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Metales
MAPA DE CONTENIDOS
LOS METALES
son
se clasifican en
en el taller
se realizan
operaciones de
en la industria
se realizan
operaciones de
se obtienen
conductores
FÉRRICOS
NO FÉRRICOS
medir y marcar
embutición
en alto horno
dúctiles
hierro dulce
cobre
doblar
troquelado
por electrolisis
maleables
aceros
estaño
cortar
soldadura punto
a punto
resistentes
fundiciones
cinc
taladrar
densos
aluminio
desbastar
duros
magnesio
unir
tenaces
titanio
taladrado
tronzado
fresado y torneado
fabricación asistida
con ordenador
OBJETIVOS
• Conocer las propiedades generales de los metales,
su clasificación y las aplicaciones para las que son
adecuados.
• Diferenciar los distintos tipos de metales que existen
según las características que tienen.
• Emplear las técnicas básicas de trabajo con metales:
conformación, corte, unión, y acabado de metales.
• Analizar objetos técnicos metálicos y entender
las razones que conducen a la elección de un
determinado metal en su diseño.
• Desarrollar habilidades necesarias para manipular
correctamente y con seguridad las herramientas
empleadas en el trabajo con metales.
• Valorar el reciclado como una necesidad
para reducir el impacto ambiental de la explotación
de los metales.
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PROGRAMACIÓN DE AULA
CONTENIDOS
CONCEPTOS
•
•
•
•
•
PROCEDIMIENTOS,
DESTREZAS
Y HABILIDADES
•
•
•
•
ACTITUDES
• Respeto de las normas de seguridad cuando se hace uso de herramientas.
• Sensibilidad ante el impacto social y medioambiental producido
por la explotación, la transformación y el desecho de metales.
• Valoración positiva del reciclado de metales como medio de obtención
de materia prima.
• Fomento del ahorro en el uso de material en el taller.
Propiedades de los materiales.
Materiales metálicos: clasificación.
Materiales férricos: propiedades y aplicaciones.
Materiales no férricos: propiedades y aplicaciones.
Técnicas básicas de trabajo de metales en el taller: herramientas y uso seguro
de las mismas.
• Técnicas industriales del trabajo con metales.
• Obtención de metales: obtención a altas temperaturas y en celda electroquímica.
• Impacto medioambiental.
Identificar el metal con el que está fabricado un objeto.
Evaluar las propiedades que debe reunir un metal para construir un objeto.
Elegir materiales atendiendo a su coste y características.
Trabajar con metales y usar las herramientas de manera correcta.
EDUCACIÓN EN VALORES
1. Tecnología y sociedad. Las alumnas y alumnos deben aprender a reconocer el papel fundamental
que desempeña la tecnología en cada momento de nuestra actividad, y, en concreto, el papel destacado
de los materiales metálicos en el desarrollo y progreso tecnológico.
Una manera de visualizar la influencia que estos materiales han tenido y tienen en la mejora de nuestras
condiciones de vida y en los modos de realizar nuestras tareas puede ser identificar actividades y comprobar
qué papel desempeñan en ellas los metales; en cuáles de estas aplicaciones pueden ser sustituidos
por otro tipo de materiales y en cuáles no. De este modo comprenderán de una forma gráfica las ventajas
que los metales presentan frente a otro tipo de materiales.
2. Educación para la salud. Puede trabajarse comentando la toxicidad que tienen algunos metales (mercurio,
plomo, metales pesados) para las personas y los ecosistemas cuando se procesan en las industrias.
Se puede sugerir también un trabajo de investigación a los alumnos.
3. Educación del consumidor. Se trata desde el punto de vista de que el alumno puede diferenciar determinados
metales y considerar su idoneidad para un uso u otro, teniendo un criterio propio cuando compre un objeto
metálico.
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COMPETENCIAS QUE SE TRABAJAN
Competencia en comunicación lingüística
En la sección Rincón de la lectura se trabajan
de forma explícita los contenidos relacionados
con la adquisición de la competencia lectora, a través
de textos con actividades de explotación.
de la unidad en temas actuales relacionados con la
vida cotidiana del alumno. Se proponen algunas
páginas web interesantes que refuerzan los
contenidos trabajados en la unidad.
Competencia en el conocimiento y la interacción
con el mundo físico
El estudio de los metales es muy importante para
desarrollar las habilidades necesarias en el mundo
físico que rodea al alumno, este estudio le pone
de manifiesto que los metales están muy presentes
en la vida cotidiana. Además, la interacción que estos
producen con el medio debido a su extracción
y durabilidad, les acerca a la idea de respeto al medio
ambiente.
En esta unidad se estudian los metales. Cabe
destacar la importancia que estos tienen a lo largo
de la historia. Se describen los tipos de metales,
las características de cada uno y las aplicaciones.
Tratamiento de la información y competencia digital
En la sección Rincón de la lectura se trabaja con
artículos de prensa para contextualizar la información
Autonomía e iniciativa personal
Competencia social y ciudadana
Competencia para aprender a aprender
Una síntesis de la unidad en la sección Resumen
para reforzar los contenidos más importantes,
de forma que el alumno conozco las ideas
fundamentales del tema.
El conocimiento y la información contribuyen
a la consecución de esta competencia.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
1. Conocer las propiedades básicas de los metales
como material de uso técnico.
2. Conocer los distintos metales y diferenciarlos
en función de sus características propias.
3. Identificar de qué metal están constituidos
diferentes objetos o productos metálicos.
4. Emplear las técnicas básicas de trabajo
con metales.
5. Utilizar las herramientas de forma segura.
6. Valorar el impacto ambiental del uso de metales.
ÍNDICE DE FICHAS
TÍTULO DE LA FICHA
CATEGORÍA
1. Identificando metales
Refuerzo
2. Trabajando con metales
Refuerzo
3. Nuevas aplicaciones
de los metales
Ampliación
4. En la Red
Ampliación
5. Evaluación
Evaluación
6. Autoevaluación
Evaluación
7. Soluciones
Evaluación
TÍTULO DE LA FICHA
CATEGORÍA
8. Los metales férricos
Contenidos para
saber más…
9. Los metales no férricos
Contenidos para
saber más…
10. La metalurgia
Contenidos para
saber más…
11. Síntesis
Contenidos para
saber más…
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SOLUCIONARIO
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1
4
Porque el 90 % de la producción mundial de metales corresponde a aleaciones férricas, debido a
que el hierro es abundante, es barato y mejora sus
propiedades al alearlo.
5
Ambas son aleaciones de hierro y carbono que se
diferencian en la composición química de carbono.
Los aceros tienen entre un 0,1 y un 2 % de carbono, y las fundiciones, entre un 2 y un 5 % de carbono. Esta diferencia hace que presenten propiedades diferentes. Los aceros son más dúctiles y
maleables que las fundiciones, se pueden soldar
y se oxidan con facilidad. En contraposición, las fundiciones son más duras, frágiles y se cuelan con facilidad, porque funden a menor temperatura.
6
Al incrementarse el contenido en carbono, aumenta la dureza de la aleación y disminuye la maleabilidad y la ductilidad.
7
a) Magnesio.
d) Cinc.
b) Cobre.
e) Aluminio.
Operaciones:
• Medir.
• Marcar.
• Trazar.
• Cortar.
Herramientas:
• Medir con regla el diámetro y la posición del centro de la circunferencia en la lámina metálica.
• Marcar el centro de la misma con una punta de
trazar.
• Con la bigotera se marca el círculo.
• Con las tijeras de chapa se corta el metal.
2
Con una lámina de 20 × 20 cm podemos hacer un
marco de 20 cm de lado. Para ello:
Medir y marcar: dividir la plancha
en cinco tiras iguales de 20 × 4 cm.
Se marcan con la bigotera líneas paralelas al borde de 4 cm de grosor.
Cortar: cortar cada tira con la tijera
de chapa.
c) Titanio.
8
b) Magnesio, aluminio, titanio, estaño, cinc, fundición, acero, cobre.
Marcar: marcar a 2 cm de cada esquina y trazar la diagonal. Cortar con
la tijera de chapa.
9
Doblar: doblar la chapa para hacer
el perfil del marco. Emplear el tornillo de banco y el mazo blando.
Unir: soldar los perfiles con estaño
empleando un soldador.
PÁGS. 96 y 97
3
a) Verdadero, porque pueden deformarse aplicando presión.
b) Falso, porque, aunque sea líquido, también conduce la electricidad.
c) Falso, porque hay metales que no son atraídos
por un imán, por ejemplo, el cobre.
d) Falso, porque la fundición contiene entre un 2
y un 5 % de carbono.
e) Verdadero, porque a mayor contenido en carbono, mayor dureza y menor ductilidad y maleabilidad.
86
a) Titanio, acero, fundición, cobre, magnesio, aluminio, estaño, cinc.
Las aleaciones de cobre son el latón y el bronce.
Ambas son más resistentes mecánicamente que el
cobre puro, y, en concreto, el bronce más que
el latón. Son más duras, y el bronce es mucho más
resistente a la corrosión que el cobre, y eso que el
cobre puro ya es resistente a la corrosión. Es decir,
mejoran las propiedades mecánicas y químicas.
Además, en el caso del bronce destaca su facilidad
para ser fundido y vertido en un molde.
10 La fundición, en general, no es maleable, por lo que
siempre se moldea, y no se podrán obtener planchas de fundición. Sin embargo, añadiendo metales como el magnesio podemos obtener fundiciones que sí son maleables.
11 • Extracción del mineral que contiene el aluminio
y tratamiento previo del mineral.
• Extracción del metal por electrólisis.
• Solidificación del metal entre rodillos de laminación.
• Embutición de la chapa metálica para obtener la
pieza cilíndrica.
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• Lacado exterior que identifique la bebida y recubrimiento interior que proteja al metal de la
corrosión.
12 Son más fáciles de tornear los de bajo contenido
en carbono, porque son más blandos (suaves).
13 Una celda electroquímica suministra corriente eléc-
trica a un material (electrolito) por medio de unos
electrodos conectados a un voltaje determinado.
Sirve para descomponer dicho material por la
reacción electroquímica, y extraer así el metal puro
del mineral.
14 Cabeza de martillo
c) Ala de un avión: de aleación de 94 % aluminio, 4 % cobre y 2 % magnesio, porque es ligera y resistente (más que el aluminio puro, y
relativamente económica). Podría ser también
de aleación magnesio-aluminio (91 % magnesio), pero es una opción mucho más cara (el doble).
d) Cable de un ascensor: de acero, porque es el
más resistente, junto con el titanio, pero el titanio es mucho más caro.
e) El recipiente que contiene cobre fundido: de
acero, porque es el metal más barato capaz
de soportar la temperatura de fusión del cobre.
Resistente a flexión
Filamento de bombilla
Maleable e inoxidable
Imán
Resistente a altas
temperaturas y dúctil
Viga de acero
Tenaz
Lata de refresco
Magnético
15 Porque el cobre es muy pesado y el aluminio es
muy ligero. Por tanto, aunque el aluminio conduzca peor la electricidad, los cables pesarán menos.
Además, el aluminio es más barato que el cobre
(casi la mitad), lo que supone un ahorro considerable. El inconveniente reside en que es menos resistente a la tracción, por lo que se rompe con más
facilidad. Para reforzarlo se emplea el acero, que,
aunque es pesado, es muy resistente, y más barato incluso que el aluminio.
19 a) De bronce, porque es muy resistente y fácil de
colar en un molde de formas complicadas.
b) Sería pesada, porque el cobre es un metal pesado y, por tanto, también lo son sus aleaciones.
c) No. Elegiría un metal ligero y resistente, por ejemplo el titanio, que pesa la mitad que el cobre y
es muy resistente, o el magnesio aleado con aluminio, que tiene una resistencia a la tracción
similar al cobre y es todavía más ligero que el titanio.
20 El más idóneo es una aleación de titanio-alumi-
nio, porque será muy resistente a altas temperaturas (el titanio funde a 1800 °C) y, al alearse con
aluminio, tiene mejores propiedades mecánicas que
el titanio puro.
16 Porque, aunque el cobre es muy buen conductor
del calor, resulta muy caro. Los materiales empleados cumplen igualmente su función y son mucho
más económicos. El cobre se reserva para aplicaciones más específicas, como calefactores industriales, donde estos otros materiales no dan el rendimiento deseado.
17 Porque el acero es fácilmente oxidable, y el esta-
ño, no. De esta forma, el envase no altera las cualidades del producto, ni el producto ataca al envase.
21 • Marcar medidas y centros de taladros.
• Cortar.
• Taladrar o troquelar si se realiza a nivel industrial.
• Curvar.
• Montar y remachar el bulón (tornillo) central.
El metal es latón fácilmente identificable por el color amarillo característico.
22 a) Acero inoxidable.
18 a) La pata de una silla de una nave espacial: de
magnesio, porque es ligero y resistente, y en una
nave espacial es muy importante reducir el
peso. También valdría una aleación de magnesio-aluminio.
b) Un implante de fémur: de titanio, porque es muy
resistente y no es rechazado por el cuerpo humano (biocompatibilidad).
b) Laminación y embutición. Primero se obtiene
una lámina de acero a la que se le da la forma
final mediante embutición.
23 a) Unión soldada.
b) Uniones roscadas.
c) Unión remachada.
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SOLUCIONARIO
24 Es necesario:
• Extraer los metales puros: el cobre por electrolisis y el estaño por reducción en un horno.
• Alearlos: en la proporción adecuada, 10 % de estaño y 90 % de cobre.
• Fundir la mezcla y colarla en un molde.
• Dejar solidificar y extraer la pieza.
25 El material empleado es acero, por su resistencia
mecánica y porque es muy barato. En el caso de
plataformas petrolíferas, se emplea un acero de una
aleación especial que lo hace resistente a la corrosión marina.
Una vez acabado el periodo de explotación, se
debe desmantelar la plataforma y recuperar el
acero para que el impacto ambiental sea el mínimo
posible.
26 No, porque la superficie de soldadura está curva y
es muy grande, de manera que la soldadura solidifica antes de realizar la unión. Es necesario usar
un soplete para que el tubo esté caliente y el estaño fluya por la junta metálica, y luego solidifique,
de forma que la unión sea estanca.
27 Se fabrican a partir de una pieza cilíndrica que es
torneada. La tuerca se vacía interiormente a la vez
que se le dibuja la rosca, y el tornillo se hace exteriormente.
28 La mayor parte de los materiales empleados en la
construcción de los grandes barcos es acero y fundición. Cuando son inservibles, se desguazan y
se recuperan las piezas servibles, y del resto se recuperan los metales como materias primas. Esta
operación es muy costosa y arriesgada para los trabajadores, y muy interesante para las empresas que
se dedican a ello, porque luego venden de nuevo
los metales como materias primas.
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REFUERZO
FICHA 1
IDENTIFICANDO METALES
El diseño y construcción de elementos metálicos depende de la función de dicho elemento,
de las condiciones que debe soportar y de las características que debe tener. De ello dependerá
el uso o el rechazo de un metal concreto para dicha aplicación.
CUESTIONES
1
Averigua de qué metal se han fabricado los siguientes objetos y justifica la elección en función
de las propiedades del mismo.
OBJETO
METAL
PROPIEDADES DEL METAL
QUE JUSTIFICAN LA ELECCIÓN
Casco de un barco
Estructura de un avión
Pomo de una puerta
Tubos de la instalación
de calefacción
Clavo
Sierra
Perfil de construcción
Ventana
Carrocería de un coche
Llanta de un camión
2
Indica qué metal o aleación emplearías para fabricar un objeto que tenga las siguientes condiciones
de diseño.
CONDICIONES DE DISEÑO
METAL O ALEACIÓN
Carrocería de robot marino para elevadas profundidades
Estructura de satélite espacial
Hélices de helicóptero
Plato, vaso y cubiertos de montañero para escalada a gran altura
Aguja de brújula
Reactor químico de productos corrosivos
Tirantes de un puente colgante
Hélice de un barco
Prótesis bucal
Bobinado de un motor eléctrico
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REFUERZO
FICHA 2
TRABAJANDO CON METALES
Cuando se trabaja en el aula taller con
metales, se deben emplear las herramientas
adecuadas y poner en práctica las técnicas
de trazado, corte, taladrado, doblado, unión,
desbastado y acabado. Debes tener siempre
presente las normas de seguridad para evitar
riesgos innecesarios y accidentes
no deseados.
PROCEDIMIENTO
1
En la fotografía puedes ver un Juguete de viento
metálico del artista César Manrique.
Esta escultura se encuentra en la isla
de Lanzarote, en el municipio de Arrieta.
La escultura se mueve señalando la dirección
en la que sopla el viento.
Completa la hoja de proceso de fabricación
del objeto metálico de la figura, siguiendo
el ejemplo.
PIEZA
Conos
DIBUJO
OPERACIONES
•
•
•
•
•
Marcar
Cortar
Desbastar
Pulir
Pintar
HERRAMIENTAS
•
•
•
•
Punta de trazar
Bigotera
Tijera de chapa
Lima y estropajo
metálico
• Pincel
MATERIAL
• Chapa metálica
• Pintura
Varillas
…
…
…
…
…
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AMPLIACIÓN
FICHA 3
NUEVAS APLICACIONES DE LOS METALES
El estudio y diseño de nuevos materiales es el objeto de la ingeniería de materiales.
Cada vez, las exigencias son mayores, y los requerimientos de diseño, más exigentes,
por lo que el campo de aplicación de los materiales es mayor.
LECTURA
LOS MATERIALES DEL NUEVO BMW
Motor de seis cilindros y cárter del cigüeñal con magnesio
ultraligero
El motor es de seis cilindros colocados en línea
con una potencia de 276 CV. Con el fin de reducir el peso,
BMW utiliza magnesio por primera vez en un automóvil
fabricado en grandes series, un material aproximadamente
un 30 por ciento más ligero que el aluminio. Concretamente,
se emplea en el cárter y en los apoyos del cigüeñal, así como
en la tapa de la culata. El BMW 330i tarda 6,3 segundos
en acelerar de 0 a 100 km/h y su velocidad punta es de 250 km/h. El consumo es de 8,7 litros
a los 100 kilómetros.
Tecnología punta para una conducción aún más dinámica
Siguiendo con la afamada tradición de BMW, el nuevo BMW Serie 3 dispone de las características típicas
de la marca, es decir, motor montado longitudinalmente, tracción posterior y una distribución equilibrada del
peso sobre los ejes en proporción de 50:50. Esta distribución contribuye esencialmente a la gran agilidad
del nuevo BMW Serie 3.
El eje nuevo de doble articulación, especialmente desarrollado para el BMW Serie 3, es completamente
de aluminio y se ocupa de crear un equilibrio óptimo entre dinamismo y confort al conducir. Este eje consigue
que el coche mantenga fielmente su trayectoria y que casi no ocasione ruidos de rodadura.
A pesar de su bajo peso, este eje de aluminio es sumamente rígido.
El eje posterior de cinco brazos de acero ligero le confiere al coche una agilidad especialmente deportiva.
Con este eje, el guiado de las ruedas es muy preciso y el confort dinámico es excelente.
Progreso en la carrocería: más ligera, rígida y segura
La carrocería contribuye esencialmente a la armonía del conjunto, siendo más rígida y ligera a la vez. Aplicando
una estrategia de utilización inteligente de materiales ligeros, en este caso se utilizan aceros y métodos de moldeo
de acero más modernos. El sistema de tirantes de refuerzo para la estructura portante consigue aumentar
la rigidez de la carrocería en un 25 por ciento, sin por ello aumentar el peso del coche en comparación
con el modelo anterior.
Extracto de «La nueva berlina BMW seriec3», http://www.miciudadreal.com
CUESTIONES
1
¿Qué metales forman parte del nuevo vehículo?
2
¿Por qué no se emplea magnesio para fabricar los motores de los utilitarios de gama baja?
3
¿Por qué crees que no se emplea titanio en vez de aluminio para el «eje nuevo de doble articulación»?
4
¿Qué otro material se podría emplear para la carrocería que mejorara las características de la fabricada
para el nuevo automóvil citado en esta página?
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AMPLIACIÓN
FICHA 4
BANCO DE DATOS. INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA
EN LA RED
ECOACERO
www.ecoacero.com
REDCICLA
www.redcicla.com
Asociación ecológica para el reciclado del acero.
Explica los diferentes usos del acero, cómo reciclarlo,
y tiene también una visita guiada donde se puede seguir
todo el proceso de obtención.
Página que apuesta por el reciclado de todo tipo
de materiales. Presenta diferentes enlaces de gran interés:
revistas, educación, legislación, empresas que compran
y venden metales reciclados, etc.
ARPAL
www.arpal.org
MARCA MOTOR
www.marcamotor.com
Asociación para el reciclado del aluminio, con información
sobre características, curiosidades y producción
de aluminio reciclado.
En el apartado de Especiales se puede encontrar
un artículo dedicado al reciclado de automóviles.
También se puede ver el porcentaje de material reciclable
de los vehículos según la marca.
Notas
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EVALUACIÓN
FICHA 5
EVALUACIÓN
NOMBRE:
CURSO:
1
Enumera algunos tipos de aleaciones férricas y
describe sus propiedades fundamentales. Pon un
ejemplo de aplicación de cada una de ellas.
2
Indica las herramientas que
necesitas para realizar la siguiente pieza metálica. ¿Qué
normas de seguridad debes
cumplir?
FECHA:
4
Explica el proceso de obtención del aluminio
puro. ¿Qué impacto medioambiental tiene?
5
Una empresa aeronáutica quiere diseñar un nuevo ultraligero. Elige los metales que emplearías para fabricar las siguientes piezas y explica por qué:
a) Tren de aterrizaje.
b) Álabes de turbina.
c) Turborreactores.
3
Describe las siguientes técnicas:
d) Fuselaje del avión.
a) Troquelado.
e) Armazón.
b) Fresado.
c) Laminado.
6
d) Moldeo.
OBJETO
METAL
Indica de qué metal están hechos los siguientes
objetos y qué técnicas se han empleado para darles la forma final. Justifica tu respuesta.
TÉCNICAS
Carrocería
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EVALUACIÓN
FICHA 6
AUTOEVALUACIÓN
NOMBRE:
1
CURSO:
Los metales son:
6
FECHA:
El latón:
a) Todos sólidos a temperatura ambiente.
b) Conductores del calor, porque tienen una
temperatura de fusión alta.
c) Son dúctiles y maleables, y algunos también
son magnéticos.
2
Los metales férricos:
a) Están compuestos de diferentes tipos de
hierro.
a) Es una aleación de hierro y cobre.
b) Es una aleación de color amarillo.
b) Son el hierro y el conjunto de sus aleaciones.
c) Son los metales más importantes, porque
se mezclan con carbono, que es muy abundante.
3
c) Es una aleación de cobre y estaño.
7
Los aceros:
La bigotera es una herramienta
que se emplea para:
a) Cortar.
a) Se oxidan con facilidad si se añade un 12 %
de cromo.
b) Trazar.
c) Sujetar.
b) Al forjarlos aumenta su resistencia mecánica.
c) Son blandos, porque tienen muy poco contenido en carbono.
4
8
El sacabocados:
a) Es una broca en espiral con forma de ángulo en la punta.
El aluminio:
b) Elimina las aristas cortantes después de usar
las tijeras de chapa.
c) Realiza cortes circulares con el golpe
seco de un mazo.
9
La técnica de fresado es:
a) El corte de precisión de una chapa con un
punzón cortante.
a) Es un metal resistente a la corrosión, pero
muy caro.
b) El arranque de material de una pieza maciza con un utillaje cortante.
b) Es ligero, blando y tóxico.
c) El corte de perfiles metálicos.
c) Es blando, pero cuando se forja aumenta
su resistencia mecánica.
5
El titanio:
a) Es caro, corrosivo y biocompatible.
94
10 El aluminio:
a) Se obtiene fundido de una celda electroquímica por la que circula corriente eléctrica.
b) Es muy resistente, ligero y caro.
b) Es el elemento más abundante, y se obtiene puro de la naturaleza.
c) Se utiliza en medicina por su origen biológico.
c) Se alea con el acero para mejorar sus propiedades.
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EVALUACIÓN
FICHA 7
SOLUCIONES
NOMBRE:
CURSO:
FECHA:
EVALUACIÓN
1
Enumera algunos tipos de aleaciones férricas y describe sus propiedades fundamentales. Pon un ejemplo de
aplicación de cada una de ellas.
ALEACIÓN
2
PROPIEDADES
Hierro dulce:
C < 0,1 %
• De color plateado, muy blando.
Aceros:
0,1 % < C < 2 %
•
•
•
•
•
Fundiciones:
2% < C < 5%
• Menos dúctiles y menos tenaces que los aceros,
más duras y frágiles.
• Funden fácilmente y se les da forma con moldes.
• Sueldan mal.
APLICACIONES
Núcleo de electroimán.
• Se oxida con facilidad y se agrieta internamente.
Son dúctiles y maleables.
Se oxidan con facilidad.
Aumentan su resistencia mecánica cuando se forjan.
Buena soldadura.
Mayor dureza a mayor contenido en carbono.
Indica las herramientas que necesitas para
realizar la siguiente pieza metálica. ¿Qué normas
de seguridad debes cumplir?
4
Herramientas de corte.
Bloques de motores.
Explica el proceso de obtención del aluminio
puro. ¿Qué impacto medioambiental tiene?
El aluminio se obtiene por electrolisis del óxido de
aluminio. Para ello, se introduce el óxido en una
celda electroquímica y se conecta a gran voltaje,
que produce una corriente eléctrica de gran intensidad. Esta corriente provoca la descomposición
química del óxido, liberándose el aluminio puro.
La pieza está formada de perfiles metálicos y las
herramientas necesarias serían:
• Regla metálica para medir.
• Punta de trazar para marcar.
• Sierra de arco o tronzadora para cortar los perfiles.
Tiene un gran impacto ambiental, porque consume mucha energía eléctrica y se generan lodos químicos contaminantes.
• Lima para desbastar los bordes cortantes.
• Estropajo metálico para el pulido.
• Soldador y metal de soldadura para las uniones.
• Pincel para aplicar una laca final transparente.
3
Describe las siguientes técnicas:
a) Troquelado. Es el corte de una chapa metálica
con un punzón de bordes cortantes accionado
por una prensa en un golpe seco.
b) Fresado. Se da forma a una pieza metálica maciza eliminando el material con un útil cortante que gira a gran velocidad.
5
Una empresa aeronáutica quiere diseñar un nuevo ultraligero. Elige los metales que emplearías
para fabricar las siguientes piezas y explica por
qué:
a) Tren de aterrizaje. Titanio o aleación de titanio
y aluminio, porque estos materiales son más resistentes y más ligeros que el acero, aunque
sean más caros.
c) Laminado. Se reduce el espesor del metal al
obligarlo a pasar entre rodillos de laminación.
b) Álabes de turbina. Aleación de titanio-aluminio, porque es muy resistente y ligera y también
es resistente a la corrosión.
d) Moldeo. El metal fundido se introduce en un
molde, donde solidifica y adquiere la forma del
mismo.
c) Turborreactores. Aleación de titanio-aluminio,
porque es muy resistente y ligera y también es
resistente a la corrosión.
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EVALUACIÓN
FICHA 7 (Continuación)
SOLUCIONES
NOMBRE:
CURSO:
d) Fuselaje del avión. Aleación de aluminio, cobre y magnesio, porque es muy ligera, barata y
resistente.
FECHA:
ronave debe soportar muy bien todas las cargas del avión.
Indica de qué metal están hechos los siguientes
objetos y qué técnicas se han empleado para
darle la forma final. Justifica tu respuesta.
6
e) Armazón. Titanio, porque es más resistente y
ligero que el acero y la estructura de la ae-
OBJETO
METAL
TÉCNICAS
Aluminio
Aluminio, porque el aluminio
es ligero, barato, resistente
a la corrosión, maleable y no es tóxico,
de manera que se puede emplear para
fabricar envases.
Laminación para obtener
una plancha fina de metal
y una posterior estampación
para darle la forma.
Acero inoxidable
Acero inoxidable, por el brillo,
el color y la finalidad estética
y porque es barato.
Laminado, corte y embutición
para obtener las planchas.
Acero
Acero, porque es duro, barato
y resistente, adecuado para herramientas
cortantes.
Laminado para obtener un tubo
macizo y luego el fresado para
arrancar el exceso de material.
Acero
Acero, porque es resistente, maleable,
barato.
Laminado para obtener una
plancha metálica que luego
se curva y se dobla mediante
embutición.
Carrocería
Aluminio
Aluminio, por su color brillante plateado.
Laminación de perfiles que luego
son tronzados y unidos mediante
tuerca y tornillo.
AUTOEVALUACIÓN
1
96
c;
2
b;
3
b;
4
c;
5
b;
6
b;
7
b;
8
c;
9
b; 10 a.
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CONTENIDOS PARA SABER MÁS…
FICHA 8
LOS METALES FÉRRICOS
NOMBRE:
CURSO:
FECHA:
El hierro es uno de los elementos más abundantes en la corteza terrestre, aunque es muy extraño encontrarlo
en estado puro (solo se ha hallado en este estado en algunos puntos de Groenlandia).
El hierro se extrae de minerales que lo contienen (la mayoría de ellos son óxidos de hierro), especialmente
los siguientes:
• Magnetita.
• Oligisto.
• Limonita.
• Siderita.
Estos minerales se llaman menas del hierro y de ellos, el de más contenido en hierro es la magnetita,
al que también se denomina «imán natural».
También se encuentra hierro en meteoritos metálicos, aunque en este caso aparece mezclado con níquel.
Desde la llamada Edad del Hierro, en la Prehistoria, el hombre aprendió a extraer el hierro de sus minerales,
mediante la acción del fuego.
Algunas de las propiedades del hierro puro son:
• Color gris, con brillo metálico.
• Es un metal blando (hay muchas sustancias que pueden rayarlo).
• Es maleable (golpeándolo se puede deformar y reducir a láminas).
• Es dúctil (se puede estirar en forma de hilos).
• Se puede magnetizar, es decir, convertirse en un imán.
• Se oxida cuando se expone al agua o al aire húmedo.
La propiedad de oxidarse en el aire húmedo hace que el hierro puro no se utilice demasiado,
ya que puede llegar a destruirse. Para ello se utilizan otros derivados del hierro, como es el acero.
El acero no es más que hierro con una pequeña proporción de carbono. Existe una gran variedad de aceros,
según se le añadan pequeñas cantidades
de otros metales, tales como níquel, cromo,
cobalto, etc.
El hierro puro se utiliza, por ejemplo,
en la fabricación de electroimanes,
como el de la fotografía, que se emplean
sobre todo en la separación de la chatarra.
Los aceros, especialmente el llamado acero
inoxidable, tienen innumerables aplicaciones,
tales como fabricación de tornillería,
herramientas, material de cocina, automóviles,
instrumental médico y científico, etc.
1
Identificar minerales productores de hierro. De los siguientes diez minerales, señala los que no son menas
de hierro:
Limonita.
Calcopirita.
Galena.
Oligisto.
Diamante.
Cuarzo.
Calcita.
Siderita.
Magnetita.
Mica.
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CONTENIDOS PARA SABER MÁS…
FICHA 8 (Continuación)
LOS METALES FÉRRICOS
NOMBRE:
2
CURSO:
FECHA:
Recordar los principales países productores de hierro. Ordena los siguientes países según su producción
de hierro:
Australia.
Rusia.
Canadá.
Estados Unidos.
India.
Brasil.
China.
3
4
Identificar las propiedades del hierro. Busca en la sopa de letras cinco propiedades del hierro.
L
I
T
C
U
D
A
K
S
M
X
D
F
R
E
T
I
Z
A
S
O
H
E
G
R
U
N
M
E
D
O
L
G
U
N
E
C
A
N
O
R
I
T
O
S
P
L
A
O
T
E
N
T
I
M
A
L
E
A
B
L
E
B
C
O
B
L
R
T
A
N
O
C
O
X
I
D
A
B
L
E
Diferenciar entre hierro y acero, y conocer algunas características de este.
Completa las frases siguientes:
El acero es una aleación de hierro con una
y con cantidades muy pequeñas de
cantidad de
,
,
, etc.
Estos elementos hacen que tenga
especiales, como mayor
resistencia al
, a la corrosión y a la
.
El acero ordinario solo está compuesto de
5
y de
,
.
Diferenciar las aplicaciones del acero ordinario y las del acero inoxidable.
Señala en qué aplicaciones utilizarías acero inoxidable:
Un bisturí.
El casco de un barco.
Un rodamiento a bolas.
Una lata de sardinas.
Un puente.
Una olla a presión.
Una tuerca.
Una prótesis dental.
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CONTENIDOS PARA SABER MÁS…
FICHA 9
LOS METALES NO FÉRRICOS
NOMBRE:
1
CURSO:
Conocer algunas menas del cobre y del aluminio. Escribe al lado de cada mineral de la siguiente lista cuál
es mena del cobre o del aluminio:
Siderita.
2
FECHA:
Calcita.
Uprita.
Criolita.
Bauxita.
Limonita.
Pirita.
Calcopirita.
Calcosina.
Oligisto.
Reconocer las propiedades del aluminio. Redacta un párrafo en el que se recojan las siguientes propiedades
del aluminio:
Blanco.
Brillo metálico.
Dúctil.
Maleable.
Muy ligero.
Conductor del calor y de la electricidad.
Se oxida fácilmente y su propio óxido le protege de la corrosión.
Al tiempo que escribes cada propiedad, debes incluir alguna aplicación de la misma. Por ejemplo, al decir
«maleable», podrías escribir: «es muy maleable, por lo que se utiliza para fabricar papel de cocina».
3
Reconocer las propiedades del cobre. Señala con «V» (verdadero) o «F» (falso) las siguientes
propiedades del cobre:
Dúctil
4
No dúctil
Mal conductor eléctrico
Buen conductor eléctrico
Color gris
Color rojizo
Buen conductor del calor
Mal conductor del calor
Maleable
No maleable
Temperatura de fusión alta
Temperatura de fusión baja
Muy duro
Blando
No resistente a la corrosión
Resistente a la corrosión
Identificar las aplicaciones idóneas del aluminio y del cobre.
En la siguiente lista de aplicaciones, escribe «aluminio» o «cobre» (o ambos) al lado de cada
una de las que consideres más adecuadas para cada uno de ellos.
Bobinados para motores eléctricos.
Fabricación de recipientes de cocina.
Fabricación de cables conductores de electricidad.
Latas de refrescos.
Papel de cocina.
Carrocerías de automóviles.
Tuberías para agua.
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CONTENIDOS PARA SABER MÁS…
FICHA 10
LA METALURGIA
NOMBRE:
1
CURSO:
FECHA:
Identificar los procesos que llevan hasta la fundición en la metalurgia del hierro.
• Completa las frases siguientes:
El primer paso para la obtención del hierro es la
del hierro a partir del mineral.
Para ello, primero hay que
el mineral. Después se realiza un
con
agua y por último se
. Así se obtiene un hierro con un
por ciento
de riqueza.
• Rotula el siguiente esquema de un alto horno que aparece en tu libro. ¿Qué significado crees
que tienen las temperaturas que están rotuladas dentro del horno?
Esquema.
2
Conocer los procesos que implica la metalurgia del cobre.
• Lee el siguiente texto resumido sobre la metalurgia del cobre:
El primer paso para la obtención del cobre consiste en triturar el mineral (principalmente calcopirita).
A continuación se lava con agua y se bate. Posteriormente, se introduce en un horno y se funde.
Así se obtiene el cobre gris, que contiene un 98% de metal puro. Para obtener metal puro,
hay que someter este material a procesos químicos, como la electrolisis.
• Explica cuáles son las semejanzas y las diferencias entre la metalurgia del cobre y la del hierro.
3
Conocer los procesos que implica la metalurgia del aluminio. Aunque el aluminio se encuentra en casi
todas las rocas de la corteza terrestre, solo es posible extraerlo de algunos minerales, el principal
de los cuales es la bauxita. La metalurgia del aluminio es muy diferente a la de otros metales.
Completa las frases siguientes:
El primer paso consiste en la
que se llama
, y que es un
La alúmina se somete a un proceso
El aluminio obtenido tiene una pureza del
100
de la bauxita para obtener un nuevo material
de aluminio.
que se llama
.
%.
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CONTENIDOS PARA SABER MÁS…
FICHA 11
SÍNTESIS
NOMBRE:
CURSO:
FECHA:
1 Completa el siguiente mapa de conceptos.
LOS MATERIALES
METÁLICOS
PUEDEN SER
metales
férricos
El hierro se
extrae de
Los
principales
son:
oligisto
cobre
El principal
derivado del
hierro es el
Se
extrae
de
Se
extrae
de la
Se utiliza
para...
etc.
Sus
aleaciones
son...
etc.
que se
utiliza para
etc.
Se
utilizan
para
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Notas
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