Propiedades Generales de los Metales
Metales vs. Polímeros y Cerámicos
Los metales se distinguen por su alta rigidez, tenacidad, buena conductividad eléctrica y térmica. En contraste, los polímeros tienen baja conductividad térmica y son aislantes eléctricos. Los cerámicos se ubican entre metales y polímeros en cuanto a peso y conductividad.
Clasificación de los Metales
Metales Ferrosos y No Ferrosos
Los metales se dividen en dos grupos: ferrosos (basados en hierro, como aceros y fundiciones) y no ferrosos (todos los demás metales).
Aleaciones
Definición y Soluciones Sólidas
Una aleación es un metal compuesto por uno o más elementos, de los cuales al menos uno es metálico. Una solución sólida es una aleación donde un elemento se disuelve en otro, formando una estructura de fase única.
Aceros
El acero es una aleación hierro-carbono con 0.02% a 2.11% de carbono en peso. Puede contener otros elementos aleantes como cromo, manganeso, molibdeno, níquel y vanadio.
Hierro Fundido
El hierro fundido tiene más de 2.11% (hasta 4-5%) de carbono y 1-3% de silicio.
Fortalecimiento del Acero
Los elementos aleantes forman soluciones sólidas con el hierro y carburos (compuestos metálicos con carbono), aumentando la resistencia del acero. El carbono también aumenta la resistencia y dureza, pero reduce la ductibilidad.
Tipos de Aceros
Acero Inoxidable Austenítico
Contiene cromo (usualmente más del 15%) y níquel (típicamente 8%). Es no magnético, muy dúctil y se endurece por trabajo.
Otros Metales Importantes
Aluminio
Destaca por su alta conductividad eléctrica y térmica, resistencia a la corrosión, ductilidad y facilidad de deformación.
Magnesio
Es el metal estructural más ligero, fácil de mecanizar y se puede alear y tratar térmicamente para aumentar su resistencia.
Cobre
Su baja resistividad eléctrica lo hace ideal para aplicaciones eléctricas. Se alea con estaño para formar bronce y con zinc para formar latón.
Níquel
Se usa en aleaciones de acero (como acero inoxidable) y como chapado sobre otros metales.
Titanio
Tiene bajo coeficiente de expansión térmica, alta rigidez y resistencia, buena resistencia a altas temperaturas y es reactivo en su forma pura.
Zinc
Se utiliza en fundición a presión, galvanización y producción de latón.
Plomo y Estaño
Forman la aleación de soldadura blanda para conexiones eléctricas.
Metales Especiales
Metales Refractarios
Son metales con alta resistencia a altas temperaturas, como molibdeno, columbio, tungsteno y tantalio.
Metales Nobles
Son químicamente inactivos, como oro, platino, plata y cobre.
Superaleaciones
Son aleaciones de alto desempeño con excelente resistencia mecánica y a la degradación superficial a altas temperaturas. Se basan en hierro, níquel o cobalto.
Fortalecimiento de Metales
Los metales se pueden fortalecer mediante aleación, trabajo en frío y tratamiento térmico.