Un archivo de las propiedades de los metales

2. METALES FERROSOS Y NO FERROSOS
DOCENTE: ING. ALEXANDER TIPAN

3. DOCENTE: ING. ALEXANDER TIPAN
Los metales ferrosos y no
ferrosos son una de las
clasificaciones más utilizadas para
dividir los tipos de metales existentes.
Se usa principalmente en la industria
de la minería comercial, en la cual el
hierro como elemento puro juega un
papel fundamental
Un metal es un material que es típicamente duro,
brillante, opaco y tiene buena conductividad eléctrica
y térmica.
Un metal puede ser un elemento
puro como el cobre o el hierro, una
aleación hecha por el hombre como el
acero o el latón, o un compuesto
molecular.

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Metales Ferrosos
Conformados por el Hierro y sus
aleaciones. Este es un concepto
metalúrgico. Las fundiciones ricas en hierro
están en este grupo además del hierro
forjado o dulce. Son muy duros y poseen
alta resistencia a la tensión. Son muy
utilizados debido a su abundancia, aunque
tienen las desventajas de ser muy duros
para trabajar, su alta densidad los hace muy
pesados y se oxidan con facilidad, por lo
que son de difícil mantenimiento.
Se denominan metales ferrosos o férricos a
aquellos que contienen hierro como elemento
base; pueden llevar además pequeñas
proporciones de otros elementos como carbono,
níquel, cromo, etc.

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Propiedades y Características
•Tienen alta concentración de Hierro.
•Son pesados. Poseen alta densidad.
•Su temperatura de fusión es elevada, por lo que se necesitan hornos muy potentes.
•Son duros.
•Se oxidan fácilmente. Su óxido es rojizo. Tienen alta capacidad de oxidación, lo que los hace
propensos a la corrosión.
•Son abundantes en la naturaleza.
•Pueden ser frágiles, aunque el acero es maleable y resistente.
•Son excelentes conductores de electricidad, magnetismo y calor.
•Son magnéticos.
•Son dúctiles y maleables a excepción de las aleaciones con alto contenido de carbono y escoria.
•Gran resistencia a la tracción.
•En líneas generales, poseen las mismas propiedades de un metal estándar

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Cuáles son los metales ferrosos:
•El Hierro. Es el único de los metales
ferrosos que está en la tabla periódica.
•Las fundiciones (hierro colado o
fundido).
•Todos los tipos de aceros, incluyendo
acero al carbono y acero inoxidable.
•Hiero forjado o dulce.
•Arrabio o Hierro en bruto.
•Hierro dúctil.
•Hierro gris
Características del hierro puro
- Es un material magnético (ferromagnético).
- Color blanco azulado.
- Muy dúctil y maleable.
- Punto de fusión: 1535 ºC
- Densidad alta (7,87 g/cm3 .)
- Se corroe y oxida con mucha facilidad.
- Bajas propiedades mecánicas (al corte, limado, conformado,
etc.
- Es un metal más bien blando.

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Definiciones.
Aleación: Es la mezcla de dos o más materiales, donde al
menos uno, de forma mayoritaria es un metal.
Los metales ferrosos son los más utilizados a nivel industrial.
Representan aproximadamente el consumo del 80% de todos
los metales.
Encontramos los siguientes tipos de metales ferrosos:
1. Hierro industrial: cuando el contenido en carbono es
menor al 0,03%.
2. Acero: Cuando el contenido en carbono está
comprendido entre el 0’03 y el 1’67%.
3. Fundición: El porcentaje de carbono está comprendido
entre el 1’67 y el 6’67%. Las aleaciones con un contenido
de carbono superior carecen de interés industrial porque
son demasiado frágiles.

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Aceros
Al añadir carbono al hierro, las propiedades mecánicas se modifican
extraordinariamente.
Cuanto mayor sea el porcentaje de carbono, mayor es su dureza y resistencia a
la tracción, pero tiene el Inconveniente de que es más frágil y menos dúctil.
Además su soldabilidad también disminuye.
a) Clasificación de los aceros
1. Aceros no aleados: son aquellos que sólo incluyen hierro y carbono.
2. Aceros aleados o especiales: Además de hierro y carbono se añaden otros
elementos, que normalmente son otros metales. El objetivo es mejorar
alguna propiedad en concreto del acero.
EJEMPLOS
Con wolframio, el acero es muy duro a cualquier temperatura y es apto para
herramientas de corte. Son los aceros rápidos
Con cromo y níquel, aumenta la dureza, la resistencia a la corrosión y la
tenacidad del acero. Son los aceros inoxidables.
Con plomo, se favorece el mecanizado (corte, limado, ...)

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A modo de ejemplo cabe citar los siguientes componentes
del automóvil que son de acero:
• Son de acero forjado entre otros componentes:
cigüeñal, bielas, piñones, ejes de transmisión de caja de
velocidades y brazos de articulación de la dirección.
• De chapa de estampación son las puertas y demás
componentes de la carrocería.
• De acero laminado son los perfiles que conforman el
bastidor.
• Son de acero todos los muelles que incorporan como
por ejemplo; muelles de válvulas, de asientos, de
prensa embrague, de amortiguadores, etc.
• De acero de gran calidad son todos los rodamientos que
montan los automóviles

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Laminación: descripción y tipos.
Se conoce como laminación o laminado (a veces también se denomina rolado) al proceso industrial por
medio del cual se reduce el espesor de una lámina de metal o de materiales semejantes con la aplicación de
presión mediante el uso de distintos procesos, como la laminación de anillos o el laminado de perfiles.
Laminado caliente: El laminado en caliente es un proceso de trabajo de metales que se produce por encima
de la temperatura de recristalización del material
Laminado en frío: El laminado en frío se realiza con el metal por debajo de su temperatura de recristalización
(generalmente, a temperatura ambiente), lo que aumenta su resistencia a través del endurecimiento por
deformación hasta en un 20%. También mejora el acabado superficial y mantiene más ajustadas las
tolerancias. Los productos comúnmente laminados en frío incluyen planchas, tiras, barras y varillas;
productos que suelen ser más pequeños que los mismos productos laminados en caliente.

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Metales No Ferrosos
Son aquellos que tienen poca presencia de hierro en su estado natural. Al extraer metales de las minas
es necesario separarlos de otros minerales como el hierro. Se puede decir que todos los metales que se
hayan en la tabla periódica son no ferrosos, con la excepción lógica del hierro.
Características
• No poseen hierro.
• Son ligeros.
• Son más resistentes a la corrosión.
• Son buenos conductores de electricidad y energía calórica.
• Son abundantes, aunque no tanto como el hierro.
• Su temperatura de fusión es variable. Algunos la tienen más alta que el hierro.
• Los más conocidos tienen poca resistencia mecánica y son blandos, en comparación con el hierro, aunque hay
excepciones como el titanio,que tiene baja densidad pero es muy duro

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Clasificación
Se pueden clasificar en cuatro grupos
a. Metales pesados: Son aquellos cuya densidad es igual o
mayor a 5 gr/cm3. Se encuentran en este grupo el cobre, el
estaño, el plomo, el cinc, el níquel, el cromo y el cobalto.
b. Metales ligeros: Tienen una densidad comprendida entre 2
y 5 gr/cm3. Los más utilizados son el aluminio y el titanio.
c. Metales ultraligeros: Su densidad es menor a 2 gr/cm3. Se
encuentran en este grupo el berilio y el magnesio, aunque
el primero de ellos raramente se encuentra en estado
puro, sino como elemento de aleación.
d. Metales nobles: densidad alta. Este grupo, por su
densidad, debería pertenecer a los metales pesados pero
por su relevancia histórica siempre se han estudiado por
separado. Son el oro, la plata y el platino. Todos estos
metales no ferrosos, es estado puro, son blandos y poseen
una resistencia mecánica bastante reducida. Para mejorar
sus propiedades, los metales puros suelen alearse con
otros

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Propiedades
•Son duros, maleables y dúctiles.
•Excelente conductividad eléctrica.
•Baja densidad.
•Resistentes a la corrosión.
•Tienen las mismas propiedades que los
metales básicos que conocemos
comúnmente
Ejemplos
Aunque ya sabemos que son todos los metales menos el
hierro, veamos cuáles son los metales no ferrosos más
importantes para la metalurgia:
•Cobre
•Zinc
•Plomo
•Estaño
•Aluminio
•Níquel
•Manganeso
•Titanio
•Latón
•Acero de tungsteno

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TAREA.
Aleaciones del cobre
Latones:
• Cu con Zn
• Menos resistente que el Cu
• Soporta mejor el agua y el vapor
• Uso en casquillos de ajuste de piezas mecánicas
• Se añade Cu (moldeabilidad), Sn y Al (resistencia a la corrosión marina) o Pb (capacidad de mecanizado) para
mejorar las propiedades.
Latones binarios cobre−cinc.
Los Latones Binarios tienen características muy específicas y sus aplicaciones están relacionadas con el porcentaje de
zinc que contenga la aleación. Usos:
• Bisutería de fantasía.
• Discos para monedas e insignias.
• Quincallería. Fundas de balas.
• Aplicaciones industriales.
• Instrumentos musicales.
• Telas metálicas.
• Radiadores de automóviles.
• Accesorios de fontanería sanitaria. Arquitectura.

15. DOCENTE: ING. ALEXANDER TIPAN
Latones con plomo.
Desde el punto de vista de la maquinabilidad, los latones con
plomo están a la cabeza de todas las demás aleaciones.
• Piezas roscadas para electrotecnia
• Engranajes
• Conexiones machos y hembras
• Piezas para circuitos eléctricos e instrumentos de precisión
• Relojería
• Válvulas para bicicletas
• Tornos automáticos de gran velocidad
• Accesorios para carpintería
• Piezas para automóviles
• Elementos mecánicos diversos
• Accesorios decorativos
• Marcos de puertas, ventanas y vitrinas
• Rieles para cortinas

16. DOCENTE: ING. ALEXANDER TIPAN
Latones especiales.
Entre los Latones Especiales existe una gran variedad, pero los más importantes
son los siguientes: Latón con Aluminio, Latón Almirantazgo, Latón Naval, Latones
de Alta Resistencia. La Hélice naval de latón de alta resistencia, es una aplicación
de Latón Especial. Por sus características, los Latones Especiales son utilizados en
la fabricación de:
• Tubos de Condensadores
• Tubos de Evaporadores y de Cambiadores de Calor
• Quincallería naval
• Engranajes
• Tuberías para aire comprimido e hidráulica
• Perfiles arquitectónicos

17. DOCENTE: ING. ALEXANDER TIPAN
Bronces:
- Cu con Sn (o cualquier otro metal menos el Zn). La aleación
básica de bronce contiene aproximadamente el 88 % de
cobre y el 12 % de estaño.
- Alta resistencia mecánica
- Elevada resistencia a la corrosión
- La aleación alfa de bronce con un 4 a 5 % de estaño se
utiliza para acuñar monedas y para fabricar resortes,
turbinas, y herramientas de corte.
Bronce de aluminio (cuproaluminio):
- 90% Cu
- 10% Al.
- Mayor dureza y resistencia a la oxidación y corrosión.
- Uso en industria para equipos expuestos a líquidos
corrosivos.

18. DOCENTE: ING. ALEXANDER TIPAN
Bronce para armas de fuego
- A partir del descubrimiento de la pólvora se utilizó un bronce para cañones compuesto por un 90 a 91 % de cobre y
un 9 a 10 % de estaño, proporción que se denomina comúnmente "bronce ordinario". Estas armas eran conocidas
en China en épocas tan tempranas como el siglo XI a. C., y en Europa se utilizaron a partir del siglo XIII tanto para
cañones como en falconetes. Para el siglo XV la artillería del Imperio otomano contaba con grandes bombardas de
bronce.
Bronce para campanas
- La fundición para campanas es generalmente frágil. La mayor proporción de cobre produce tonos más graves y
profundos a igualdad de masa, mientras que el agregado de estaño, hierro o zinc produce tonos más agudos. Para
obtener una estructura más cristalina y producir variantes en la sonoridad, los fundidores han utilizado también otros
metales como antimonio o bismuto en pequeñas cantidades. La aleación con mayor sonoridad para fabricar campanas
es el denominado metal de campana, que consta de 78 % de cobre y de 22 % de estaño. Es relativamente fácil para
fundir.

19. DOCENTE: ING. ALEXANDER TIPAN
ALUMINIO
Las propiedades de este metal son:
- Es un metal muy ligero (2,7 gr/cm3 ) y muy resistente a la
oxidación.
- Es un buen conductor eléctrico y del calor.
- Es muy dúctil y maleable.
- Su punto de fusión es de 660oC.
- Es el elemento metálico más abundante en la corteza
terrestre.
- Resistencia a la corrosión y la oxidación.

20. DOCENTE: ING. ALEXANDER TIPAN
Aplicaciones
El aluminio puro es blando y frágil, pero sus aleaciones con pequeñas cantidades de cobre, manganeso,
silicio, magnesio y otros elementos presentan una gran variedad de características adecuadas a las más
diversas aplicaciones. Estas aleaciones constituyen el componente principal de multitud de componentes
de los aviones y cohetes, en los que el peso es un factor crítico.
• Transporte, como material estructural en aviones, automóviles, tanques, superestructuras de buques,
blindajes, etc.
• Estructuras portantes de aluminio en edificios
• Embalaje, papel de aluminio, latas, tetrabrik, etc.
• Construcción; ventanas, puertas, perfiles estructurales, carpintería del aluminio en general, etc.
• Bienes de uso; utensilios de cocina, herramientas, etc.
• Transmisión eléctrica. Aunque su conductividad eléctrica es tan sólo el 60% de la del cobre, su mayor
ligereza disminuye el peso de los conductores y permite una mayor separación de las torres de alta
tensión, disminuyendo los costes de la infraestructura.
• Recipientes criogénicos (hasta -200 ºC, ya que no presenta temperatura de transición (dúctil a frágil)
como el acero, así la tenacidad del material es mejor a bajas temperaturas, calderería.
• El corundo (Al2O3) es utilizado como abrasivo. Unas variantes (rubí, zafiro) se utilizan en la joyería
como piedras preciosas.

21. DOCENTE: ING. ALEXANDER TIPAN
Diferencias entre metales ferrosos y no ferrosos
Estos tipos de metales tienen muchas características en
común, ya que son metales básicos que todos
conocemos.
Su diferencia fundamental es que los ferrosos
contienen mucho hierro y los no ferrosos tienen poco
o casi nada de hierro en su estado natural o en las
minas de extracción.
Otra diferencia es que el hierro es muy magnético,
mientras que los metales no ferrosos, pocos presentan
esta propiedad