Autor: Gonzalo A Mingramm Murillo Materiales II Diseño Industrial CITEC Valle de las Palmas UABC

1. Unidad I
Los metales no ferrosos
3a parte
Nuevas tecnologías

2. La clase:
Tema 10 Aleaciones de baja fusión
Tema 11 Aleaciones amorfas
Tema 12 Espumas metálicas
Tema 13 Aleaciones con memoria de forma
Tema 14 Nanomateriales

3. Aleaciones de baja fusión
Se llaman así porque sus puntos de fusión son relativamente bajos.
Los elementos cuyas aleaciones entran en esta categoría son:
• Plomo
• Zinc
• Estaño

4. Plomo
El plomo es un metal pesado, de color plateado con tono azulado, que se empaña para adquirir
un color gris mate. Es flexible, inelástico y se funde con facilidad. Su fusión se produce a 327,4 °C y
hierve a 1725 °C.
Características
Blando, dúctil, con baja resistencia y buena capacidad de trabajo.
Su oxido protege la superficie, por lo que es resistente a la corrosión.
Tóxico
Sus aleaciones con diversos materiales como el antimonio y el estaño realza sus propiedades
deseables.
Usos comunes
Tubería, tubos colapsables, aleaciones para cojinetes, fundas para cables, tejados y baterías de
almacenamiento plomo-ácido. Protección contra rayos X, para municiones, pesos e industria
química.
Soldaduras blandas, con el acero y cobre.
Aleaciones Estaño-plomo 50-50, 40-60, 60-40. ASTM B 32.

6. Zinc
Es un metal blanco azulado y es el cuarto más utilizado después del acero, aluminio y el cobre.
En el galvanizado, sirve como ánodo y protege el acero (cátodo) de ataques corrosivos.
Aleaciones
Las aleaciones más empleadas son las de aluminio (3,5-4,5%, Zamak; 11-13%, Zn-Al-Cu-Mg;
22%, Prestal, aleación que presenta superplasticidad) y cobre (alrededor del 1%) que mejoran las
características mecánicas del zinc y su aptitud al moldeo.
Es componente minoritario en aleaciones diversas, principalmente de cobre como latones (3 a 45% de
zinc), alpacas (Cu-Ni-Zn) y bronces (Cu-Sn) de moldeo.
Usos
En la fundición de bombas de combustible, parrillas de automóviles, componentes para
electrodomésticos,, equipo de cocina, maquinaria, entre otros.

8. Estaño
Es un metal blanco plateado brillante, se utiliza mas como cubierta protectora de láminas de acero
(lámina estañada). maleable, que no se oxida fácilmente y es resistente a la corrosión. Se encuentra en
muchas aleaciones y se usa para recubrir otros metales protegiéndolos de la corrosión.
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 y pigmentos.
Se usa para hacer bronce, aleación de estaño y cobre. Se usa para la soldadura blanda, aleado con plomo.
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. Es usado también en el sobretaponado de botellas de vino, en forma de cápsula. Su uso se
extendió tras la prohibición del uso del plomo en la industria alimenticia.
Aleaciones
Metales blancos, base estaño, contienen cobre, antimonio y plomo.
Estaño, cobre y antimonio son utilizadas como materiales antifricción en cojinetes, por su baja resistencia
de cizalladura y su reducida adherencia.
Las aleaciones estaño y plomo se comercializan en varias composiciones y puntos de fusión, siendo la
aleación eutéctica aquella que tiene un 61,9% de estaño y un 38,1% de plomo. La aleación eutéctica, que
necesita menor temperatura para llegar a la fase líquida es muy utilizada en la soldadura blanda de
componentes electrónicos para disminuir las probabilidades de daño por sobrecalentamiento de dichos
componentes. Algunas aleaciones basadas en estaño y plomo tienen además pequeñas proporciones de
antimonio (del orden del 2,5%).

10. Aleaciones amorfas (Vidrios metálicos)
No tienen una estructura cristalina de largo alcance como los metales. Sus átomos se
empacan apretadamente y al azar. Se parece a los vidrios estructuralmente. Contienen
hierro, níquel y cromo. Se alean con carbono, fósforo , boro, aluminio y silicio. También
existen aleaciones con zirconio, berilio, cobre, titanio, níquel.
Características
Excelente resistencia a la corrosión
Buena ductilidad
Alta resistencia
Muy baja pérdida por histéresis magnética.
Disponibilidad comercial
Cintas, alambre, tiras y polvo.
Aplicaciones
Núcleos de acero magnético para transformadores, generadores, motores, balastros
para lámparas, amplificadores magnéticos y aceleradores lineales. Se están
desarrollando aceros amorfos con resistencia dos veces mayor a los aceros de alta
resistencia, su costo es prohibitivo. El polvo se utiliza para formas cercanas a las finales
en motores espaciales

11. Estructura cristalina Estructura amorfa

13. Espumas metálicas
Son estructuras materiales en las que el metal constituye del 5% a 20% del volumen.
Fabricadas generalmente en aleaciones de aluminio, titanio o tantalio, se pueden
producir inyectando aire en el metal fundido y extrayendo la espuma que se forma en
la superficie. Esta espuma se solidifica después. También puede producirse en una red
de espuma de polímero de carbono, entre otros.
Características
Combinaciones únicas de proporción resistencia-densidad y rigidez-densidad. No tan
altas como los metales base.
Ligereza
Porosidad
Aplicaciones
Aplicaciones aeroespaciales
Filtros
Implantes ortopédicos.

15. Aleaciones con memoria de forma
Son únicos ya que después de ser deformados plásticamente a temperatura ambiente, regresan
a su configuración original mediante calentamiento. Las aleaciones con memoria de forma
pueden utilizarse para generar movimiento o fuerza en actuadores sensibles a temperatura.
Pueden ser reversibles.
Características
Memoria de forma
Buena ductilidad, resistencia a la corrosión y alta conductividad eléctrica.
Aleaciones típicas
Nitinol (55% níquel, 45% de Titanio)
Cobre-aluminio-níquel
Cobre-zinc-aluminio
Hierro-manganeso-silicio
Titanio-níquel-hafnio
Aplicaciones típicas
Sensores, armaduras para
anteojos, relevadores, interruptores, conexiones, abrazaderas, sujetadores y sellos.

17. Nanomateriales
Son materiales con granos, fibras, películas y compósitos que tienen partículas de 1 a 100 nm de
tamaño. Poseen ciertas propiedades superiores a los materiales tradicionales y comerciales.
Puede estar compuesto con cualquier combinación de elementos. Entre los más importantes están
los carburos, óxidos, nitruros, metales, aleaciones, polímeros orgánicos y composítos.
Se dividen en dos categorías: fullerenos, y nanopartículas inorgánicas.
Fullerenos
Los fullerenos son una clase de alótropos de carbono los cuales son conceptualmente hojas de
grafito enrolladas en tubos o esferas.
Estos incluyen los nanotubos de carbono que tienen gran resistencia mecánica y sus propiedades
eléctricas.
Buckminsterfullereno (Buckminsterfullerene) C60, también conocida como la buckyball, es el
miembro más pequeño de la familia de los fullerenos.
Nanopartículas o nanocristales de los metales, semiconductores, óxidos tienen buenas
propiedades mecánicas, eléctricas, magnéticas, ópticas, químicas, entre otras.
Aplicaciones
Circuitos electrónicos, medicina.

19. Bibliografía
Sharer, Shubeli Ulrich Ingeniería de los materiales México 1991 Editorial Continetal
Neely, John E. Materiales y procesos de manufactura México, Edit. Limusa 1992
ISBN 968-18-4381
Kalpakjian, Serope Manufactura, ingeniería y tecnología. 5ª edición México 2008. Edit. Pearson
ISBN 970-26-1026-5
Espumas metálicas Universidad de Valencia
http://www.cellmat.es/investigacion/espumasMetalicas.php visto el 21 de febrero de 2011
Propiedades de los metales http://www.arqhys.com/construccion/metales-propiedades.html visto
el 28 de enero de 2011
Aleaciones amorfas compañía Liquidmetal http://www.liquidmetal.com/index/ visto el 20 de
febrero de 2011
.
Histéresis magnética
http://es.wikipedia.org/wiki/Hist%C3%A9resis#Hist.C3.A9resis_magn.C3.A9tica visto el 21 de
febrero de 2011
Clasificación de las nanoparticulas
www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/.../797%20web.pdf visto el 8 de septiembre de
2011