M Dulo IV Metales

Módulo IV – Metales: : Clases,
Propiedades, Desempeño y
Aplicaciones
UA: Comportamiento y Ensaye de Materiales
Profr: Ing. Francisco D. Anguiano Perez
fdap@live.com.mx

Metales – Propiedades
• A pesar de que muchos metales puros son dúctiles, algunos incluso
blandos, y susceptibles a daños por corrosión, se pueden utilizar como
aleaciones, mejorando en gran medida sus propiedades.
• Buenaductilidad y maleabilidad, maquinabilidad.
• Buena conductividad térmica y eléctrica.
• Altas densidades.
• Buena resistencia.
• Débiles a la corrosión, es necesario tratamientos de prevención.
• Metal más utilizado en la construcción – Acero (aleación de hierro y
carbono) y sus aleaciones (galvanizados, inoxidables, etc.).
• A menudo aprovechados por su dureza, y tenacidad

Acero

AluminioIntroducción
¿Qué es el acero?
El acero es la aleación de hierro (metal) y carbono (no metal), donde el
carbono no supera el 2,1% en peso de la composición de la aleación,
alcanzando normalmente porcentajes entre el 0,2% y el 0,3%.
Porcentajes mayores que el 2% de carbono dan lugar a las fundiciones,
aleaciones que al ser quebradizas y no poderse forjar —a diferencia de
los aceros—, se moldean. Históricamente el acero fue utilizado en la construcción para las altas
edificaciones, ya que permitía el obtener secciones esbeltas, con un mayor
aprovechamiento del espacio interno de las estructuras, sin embargo, la
construcción con acero era susceptible a los daños de corrosión, por lo que
actualmente la tecnología de metales está enfocada a producir aceros más
durable y de un mayor desempeño,que puedan trabajar solos o como
materiales compuestos, como el concreto reforzado.
El aluminio por otro lado, se utiliza desde hace 100 años, obtenido de un
mineral llamado bauxita que están formadas por un 62-65% de alúmina
(Al2O3), hasta un 28% de óxido de hierro (Fe2O3), 12-30% de agua de
hidratación (H2O) y hasta un 8% de sílice (SiO2). Es mucho más ligero, dúctil,
resistente a lacorrosión y blando que el acero, sin embargo tiene una menor
resistencia.

Aluminio
• La propiedad química mas destacada del aluminio es su gran
afinidad con el oxigeno, durante su oxidación se desprende
una gran cantidad de calor (1,670,000 J/mol o 400,000
cal/mol), teniendo una oxidación casi instantánea en
contacto con el ambiente.
• Al calentarse el aluminio finamente triturado se inflama y se
quemaen el aire que al combinarse con el oxigeno con ello
se forma una capa delgada (cerca de 0.0002 mm) de oxido
de aluminio que lo protege contra la oxidación .

Metales – Propiedades
• La estructura de los metales está formada por una red cristalina, en la cual, con
el enfriamiento y conformación, se forman estructuras mayores llamadas granos.
El tamaño y composición de estos granos dicta suspropiedades mecánicas.
• Los metales se reblandecen con la temperatura y modifica el tamaño de grano.
• En general, a menor tamaño de grano mayor resistencia del metal, mayor
tenacidad y dureza, menor ductilidad y menor conductividad.

Menor
Mayor
Resistencia
Resitencia

Ejemplos de estructuras con distintos tamaños de grano

Tratamientos para mejorar propiedades
(reducir el tamaño de grano)Templado: Consiste en calentar
y enfriar súbitamente un metal,
puede incluir el adicionar un
elemento como aleante.

Rolado/Laminado: Consiste en pasar el metal a través de
rodillos para adquirir una determinada forma. Esto le
produce una deformación plástica que aumenta sus
propiedades. Puede hacerse en frío o en caliente
(calentando previamente el metal).

Extruido: Consiste en pasar un
metal através de un dado de
menor sección, formando delgados
cables. (Metal en celeste)

Aleación: consiste en incluir un elemento como
modificador de la red, dentro de la estructura
cristalina del metal. El acero es una aleación de
hierro y carbono.

Diagrama de fases Hierro carbono para los aceros

Proceso de fabricación Acero

Proceso de Producción del Acero en AHMSA (muy recomendable):...