Materiales Industriales: Acero, Plásticos y Cerámicos – Propiedades y Aplicaciones


Acero

El acero es una aleación de hierro con pequeñas cantidades de otros elementos, principalmente carbono (alrededor del 1%). Esta mezcla, al ser templada (calentada y sumergida en agua fría), adquiere gran dureza y elasticidad.

Tipos de Aceros

  1. Acero aleado o especial: Acero al que se han añadido elementos no presentes en los aceros al carbono.
  2. Acero autotemplado: Acero que adquiere el temple por simple enfriamiento en el aire, sin necesidad de sumergirlo en aceite o en agua.
  3. Acero calmado o reposado: Acero que ha sido completamente desoxidado antes de colarlo, mediante la adición de manganeso, silicio o aluminio.
  4. Acero de construcción: Acero con bajo contenido de carbono y adiciones de cromo, níquel, molibdeno y vanadio.
  5. Acero de rodamientos: Se obtiene a partir de aleaciones del 1% de carbono y del 2% de cromo, a las que se somete a un proceso de temple y revenido. Se emplea en la construcción de rodamientos a bolas y en general.
  6. Acero dulce: Denominación general para todos los aceros no aleados, obtenidos en estado fundido.
  7. Acero duro: Es el que una vez templado presenta un 90% de martensita.
  8. Acero efervescente: Acero que no ha sido desoxidado por completo antes de verterlo en los moldes.

Diferencia entre Hierro y Acero

Existen muchas diferencias entre el hierro y el acero. Principalmente, el hierro es un elemento, mientras que el acero es una aleación de hierro y carbono. En esta aleación, el hierro está presente en una cantidad mayor. Se pueden agregar varios otros metales al acero para producir aleaciones con diferentes propiedades. Por ejemplo, si se agrega cromo al acero, se obtiene acero inoxidable, que es durable y no se oxida fácilmente. En la industria de la construcción, el acero se utiliza, en la mayoría de los casos, como base. Antiguamente se utilizaba el hierro, lo que dio paso a la fundición de este y, a continuación, al hierro forjado. Actualmente, se utiliza el acero porque es más fuerte que el hierro y tiene mejores propiedades de tensión y compresión.

Otra diferencia se puede percibir a través del porcentaje de carbono. El hierro que contiene menos de un 2% de carbono se llama acero, mientras que el que contiene más de un 2% de carbono se denomina arrabio. Cuando se procesa mineral de hierro con carbón de coque en un horno, se obtiene el arrabio. Cuando este arrabio se procesa para reducir el porcentaje de carbono, pasando por varios hornos, se obtiene el acero. Se pueden agregar elementos como el cromo, manganeso y silicio para hacer distintas aleaciones.

Plásticos: Definición y Tipos

Los materiales plásticos son un conjunto de materiales de origen orgánico. Se obtienen artificialmente a partir de productos del petróleo, carbón, gas natural, materiales vegetales (celulosas) o proteínas. En alguna fase de su fabricación, han adquirido la suficiente plasticidad para darles forma y obtener productos industriales. Los plásticos son polímeros sintéticos, formados por moléculas cuyo principal componente es el carbono. En general, los plásticos son más ligeros que los metales, son mucho más fáciles de moldar y mantienen una resistencia a las deformaciones aceptable. Los tipos de plásticos más utilizados en la actualidad son: poliestireno, resinas fenólicas, polipropileno y resinas úricas. Los plásticos se pueden fabricar a partir de:

  • Productos artificiales: Se elaboran a partir de productos naturales.
  • Productos sintéticos: Se elaboran a partir de productos creados por el hombre.

Definición de Pinturas

La pintura es un proceso en el que una materia colorante se aplica, mediante algún método, a una superficie o soporte, con el propósito de representar o sugerir a través de la línea, color y materia, alguna entidad visible o imaginaria.

A esta definición se puede añadir que la pintura es una expresión artística que busca la representación de ideas estéticas sobre una superficie bidimensional, en ocasiones tridimensional, utilizando elementos como el dibujo, el modelado y el colorido.

La pintura es una de las actividades humanas más antiguas, anterior a la escritura, convirtiéndose en una de las expresiones más importantes para definir y caracterizar una época.

La historia de la pintura comenzó aproximadamente hace 30.000 años y no ha parado en su evolución, existiendo hoy en día innumerables tendencias y movimientos artísticos. A lo largo de la historia del arte, y de la historia de la pintura en concreto, se han producido infinidad de transformaciones de la función, gusto, realización, etc.

Origen de los Plásticos

El primer plástico se origina como resultado de un concurso realizado en 1860, cuando el fabricante estadounidense de bolas de billar Phelan and Collander ofreció una recompensa de 10.000 dólares a quien consiguiera un sustituto aceptable del marfil natural. El inventor norteamericano Wesley Hyatt desarrolló un método de procesamiento a presión de la piroxilina, un nitrato de celulosa de baja nitración tratado previamente con alcanfor y una cantidad mínima de disolvente de alcohol.

Productos Cerámicos en el Mercado

Los productos cerámicos tienen una enorme variedad de aplicaciones, comenzando con el ladrillo común para la construcción, pasando por la porcelana delicada y llegando al vidrio óptico especializado.

Es importante estudiar con mayor detalle el método de preparación de los productos cerámicos que el de los productos metálicos, ya que, en general, los productos no se pueden forjar a partir de barras o láminas para obtener una pieza terminada. En la mayoría de los casos, se debe manejar la materia prima, prensarla para darle forma de ladrillo, plancha o magneto y, luego, desarrollar la estructura en la forma deseada calentándola.

Fabricación de la Cerámica

Antes de examinar las vasijas encontradas en un yacimiento arqueológico, es necesario conocer el proceso por el que la materia prima se transforma en un producto cerámico.

Para establecer un sistema para clasificar la cerámica, se deben conocer las características físicas de la materia prima y entender cómo les afectan todas las etapas del proceso de fabricación, así como reconocer e identificar correctamente las huellas que dejan estas actividades.

Las fases principales en la fabricación de la cerámica son:

  1. Obtención de la materia prima
  2. Preparación de la materia prima
  3. Modelado de la vasija
  4. Tratamientos anteriores a la cocción
    • Secado
  5. Cocción
  6. Tratamientos posteriores a la cocción

Estos pasos están unidos por complejas interrelaciones debidas, por una parte, al carácter de la materia prima, las herramientas, la habilidad del ceramista y el entorno productivo y, por otra, al tipo de producto deseado.

Tipos de Cerámicos

  • Cerámica ordinaria: Se utiliza a temperatura ambiente.
  • Cerámica refractaria: Se utiliza a temperatura elevada. Sus componentes fundamentales son: sílice, alúmina (le da el color y el aspecto determinado) y algunos óxidos metálicos.

Clasificación de los Cerámicos Ordinarios

Los cerámicos ordinarios se clasifican según su aspecto en cuatro tipos:

  • Cerámicos porosos: Poseen arcilla de grano grueso, áspera, permeable y absorben la humedad (ladrillos, tejas, etc.).
  • Cerámicos semicompactos: Poseen arcilla de grano fino, poco permeable y no absorben la humedad.
  • Cerámicos compactos: Poseen estructura microcristalina, impermeables (lozas finas, porcelanas), suaves y no absorben humedad.
  • Cerámicos tenaces: Soportan altos esfuerzos y temperaturas elevadas.

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