Los elementos metálicos y sus aleaciones poseen unas propiedades comunes que los definen: gran **resistencia mecánica**, buena **conductividad térmica y eléctrica**, gran **plasticidad**, lo que favorece su capacidad para la deformación antes de la rotura, **maleabilidad**, lo que les permite ser laminados, y posibilidad de ser reciclados. Los metales y sus aleaciones se pueden dividir en dos grupos: **ferrosos** y **no ferrosos**. Los ferrosos están compuestos por hierro y derivados de él, como el acero y sus aleaciones. Todos los demás metales y sus aleaciones son no ferrosos.

Metales Ferrosos

El hierro con carbono forma el acero. El acero es la aleación más empleada en la producción industrial. Los aceros, según su contenido en carbono, pueden ser: aceros (entre 0.03 y 1.67%) y fundiciones (de 1.67-6.67%).

El Hierro

Se considera hierro en estado puro todo material ferroso con un contenido de hierro puro superior al 99.97%. El hierro puro es un material metálico magnético, buen conductor del calor y de la electricidad, de color blanco azulado, maleable y dúctil. Su punto de fusión se alcanza aproximadamente a los 1535º. Tiene el inconveniente de que en ambientes húmedos se oxida con facilidad. El hierro se obtiene a través de los minerales del hierro; la obtención del hierro bruto se realiza en alto horno por reducción del mineral del hierro mediante procesos siderúrgicos.

Acero

Es la aleación más empleada en la fabricación de vehículos. Las propiedades que alcanza el acero son muy buenas; el inconveniente es su peso y su fácil oxidación. El acero es una aleación entre hierro y carbono cuyo contenido de este está entre 0.03 y 1.67%. Su temperatura de fusión varía entre los 1400 y los 1500º, dependiendo del tanto por ciento de carbono que contenga. Según su % en carbono, los aceros se clasifican:

Aceros al Carbono

• Aceros de bajo contenido en carbono: La proporción de carbono oscila entre un 0.06 y un 0.25%. Se denominan suaves o dulces y se utilizan para realizar barras, tubos, alambres, paneles de carrocería.
• Aceros de medio contenido en carbono: El contenido en carbono es del 0.25 al 0.5% y se denominan aceros semidulces o semiduros. Son capaces de soportar cargas y pueden mejorarse sus propiedades por medio de tratamientos térmicos.
• Acero de alto contenido en carbono: Contienen carbono en una proporción que va del 0.5 al 1.67%. Son denominados duros y extraduros. Tienen gran fragilidad y dureza y se utilizan para la fabricación de herramientas.

Aceros Aleados

• Aleación de acero con cobalto: Aumenta la dureza del acero en caliente y su resistencia a la corrosión, oxidación y desgaste.
• Aleación de acero con azufre: El azufre es perjudicial para los aceros porque los hace frágiles. Se puede contrarrestar esta fragilidad con la adición de manganeso.
• Aleación de acero con cromo: Aumenta la dureza y resistencia a la corrosión.
• Aleación de acero con molibdeno: Incrementa la dureza de los aceros y su resistencia al desgaste.
• Aleación de acero con plomo: En pequeñas cantidades, el plomo proporciona poder lubricante al acero, lo que facilita el arranque de viruta.
• Aleación de acero con silicio o vanadio: Estos elementos eliminan el exceso de oxígeno del acero.
• Aleación con wolframio: Proporciona gran dureza. Los aceros con esta aleación se denominan aceros rápidos y con ellos se fabrican herramientas de corte.

Los aceros de alto límite elástico (ALE) disminuyen el peso y aumentan las prestaciones sin disminuir la seguridad: gran resistencia mecánica en cuanto a penetración y choque, embutibilidad, elevada resistencia a la fatiga y posibilidad para someterse a procesos como el galvanizado en laquelite y el electrocincado.

Aceros Inoxidables

• Aceros inoxidables ferríticos: Contienen un 10% de carbono y entre el 15 y 18% de cromo.
• Aceros inoxidables martensíticos: El porcentaje de carbono en ellos está entre el 0.1 y 0.35% y el de cromo entre el 12 y 14%.
• Aceros inoxidables austeníticos: El porcentaje de carbono en ellos es del 0.1%, el de cromo del 18% y el de níquel del 10 al 16%; además, tienen pequeños porcentajes de cobre, molibdeno y titanio que facilitan las soldaduras.

Fundiciones

Es la aleación de hierro y carbono con un contenido de carbono de entre el 1.67 y el 6.67%. Las fundiciones no se pueden laminar, estirar o deformar en frío. Las fundiciones se obtienen depositando las coladas en moldes y dejando enfriar al ritmo que se desee. Las propiedades de las fundiciones se mejoran añadiendo pequeñas proporciones de elementos como azufre, silicio y manganeso y controlando los procesos de enfriamiento. Las fundiciones se pueden agrupar en blancas, grises y maleables o ferríticas, dependiendo del porcentaje de carbono y el proceso de enfriamiento.

• Fundición blanca: El carbono se encuentra en una proporción del 1.7 al 2.5% formando perlita y cementita. Se trata de una fundición muy dura y quebradiza.
• Fundición gris: Contiene entre el 2.5 y el 4% de carbono. Al enfriar la fundición lentamente, se consigue que la cementita se transforme en ferrita. Este tipo de fundición es fácil de mecanizar. Por otro lado, si el proceso de enfriamiento de la fundición se produce rápidamente, la cementita no tiene tiempo de transformarse en ferrita y se convierte en perlita, resultando una fundición gris perlítica más dura y resistente.
• Fundición maleable o ferrítica: Es una fundición blanca (1.67 a 2.5% de carbono) en la que se intenta que pierda las propiedades de dureza y fragilidad. El proceso consiste en calentar lentamente hasta 980º; posteriormente, se enfría muy lentamente toda la cementita que tiene la fundición y se transforma en ferrita.

Materiales No Ferrosos

Metales Ligeros

• Aluminio: Elemento químico muy abundante en la corteza terrestre, posee una densidad de 2.7g/cm3 y su punto de fusión se establece a 660º. La materia prima para la obtención del aluminio es la bauxita, formada por óxido de aluminio. El aluminio puro es un material muy blando y poco resistente mecánicamente, por lo que su uso se limita a componentes eléctricos.
• Aluminio de las carrocerías: Las carrocerías están fabricadas en aleaciones de aluminio de alta calidad que contienen magnesio y silicio.
• Conformado de piezas de chapa de aluminio: Se realiza en dos fases: la conformación. Primero, es preciso laminar el material bruto para producir chapas. Después, se da a las chapas la forma prevista a base de corte y estampado. Según el grado de la deformación que ha de obtener el componente de carrocería que se quiera producir, el estampado se puede llevar a cabo en varias etapas de embutición. Después del estampado, las piezas de aluminio todavía son blandas, en virtud de lo cual se les tiene que aumentar la solidez por medio de un proceso de termofraguado.
• Magnesio: Material que se oxida fácilmente al aire, su punto de fusión se alcanza a los 650º. El magnesio tampoco se encuentra como metal puro, sino que en la naturaleza se encuentra formando sales de hidróxidos. El procedimiento de obtención es parecido al del aluminio, un método electrolítico de la masa de fusión. Se emplea en aleaciones de aluminio, cinc, titanio y manganeso. El magnesio es muy conocido en la fabricación de llantas de aluminio por su ligereza y resistencia mecánica.
• Titanio: Metal de color blanco plateado que tiene su punto de fusión a 1660º. Se extrae de materiales como el rutilo y la ilmenita. Es un material muy duro, de gran resistencia mecánica y a la corrosión.
• Aleaciones ligeras: La mayoría de las piezas fabricadas con aluminio, magnesio y titanio son aleaciones que se emplean en innumerables piezas y componentes mecánicos.

Metales Pesados

• Cobre: Metal pesado de color pardo-rojizo y con una densidad de 8.96g/cm3. Su temperatura de fusión oscila entre los 1050 y 1085º. Es dúctil y maleable, y gracias a ello facilita la transformación de materiales en hilos y láminas. Tiene gran conductividad térmica y eléctrica, resistente a la corrosión y a los agentes atmosféricos. Se utiliza principalmente como conductor en instalaciones eléctricas y fabricación de motores y generadores.
• Aleaciones pesadas:
  • Latón (cobre y cinc): Funde a 950º, resiste bien la corrosión y se suelda bien con plomo-estaño. La aleación tiene unos porcentajes que oscilan entre el 50% de cobre y 50% de cinc, hasta el 95% de cobre y 5% de cinc.
  • Bronce: Funde entre 1050 a 1200º, dependiendo del porcentaje de cobre y estaño. El cobre es el principal componente (del 75 al 95%), el porcentaje restante es estaño (del 5 al 25%). La dureza del bronce aumenta con el aumento de estaño, resistente a la corrosión y al desgaste.
• Cinc: Material muy abundante en la corteza terrestre que se obtiene de la blenda y de las calaminas. Su resistencia mecánica es baja y debido a ello se utiliza aleado con otros metales. Funde a 420º. Ofrece gran resistencia a la corrosión, aunque es atacado por ácidos y sales.
• Wolframio: También denominado tungsteno, metal de color blanco y plateado. Funde aproximadamente a 3410º. En estado puro es dúctil y maleable, mientras que en estado impuro es duro, frágil y de color gris acero. Se utiliza para hacer los electrodos no consumibles en la soldadura TIG.
• Cromo: Se obtiene en forma de cromita. Metal muy duro y quebradizo. Funde a 1857º. Se emplea en aleaciones de acero inoxidable y en el cromado de piezas.
• Estaño: Metal pesado y de color gris plateado. Funde a 230-250º, siendo a 100º muy dúctil y maleable. Mecánicamente es blando pero de gran resistencia a la corrosión, aunque es atacado por ácidos y sales. Se utiliza en carrocería como revestimiento de la chapa para evitar la corrosión en las soldaduras, también utilizado para soldaduras blandas.
• Plomo: Metal blando y pesado de color gris azulado. Funde a 327º. Es fácilmente moldeable y tiene buena estabilidad frente a la corrosión y al ácido sulfúrico. Se obtiene de la galena, siendo muy escaso en la corteza terrestre. Se fabrican baterías y revestimientos de cables eléctricos. Es un material antifricción y lubricante que sirve como aleación de determinados metales para la fabricación de árboles de levas, cojinetes, etc.
• Materiales antifricción: Aleaciones muy resistentes al desgaste y funden entre 350-400º. Se emplean en casquillos y cojinetes de fricción. Las aleaciones antifricción se realizan a base de estaño o plomo. Sus composiciones son las siguientes:
  • Base estaño: 80% estaño, 14% plomo y 6% de cobre.
  • Base plomo: del 75-80% plomo, son más blandas pero más lubricantes.

Metales Sinterizados

Se obtienen al llevar a cabo los procesos de sinterización. Estos materiales se emplean para conformar aleaciones de altas prestaciones o formas complicadas. La sinterización consiste en someter los materiales a presiones muy altas con temperaturas que pueden alcanzar los 1600º en una atmósfera controlada. Los materiales, para poderlos prensar, se presentan en polvos metálicos o cerámicos. El material resultante es de altas prestaciones. La sinterización permite unir metales con distintos puntos de fusión y obtener aleaciones de gran resistencia. El corindón sintetizado se emplea en placas de corte, de óxidos cerámicos y aisladores eléctricos de las bujías de encendido.