojalata.

FORMAS COMERCIALES DE LOS MATERIALES METÁLICOS

Figura 1

Figura 2

Figura 3 Figura 4

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Se pueden observar en las figuras anteriores en general las formas

comerciales de los materiales metálicos: laminas, barras (en fleje, pletina,

cuadrado, hexagonal, redondo, medio redondo, perfiles estructurales (en L,

en U, en T, en doble T), perfiles tubulares (redondo, cuadrado, rectangular:

como una guía de onda).

Ahora veamos los procesos industriales más usados para la obtención de

perfiles:

Laminación: se hace pasar el material base (por ejemplo acero, aluminio)

por varios rodillos que le van dando forma. Si en este proceso se aplicara

calor el material se torna más maleable lo que facilita el proceso.

Figura 5

Extrusión: el material que este en un estado maleable se introduce a través

de un orificio que tiene la forma del perfil que queremos obtener.

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Figura 6

El conjunto de operaciones empleadas en la extracción, elaboración y

tratamiento de los metales en general se denomina metalurgia. Y

concretamente la metalurgia del hierro se le llama siderurgia.

Taller

1. ¿Cuáles son los tipos de metales?, haga un cuadro sinóptico citando ejemplos.2. ¿Qué es una aleación?, cite ejemplos.3. ¿Cuál es la presentación comercial de los materiales metálicos?4. ¿Los perfiles se obtienen mediante qué procesos industriales? Explíquelos.5. ¿De la lectura puede usted deducir que es el mineral de hierro?6 ¿Se podría decir que cual es el metal de mayor producción en el mundo? ¿Por qué?7, ¿Que se hace para mejorar las propiedades de un metal no ferroso?, así las cosas ¿qué propiedades se mejoran?8. Clasifique los materiales no ferrosos.9. Elabore un mapa conceptual que explique, desde que se empieza a procesar el mineral de hierro hasta que se obtiene la fundición y el acero.10. Diferencie usted entre siderurgia y metalurgia Explique11.¿Cómo se obtiene el cobre?, escriba sus principales aplicaciones.12. ¿Cómo se obtiene el aluminio? escriba sus principales aplicaciones13. Luego de haber manipulado plomo ¿qué cuidados debemos tener?14. ¿Sera dañino el metal llamado mercurio para la salud humana y para el medio ambiente? Explique.

Figuras 1 2, 3 tomadas de https://www.google.com.co/search?q=imagen+de+bosques&biw=1366&bih=643&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=bzFyVaKED9LbgwSlm4DgBw&ved=0CDAQ7Ak#tbm=isch&q=.+FORMAS+COMERCIALES+DE+LOS+MATERIALES+MET%C3%81LICOS

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Figura 4 tomadas de https://www.google.com.co/search?q=imagen+de+bosques&biw=1366&bih=643&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=bzFyVaKED9LbgwSlm4DgBw&ved=0CDAQ7Ak#tbm=isch&q=laminas++de+metal+rollos+imagenes

Figura 5, 6 tomadas dehttps://www.google.com.co/search?q=imagen+de+bosques&biw=1366&bih=643&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=bzFyVaKED9LbgwSlm4DgBw&ved=0CDAQ7Ak#tbm=isch&q=imagenes+de+extrusion