Página |0 Trabajo de Investigación MATERIALES METÁLICOS cobre aluminio a.inoxidable bronce a.carbono Página |1 Índice Introducción........................................................................................................................................ 2 El cobre ............................................................................................................................................... 3 Definición y características.............................................................................................................. 3 Propiedades del cobre .................................................................................................................... 3 Desventajas frente a otros materiales ............................................................................................ 4 Clasificación según su propiedades, composición o utilización ...................................................... 5 Uso en la construcción .................................................................................................................... 5 El aluminio. ......................................................................................................................................... 5 Definición y características.............................................................................................................. 5 Propiedades físicas y químicas del aluminio ................................................................................... 6 Desventajas frente a otros materiales. ........................................................................................... 6 Clasificación según su propiedades, composición o utilización. ..................................................... 6 Uso en la construcción. ................................................................................................................... 7 El Bronce ............................................................................................................................................. 8 Definición y características.............................................................................................................. 8 Propiedades del bronce .................................................................................................................. 9 Desventaja frente a otros materiales.............................................................................................. 9 Clasificación del bronce................................................................................................................... 9 Uso en la construcción .................................................................................................................... 9 Acero Inoxidable ............................................................................................................................... 10 Definición y características: .......................................................................................................... 10 Principales propiedades: ............................................................................................................... 10 Desventajas: .................................................................................................................................. 11 Clasificación: .................................................................................................................................. 11 Usos: .............................................................................................................................................. 11 Aceros al carbono. ............................................................................................................................ 12 Definición y características: .......................................................................................................... 12 Principales propiedades. ............................................................................................................... 12 Desventajas: .................................................................................................................................. 13 Clasificación según sus propiedades: ............................................................................................ 13 Usos en la construcción................................................................................................................. 14 Conclusión ......................................................................................................................................... 14 Bibliografía ........................................................................................................................................ 14 Página |2 Introducción En el siguiente trabajo de investigación se hablará de los materiales no ferrosos, que en su composición química no contienen hierro. Estos tienen una gran variedad de aplicaciones debido a su resistencia o a condiciones ambientales su fácil manipulación y su mecanizado. Conocer su definición y características, principales propiedades, desventajas frente a otros materiales, clasificación según sus propiedades, composición o utilización y el uso en la construcción. De la mano de la modernidad se percibe el alto nivel de contaminación y la destrucción del medio ambiente causadas principalmente por falta de conciencia y por el desconocimiento de las alternativas para conservar los recursos naturales. Los materiales no ferrosos como el aluminio y el bronce son 100% reciclables es así como el refundido del aluminio, por ejemplo, requiere solo un 5% de la energía necesaria para producir el metal primario inicial. Página |3 El cobre Definición y características El cobre cuyo símbolo es Cu, es el elemento químico de número atómico 29. Se trata de un metal de transición de color cobrizo, es decir, rojizo anaranjado de brillo metálico que junto con la plata y el oro, forma parte de la llamada familia del cobre, se caracteriza por ser uno de los mejores conductores de electricidad . Gracias a su alta conductividad eléctrica, ductilidad y maleabilidad, se ha convertido en el material más utilizado para fabricar cables eléctricos y otros elementos eléctricos y componentes electrónicos. El cobre forma parte de una cantidad muy elevada de aleaciones que generalmente presentan mejores propiedades mecánicas, aunque tienen una conductividad eléctrica menor. Las más importantes son conocidas con el nombre de bronces y latones. Por otra parte, el cobre es un metal duradero porque se puede reciclar un número casi ilimitado de veces sin que pierda sus propiedades mecánicas. Posee un importante papel biológico en el proceso de fotosíntesis de las plantas, aunque no forma parte de la composición de la clorofila. El cobre contribuye a la formación de glóbulos rojos y al mantenimiento de los vasos sanguíneos, nervios, sistema inmunitario y huesos y por tanto es un oligoelemento esencial para la vida humana. El cobre cuenta con una característica distintiva respecto de otros materiales, referida a sus puntos de ebullición y de fusión. Las temperaturas que requiere este metal para llegar a dichos puntos son extremadamente altas. El punto de fusión del cobre es de 1085,62 grados centígrados. El punto de ebullición del cobre es de 2562 grados centígrados El cobre es un metal resistente y de gran dureza, pero, sin embargo, no es de los más duros de la naturaleza. Tiene la capacidad de resistir golpes, fuerzas de tracción y empuje, cortes o alteraciones físicas en general. Sin embargo, es un metal que, al igual que muchos metales existentes, presenta fragilidad si es sometido a temperaturas bajas extremas. La alta maleabilidad es otra de las características físicas del cobre, al igual que en el oro y el plomo. La maleabilidad del cobre se refiere a que es un metal de fácil deformación a temperatura ambiente y esto lo logra sin romperse o agrietarse. Por lo tanto, es un metal que, a pesar de encontrarse a temperatura ambiente, cuenta con la posibilidad de estirarse, martillarse, presionarle, deformarle y, sin embargo, no se romperá. El cobre ocupa el lugar 15 en abundancia en los elementos de la corteza terrestre. Es un material que no pierde sus propiedades mecánicas al reciclarlo. Unido a la facilidad de recuperación del mismo, hace que una gran parte del cobre consumido a nivel mundial proceda del reciclaje. Las dos aleaciones más importantes del cobre son el latón, una aleación con cinc, y el bronce, una aleación con estaño. Propiedades del cobre Página |4 Propiedades físicas -El punto de fusión del cobre se desarrolla a la Tº de 1084,62 °C, y su punto de ebullición es alcanzado a unos 2562 °C. -Posee una densidad estándar igual a 8960 kg/m3. -Su estado de agregación ordinario es el sólido. -Es un metal diamagnético. -Es un buen conductor de electricidad y de calor. -Presenta una estructura cristalina cúbica centrada en las caras. -En la escala de Mohs, su dureza es igual a 3. Propiedades químicas -Un átomo de cobre está compuesto por 29 electrones, 29 protones y 35 neutrones. -Posee 4 niveles energéticos, u orbitales electrónicos. -Presenta una reactividad relativamente baja. -Al entrar en contacto con el agua no reacciona. -Reacciona lentamente con el oxígeno atmosférico. -En condiciones secas es capaz de resistir el ataque del cloro y del bromo. -Este metal también es susceptible a la influencia de ácidos, sobre todo a los ácidos oxácidos y al ácido cítrico. Propiedades atómicas del cobre La masa atómica de un elemento está determinada por la masa total de neutrones y protones que se puede encontrar en un solo átomo perteneciente a este. En cuanto a la posición donde encontrar el cobre dentro de la tabla periódica de los elementos, se encuentra en el grupo 11 y periodo 4, tiene una masa atómica de 63,536u. Propiedades mecánicas Es un metal de gran maleabilidad, elasticidad y ductilidad. Presenta una relativamente alta resistencia tensional. Las temperaturas bajas amplifican las magnitudes de sus propiedades mecánicas. Conductividad eléctrica El cobre es uno de los materiales con mayor capacidad de concluir la electricidad a través de él. Esta es una propiedad del cobre que se explica por los vínculos débiles de los electrones con los que cuenta dentro de su estructura. De manera, las partículas pueden moverse libremente. A pesar de que el cobre no es un metal con propiedades magnéticas, si dejamos pasar la electricidad a través de hilos enrollados en bobinados, vamos a tener como resultado un campo magnético. Conductividad térmica El cobre es uno de los materiales que posee mayor capacidad para conducir el calor, esto es lo que se conoce conductividad térmica. Gracias a esta característica química, el cobre ha sido por años el metal preferido para la fabricación de utensilios para la cocina. Desventajas frente a otros materiales Conductores de aluminio Página |5 A pesar de que el cobre tiene una larga historia como el material de elección para la conducción de electricidad, el aluminio tiene ciertas ventajas que lo hacen atractivo para aplicaciones específicas. El aluminio tiene el 61 por ciento de la conductividad del cobre, pero tiene solamente el 30 % del peso del cobre. Eso significa que un alambre desnudo de aluminio pesa la mitad que un alambre desnudo de cobre que tiene la misma resistencia eléctrica. El aluminio es generalmente más barato en comparación con los conductores de cobre. Desventaja frente a tuberías de PVC Es más costoso comprarlo e instalarlo, su instalación requiere de un equipo de soldadura, la tubería de cobre puede ser sometida a corrosión si el agua se vuelve muy acida, puede dejar el agua con un ligero sabor a metálico. Clasificación según su propiedades, composición o utilización Se clasifica según su origen dentro de los materiales naturales y según sus propiedades se clasifica en un metal pesado no ferroso. Se ha convertido en el material más usado en la elaboración de muchos componentes eléctricos y electrónicos. Uso en la construcción El cobre se utiliza en los techos tradicionales y en los revestimientos de las paredes, es el metal mayormente utilizado para cableados y plomería ambiental. También suele ser el material elegido en la construcción de baños, iluminación y accesorios decorativos. El aluminio. Definición y características. El aluminio es un elemento químico, símbolo Al y número atómico 13, masa atómica de 26,9815 (g/mol). Fue descubierto en 1825 por Hans Christian Oersted, material metálico no ferromagnético. Es un metal blando y con poca resistencia mecánica, el cual puede formar aleaciones con otros elementos químicos para aumentar su resistencia y adquirir otras propiedades útiles. Estas aleaciones son fáciles de manipular, para ensamblar, maquinar o fundir, además que aceptan gran variedad de acabados. Es el tercer elemento más común encontrado en la corteza terrestre (forman el 8% de la corteza terrestre) de mayor utilización, ya que es estable al aire y bastante resistente a la corrosión por agua y agentes químicos. La mayor concentración de óxido de aluminio se encuentra en el mineral de bauxita. El aluminio puro se obtiene al extraer la alúmina de la bauxita, por medio de un baño electrolítico, de 1,9 kg de alúmina se obtiene 1 kg de aluminio puro. El aluminio es un metal demasiado activo para existir libre, encontrándose en la naturaleza combinado con gran cantidad de minerales, siendo los principales la bauxita y la criolita. La bauxita es el más importante de los minerales de aluminio, se trata de un hidróxido cuya composición no corresponde a una fórmula química determinada pues en todos los casos se encuentra combinada Página |6 con cantidades variables de los elementos como el hierro, silicio y titanio y una cuantía inconstante de agua de combinación. Propiedades físicas y químicas del aluminio Peso: metal muy ligero con un peso específico de 2,7 g/cm³, aprox. 1/3 del peso específico del acero. Por ejemplo, el uso de aluminio en los vehículos reduce el peso muerto y el consumo de energía, al mismo tiempo que aumenta la capacidad de carga. Resistencia a la corrosión: genera naturalmente una capa protectora de óxido y es altamente resistente a la corrosión. Diferentes tipos de tratamientos superficiales como el anodizado, la pintura o el lacado pueden mejorar aún más esta propiedad. Es particularmente útil para aplicaciones en las que se requiere protección y conservación. Conductividad eléctrica y térmica: excelente conductor de calor y electricidad y en relación a su peso es casi el doble de bueno conductor que el cobre. Esto ha hecho del aluminio el material más utilizado en las principales líneas de transmisión de energía. Reflectividad: El aluminio es un buen reflector tanto de luz visible como de calor, y eso, junto con su bajo peso, lo convierte en un material ideal para reflectores en, por ejemplo, accesorios de iluminación o mantas de rescate. Ductilidad: es dúctil y tiene un bajo punto de fusión y densidad. En estado fundido puede ser procesado de varias maneras, su ductilidad permite que los productos de aluminio se formen básicamente cerca del final del diseño del producto. Impermeable e inodoro: El papel de aluminio, incluso cuando está enrollado con un grosor de sólo 0,007 mm, sigue siendo completamente impermeable y no deja salir ni los aromas ligeros ni los sabores de las sustancias. Además, el metal en sí no es tóxico y no libera sustancias aromáticas ni gustativas, lo que lo hace ideal para envasar productos sensibles como alimentos o productos farmacéuticos. Reciclabilidad: 100 por ciento reciclable sin degradación de sus cualidades. La refundición del aluminio requiere poca energía: en el proceso de reciclaje sólo se necesita alrededor del 5 por ciento de la energía necesaria para producir el metal primario. Desventajas frente a otros materiales. Deformación tres veces mayor que la del acero. Por sus características de deformabilidad, el aluminio requiere de tipologías estructurales diferentes, rigidizadores en el alma o el ala de los perfiles. Más caro que el acero. Si bien a veces tiene costos más bajos, cuando se compara con otras aleaciones de acero en realidad cuesta más. Es muy abundante, pero como se mencionó antes, se requiere mucha energía para procesar la materia prima, de modo que cuando por fin se tiene el producto final, ya se gastó mucho más que al extraer otros metales. Clasificación según su propiedades, composición o utilización. Página |7 Serie Serie 1000 Serie 2000 Serie 3000 Composición Carácterísticas *Alta resistencia a la corrosión. *No tóxico. Aluminio con un *Excelente acabado. minimo de pureza * Excelente maleabilidad. de 99% * Alta conductividad eléctrica y térmica. * Excelente reflectividad. *Alta resistencia mecánica. Aleado con cobre *Alta resistencia a la corrosión. *Buena maquinabilidad Aleado con Manganeso *Alta resistencia mecánica. *Alta resistencia a la corrosión. *Buena maquinabilidad Serie Aleado con Silicio *Alta resistencia al calor 4000 Serie 5000 Aleado con Magnesio *Alta resistencia mecánica. *Alta resistencia a la corrosión, especialmente al agua de mar. *Muy buena soldabilidad. *Buena resistencia mecánica. Serie Aleado con Silicio- *Buena resistencia a la corrosión. 6000 Magnesio *Buena maquinabilidad *Buena Soldabilidad. Serie 7000 Aleado con Zinc *Alta resistencia mecánica. Usos * Recipientes. *Materiales de radiación * Rines de Camiones. * Suspensión de camiones *Fuselaje de aviones * Botellas para bebidas. *Utensilios de Cocina. *Intercambiadores de calor. *Mobiliario. * Señales de tráfico. *Tejados. *Otras aplicaciones arquitectónicas. * Aplicaciones Arquitectónicas. *Fabricación de Pistones de motores * Adornos decorativos. *Ornamentales y arquitectónicos. *Iluminación de las calles y carreteras. *Botes, barcos y tanques criogénicos.. *Partes de puentes. *Estructuras de automóviles * Aplicaciones arquitectónicas. *Cuadros de bicicletas. *Pasamanos de los puentes. *Equipos de transporte. *Estructuras soldadas. *Estructuras de los aviones. *Equipos móviles. * Otras partes altamente forzadas. Uso en la construcción. Su maleabilidad, ligereza y resistencia han convertido al aluminio en el material idóneo para diversos usos en construcción: puentes y sus partes, torres, pilares, columnas, armazones para techumbres, ventanas, puertas, marcos, rejas, escaleras, perfiles, chapas para recubrimientos de fachadas, chapas decorativas para pisos son algunos de los ejemplos de las aplicaciones más usuales. Sin embargo, es cada vez más común utilizarlo también en estructuras de arquitectura más complejas y con mayor peso en un edificio. A continuación, se expone una lista de otras aplicaciones del aluminio en la construcción: Barandas de aluminio: Las barandillas aportan a cualquier edificio un toque de elegancia y modernidad sin perder un ápice de seguridad y calidad. Este material permite añadir diversos elementos accesorios, como paneles o vidrios. Cerramientos de aluminio: Hacer un cerramiento es una manera perfecta de conseguir espacio útil aislado y protegido. El aluminio, de nuevo, se ha consolidado como el material de referencia para construirlos. Fachadas de aluminio: Las paredes de un edificio son las responsables de mantener una óptima temperatura, el aislamiento acústico adecuado y la estética deseada. Sus propiedades resistentes y duraderas han conseguido que el aluminio se emplee cada vez más para esta aplicación. Página |8 Fachadas ligeras o muros cortina: Se trata de una estructura auxiliar que se fija a la propia estructura del edificio con el objetivo de conseguir formas estilizadas. Es muy habitual instalarlas en oficinas o edificios emblemáticos. Pérgolas de Aluminio: son estructuras hechas con material duraderos y resistentes, tienen como objetivo recrear un ambiente sombreado con elegancia y estilo. Además, el aluminio es utilizado en aplicaciones eléctricas, en cables conductores, piezas de empalme y alambres de aluminio son los elementos principales. Es el metal más utilizado para instalaciones eléctricas después del cobre. Dentro del hogar, lo podemos encontrar en algunos utensilios de cocina, aires acondicionados, papel para envolver alimentos, refrigeradores y en congeladores. También es usado en la fabricación de boquillas, molduras, bloques de motor, paneles de carrocerías, envases para alimentos y cerraduras entre otros. El Bronce Definición y características Bronce es el nombre con el que se denomina toda una serie de aleaciones metálicas que tienen como base el cobre, combinado con un 3 a 20% de estaño y proporciones variables de otros metales como zinc, aluminio, antimonio o fosforo. Los elementos con características de dureza superiores al cobre permiten mejorar sus propiedades mecánicas. Las aleaciones constituidas en forma preponderante por cobre y zinc se denominan latón, sin embargo, teniendo en cuenta que la composición moderna por lo general incluye tanto zinc como estaño, la diferencia exacta entre ambos nombres no está bien determinada, especialmente en el lenguaje coloquial. Fue la primera aleación de importancia obtenida por el hombre, definiendo el período prehistórico conocido como Edad de bronce. Sus aplicaciones incluyen partes mecánicas resistentes al roce y a la corrosión, instrumentos musicales de buena calidad como campanas, gongs, saxofones, y se la utiliza así mismo para fabricar cuerdas de pianos, arpas y guitarras. Durante milenios fue la aleación básica para la fabricación de armas y utensilios, y orfebres de todas las épocas lo han utilizado en joyería, medallas y escultura. Las monedas acuñadas con aleaciones de bronce tuvieron un protagonismo relevante en el comercio y la economía mundial. Bronces laminados: Contiene hasta un10% de estaño, aumentando la resistencia su elaboración, resistiendo el bronce blando hasta 40 kg/cm² a la tracción, con un alargamiento de 50% en forma de cinta y alambres de 0,5 a 5 mm de diámetro El bronce duro alcanza 70-90 kg/cm² y un alargamiento de 2%. Bronces de aluminio: contienen hasta un 10% de aluminio alcanzando grandes resistencias. Bronces fundidos: Contienen además del cobre y estaño, otros metales como plomo, zinc, magnesio, aluminio en pequeñas dosis. Bronces fosforosos: Son la aleación de cobre y estaño desoxidado con fosforo, llegando a contener hasta un 30% de estaño Página |9 Bronces rojos (azófares): Contienen cobre, zinc, estaño o plomo no pasando de 10% al 75%. Propiedades del bronce Propiedades físicas Datos para una aleación promedio 89 % cobre y 11 % estaño Densidad: 8,90 g / cm3. Punto de fusión: 830 a 1020 ºC Coeficiente de temperatura: 0,0006 K-1 Resistividad eléctrica: 14 a 16 µOhm/cm Coeficiente de expansión térmica: entre 20 y 100 ºC ---> 17,00 x 10-6 K-1 Conductividad térmica a 23°C: 42 a 50 Wm-1 Propiedades mecánicas Elongación: < 65% Dureza Brinell: 70 a 200 Módulo de elasticidad: 80 a 115 GPa Resistencia a la cizalla: 230 a 490 MPa Resistencia a la tracción: 300 a 900 MPa Desventaja frente a otros materiales Esta aleación de cobre y estaño, no es tan frágil como el estaño ni tan suave como el cobre, hoy en día el bronce en su mayoría es utilizado en fabricaciones de martillos, llaves y mazos en áreas con vapores inflamables y altamente explosivas debido a que no genera chispas cuando choca con las superficies duras. Muchos escultores aun eligen el bronce ya que mantiene los detalles finos cuando se moldean y se encogen cuando se enfría, haciéndolo más sencillo de remover de los moldes, sin embargo, tiene sus desventajas. Costo Este tiene un valor más alto que el latón y el acero, pero más bajo que las aleaciones de níquel, esto se debe principalmente a su contenido de cobre. El escultor Pete Bowie que trabaja con este material, comenta que el bronce de silicón que el utiliza tiene un contenido compuesto de 95% de cobre y en el último tiempo el precio se ha elevado. Deterioro El bronce tiene una baja resistencia al amoniaco, componentes férricos y cianuros, él polvo y la suciedad se pueden comer su superficie, él acido del excremento de las aves, las concentraciones de sulfuro, cloro y una atmosfera húmeda es la causa más significativa de la deterioración Clasificación del bronce La aleación básica de bronce contiene aproximadamente un 88% de cobre y 12% de estaño. El bronce "alfa “es la mezcla sólida de estaño en cobre. La aleación alfa de bronce con 4 a 5 % de estaño se utiliza para acuñar monedas y para fabricar resortes, turbinas, y herramientas de corte. Uso en la construcción P á g i n a | 10 El bronce es utilizado principalmente para aplicaciones en cañerías, herrajes artísticos, chapas, carpintería metálica y en la fabricación de elementos cubiertos con níquel o cromo. Una de sus aplicaciones más comunes era la fabricación de monedas hacia el año de 1950, donde los centavos de 5, 10 y 20 eran elaborados de cobre y aluminio, creando una apariencia de centavos dorados. Tubería de bronce: esta es utilizada en instalaciones de agua, fría y caliente, al igual que en sistemas de refrigeración. Debido a su durabilidad, calidad y propiedades el cobre se convierte en un material más usado para trabajos específicos dentro de los proyectos de construcción. Bujes de bronce: Los bujes de bronce son fuertes y resistentes, muy diferente a los casquillos de latón, que se fabrican con un material más blando y fácilmente deformable. El bronce es 100% reciclable. Acero Inoxidable Definición y características: El acero inoxidable es una aleación de hierro y cromo que contiene por definición un mínimo de 10,5 % de cromo. algunos tipos de acero inoxidable contienen además otros elementos aleantes: los principales son el níquel y el molibdeno, es 100% reciclable. Sus principales características es la alta resistencia a la corrosión. Esta resistencia es debido a la formación espontanea de una capa de óxido de cromo en la superficie del acero. Principales propiedades: El acero inoxidable es un material sólido y no un revestimiento especial aplicado al acero común para darle características "inoxidables". Aceros comunes, e incluso otros metales, son a menudo cubiertos o “bañados” con metales blancos como el cromo, níquel o zinc para proteger sus superficies o darles otras características superficiales. Mientras que estos baños tienen sus propias ventajas y son muy utilizados, el peligro radica en que la capa puede ser dañada o deteriorarse de algún modo, lo que anularía su efecto protector. La apariencia del acero inoxidable puede, sin embargo, variar y dependerá de la manera en que esté fabricado y de su acabado superficial. Dentro de sus propiedades existen ventajas: Resistencia la corrosión: Los aceros de baja aleación, resisten la corrosión en condiciones atmosféricas; los aceros inoxidables altamente aleados pueden resistir la corrosión en la mayoría de los medios ácidos, incluso a elevadas temperaturas. Resistencia la alta y baja temperatura: Algunos aceros resisten grandes variaciones térmicas y mantendrán alta resistencia temperaturas muy altas, otros demuestran dureza excepcional a temperaturas criogénicas. Facilidad para la fabricación: la mayoría pueden ser cortados, soldados, forjados y mecanizados con resultados satisfactorios. P á g i n a | 11 Resistencia mecánica: la característica de endurecimiento por trabajo en frio de algunos aceros inoxidables se usa en el diseño para reducir espesores y así, los costos, otros pueden ser tratados térmicamente para hacer componentes de lata resistencia. Propiedades higiénicas: la facilidad de limpieza lo hace la primera opción en hospitales, cocinas e instalaciones alimenticias y farmacéuticas. Ciclo de trabajo: es durable y es la opción más barata considerando el ciclo vital. Desventajas: Dependiendo del uso se raya, se abolla. Precio Alta conductividad térmica. Clasificación según sus propiedades, composición o utilización. Tipo 201: Pueden ser utilizados para hacer tanque para tequilera, maquinas alimenticias, extractores, muebles para cocina, no se recomiendan para Ácidos fuertes y que tenga contacto con el mar. Tipo 304: Los aceros inoxidables austeníticos no son magnéticos y no pueden ser endurecidos por tratamiento térmico. Son muy dúctiles y presentan excelente soldabilidad. El molibdeno es introducido como elemento de aleación en los aceros inoxidables precisamente para disminuir la susceptibilidad a estas formas de corrosión. La presencia de molibdeno permite la formación de una capa pasiva más resistente y en casos en que el inoxidable 304 no resiste a la acción de determinados medios, corroyendo por picado o por rendijas, los inoxidables 316 y 317 constituyen una excelente solución. Son aceros con gran utilización en las industrias químicas, de alcohol, petroquímicas, de papel y celulosa, en la industria petrolífera, industria textil y farmacéutica. Clasificación: 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. Ligeros: Tienen una densidad comprendida entre 2 y 5 gr/cm3. Los más utilizados son el aluminio y el titanio. Ultraligeros: Su densidad es menor a 5 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. Usos: P á g i n a | 12 El acero inoxidable más ampliamente usado es el grado 304, tiene amplios usos en la industria del procesamiento de alimentos. El tipo 304 tiene amplios usos arquitectónicos para asientos y pasamanos. La batería de cocina como fregaderos, refrigeradores, mesas para preparación de comida y vajilla usan este grado. El tipo 304 se utiliza por sus leves químicos corrosivos. Tipo 430: Los aceros inoxidables ferríticos también son magnéticos. A pesar de tener una menor cantidad de carbono que los martensíticos, se tornan parcialmente austeníticos a altas temperaturas y consecuentemente precipitan martensita durante el enfriamiento. Puede decirse que son parcialmente endurecibles por tratamiento térmico. El tipo 316 es el acero inoxidable es el grado marino y se utiliza para las aplicaciones marinas. El molibdeno le da al acero inoxidable de grado 316 una resistencia adicional a la corrosión haciéndolo útil en condiciones químicas hostiles. Ferríticos: Sus características son las siguientes: Resistencia a la corrosión de moderada a buena. Las aleaciones ferríticas son magnéticas. Usualmente se les aplica un tratamiento de recocido con lo que obtienen mayor suavidad, ductilidad y resistencia a la corrosión. No Ferríticos: Todos estos metales no ferrosos, en estado puro, son blandos y poseen una resistencia mecánica bastante reducida. Aceros al carbono. Definición y características: El acero al carbono, también conocido como acero de construcción, constituye una proporción importante de los aceros producidos en las plantas siderúrgicas. De esta forma se los separa respecto a los aceros inoxidables, a los aceros para herramientas, a los aceros para usos eléctricos o a los aceros para electrodomésticos o partes no estructurales de vehículos de transporte. Cabe aclarar que en este concepto de acero de construcción se pueden englobar tanto los aceros para construcción civil como para construcción mecánica. Históricamente un 90% de la producción mundial corresponde a aceros al carbono y el 10% restante son aceros aleados. Sin embargo, la tendencia es hacia un crecimiento de la proporción de los aceros aleados en desmedro de los aceros al carbono, en esta tendencia tiene importancia la necesidad de aligerar pesos tanto para el caso de las estructuras (con el consiguiente ahorro en las cimentaciones) como los requerimientos de menor consumo por peso en los automóviles, unido en este caso a la necesidad de reforzar la seguridad ante impactos sin incrementar el peso de los vehículos. Principales propiedades. La composición química de los aceros al carbono es compleja, además del hierro y el carbono que generalmente no supera el 1%, hay en la aleación otros elementos necesarios para su producción, P á g i n a | 13 tales como silicio y manganeso, y hay otros que se consideran impurezas por la dificultad de excluirlos totalmente –azufre, fósforo, oxígeno, hidrógeno. El aumento del contenido de carbono en el acero eleva su resistencia a la tracción, incrementa el índice de fragilidad en frío y hace que disminuya la tenacidad y la ductilidad. Desventajas: Corrosión: Este sería el principal inconveniente del acero, y es que cuando se encuentra a la intemperie este se corroe con facilidad, por esto simple se trata de proveerle con un recubrimiento, ya sea de un espesor de hormigón o de algún material dedicado para esto. Endotérmico: Las estructuras en acero o con partes en acero, propagan fácilmente el calor debido a las propiedades físicas de este material, y en caso de incendio las altas temperaturas se propagarán fácilmente por la estructura haciendo que falle más rápido. Estas características componen las ventajas y desventajas primarias del acero, el cual es un material de construcción digno de uso y respeto ya que debido a este podemos traer a la realidad grandes ideas de diseño que desafían los límites de ciertos materiales de construcción Clasificación según sus propiedades: Acero dulce: El porcentaje de carbono es de 0,267%, tiene una resistencia mecánica de 4855 kg/mm2 y una dureza de 135-160 HB. Se puede soldar con una técnica adecuada. Aplicaciones: Piezas de resistencia media de buena tenacidad, deformación en frío, embutición, plegado, herrajes, etc. Acero semidulce: El porcentaje de carbono es de 0,35%. Tiene una resistencia mecánica de 5562 kg/mm2 y una dureza de 150-170 HB. Se templa bien, alcanzando una resistencia de 80 kg/mm2 y una dureza de 215-245 HB. Aplicaciones: Ejes, elementos de maquinaria, piezas resistentes y tenaces, pernos, tornillos, herrajes. Acero semiduro: El porcentaje de carbono es de 0,45%. Tiene una resistencia mecánica de 6270 kg/mm2 y una dureza de 180 HB. Se templa bien, alcanzando una resistencia de 90 kg/mm2, aunque hay que tener en cuenta las deformaciones. Aplicaciones: Ejes y elementos de máquinas, piezas bastante resistentes, cilindros de motores de explosión, transmisiones, etc. Acero duro: El porcentaje de carbono es de 0,55%. Tiene una resistencia mecánica de 7075 kg/mm2, y una dureza de 200-220 HB. Templa bien en agua y en aceite, alcanzando una resistencia de 100 kg/mm2 y una dureza de 275-300 HB. Aplicaciones: Ejes, transmisiones, tensores y piezas regularmente cargadas y de espesores no muy elevados. Ventajas: El acero es uno de los materiales para estructuras que mayores beneficios tiene. En MultiAceros elaboramos planchas, plantillas, flanges, fitting, tubos y cañerías de acero, acero inoxidable y acero carbono. Resistencia: La alta resistencia del acero por unidad de peso implica que será poco el peso de las estructuras, esto es de gran importancia en para el diseño de vigas de grandes claros. Uniformidad: Las propiedades del acero no cambian apreciablemente con el tiempo como es el caso de las estructuras de concreto reforzado. P á g i n a | 14 Durabilidad: Si el mantenimiento de las estructuras de acero es adecuado duraran indefinidamente. Ductilidad: La ductilidad es la propiedad que tiene un material de soportar grandes deformaciones sin fallar bajo altos esfuerzos de tensión. La naturaleza dúctil de los aceros estructurales comunes les permite fluir localmente, evitando así fallas prematuras. Tenacidad: Los aceros estructurales son tenaces, es decir, poseen resistencia y ductilidad. La propiedad de un material para absorber energía en grandes cantidades se denomina tenacidad. Gran facilidad para unir diversos miembros por medio de varios tipos de conectores como son la soldadura, los tornillos y los remaches. Posibilidad de prefabricar los miembros de una estructura. Rapidez de montaje. Gran capacidad de laminarse y en gran cantidad de tamaños y formas. Resistencia a la fatiga que el concreto. Posible reutilización después de desmontar una estructura. Usos en la construcción. Una parte importante del acero producido se dirige a la construcción de estructuras. Dentro de este rubro pueden determinarse dos utilizaciones principales: hormigón armado y construcción en acero. La primera usa el hierro redondo como refuerzo del hormigón, trabajando el primero en general a tracción y el segundo a compresión. En el caso de la construcción en acero1 se usan elementos tales como perfiles unidos mediante conexiones empernadas o soldadas. Una utilización que está teniendo crecimiento importante es la construcción mixta que combina las estructuras de acero embebidas en hormigón armado o el hormigón armado dentro de un tubo estructural. Conclusión Como podemos ver los materiales metálicos no férreos son cada vez más imprescindibles y cada vez más utilizados en la industria para la fabricación de múltiples productos. Entonces en general podemos entender que todos ellos y sus aleaciones son resistentes a la corrosión y a la oxidación, además de otras cualidades como su resistencia, presentan un buen acabo superficial, se pueden moldear y mecanizar fácilmente. Como grupo podemos sugerir e incentivar a la creación de negocios que se dediquen al procesamiento y reciclaje de escorias de metales no ferrosos, convirtiendo dicho proceso en una alternativa de negocio viable ofreciendo un servicio a las empresas que no cuentan con los recursos necesarios para manejar residuos peligrosos. Bibliografía https://www.quiminet.com/articulos/las-principales-aplicaciones-y-usos-del-bronce-60349.htm https://www.quimica.es/enciclopedia/bronce.html P á g i n a | 15 http://www.rocasyminerales.net/bronce/ http://ecured.cu/bronce https://ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn101.html https://es.wikipedia.org/wiki/Acero_inoxidable#Propiedades https://servinox.com.mx/blog/hablemos-sobre-el-acero-inoxidable/ https://es.wikipedia.org/wiki/Acero_al_carbono https://civilgeeks.com/2011/09/08/acero-ventajas-y-desventajas/ https://okdiario.com/curiosidades/caracteristicas-del-cobre-868181 https://www.lenntech.es/periodica/elementos/cu.htm http://www.minmineria.gob.cl/%C2%BFque-es-la-mineria/cobre/%C2%BFque-es-el-cobre/ http://www.nuevamineria.com/revista/los-beneficios-de-usar-cobre-en-la-construccion/ https://iquimicas.com/aluminio-sirve-elemento-quimico-al/ https://www.alu-stock.es/es/informacion-tecnica/el-aluminio/ Aluminio MIPSA Expertos Procesando Metales Master Logística El portal de los expertos en logística, distribución, comercio y transporte. https://www.caracteristicas.co/aluminio/ https://leanmanufacturing10.com/aluminio-propiedades-en-que-se-utiliza-y-como-se-fabrica
