6.Los metales

Desde que el hombre comenzase a emplear el cobre(primer metal de uso técnico) desde aproximadamente al año 7000 a.C. los minerales han sido usados en múltiples aplicaciones. Si piensas lo contrario, fíjate en el aula: el bolígrafo que tiene en tu mano, las patas de la mesa, cerraduras, bisagras y pomos de puertas, los marcos de las ventanas, el marco de la pizarra, chinchetas de los corchos, las alcayolas que sujetan estos…Todos estos objetos están fabricados o poseen alguna parte metálica. La mayoría de los minerales se encuentran en la naturaleza formando minerales. Su obtención resulta costosa, pero de mucho interés, debido a sus importantes cualidades técnicas.

6.1.Propiedades

Aunque son muchos y muy diversas las propiedades de los materiales metálicos todos tienen algunas características en común:

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Los metales poseen un brillo característico denominado brillo metálico

-Son dúctiles y maleables. De esa manera es fácil de obtener hilos y planchas de la mayoría de los metales.

-La mayoría presentan una gran plasticidad(no recuperan la forma después de verse sometidos a una fuerza externa); mientras algunos poseen una fuerte elasticidad(recuperan la forma).

-Son muy buenos conductores eléctricos(piensa que los hilos de la corriente eléctrico están hechos de metal), térmicos y acústicos.

-Todos son sólidos a temperatura ambiente, salvo el mercurio. La temperatura de fusión suele ser muy alta, y gracias a su fusibilidad pueden soldarse fácilmente a otras piezas metálicas.

-Algunos como el hierro son ferromagnéticos; es decir son atraídos por un imán, y en el interior de un campo eléctrico se comportan como imanes.

-Son tenaces porque aguantan los golpes sin romperse

-Presentan buena resistencia mecánica a los esfuerzos de tracción, compresión y flexión.

-La mayoría de los metales son reciclables; es decir se pueden reutilizar; y la mayoría de ellos resultan tóxicos para el ser humano y para el medio ambiente.

6.2.Obtención de los metales

Los metales se obtienen a partir de minerales que forman parte de la corteza terrestre. Así, el cobre puede extraerse del cobre nativo, de la calcopirita, calcosina, malaquita, cuprita…  En las minas o yacimientos los minerales se frituran se criban para separar la mena(parte útil del mineral) de la ganga(parte del mineral que no tiene utilidad). La mena se tratara para poder extraer el metal de interés. Se denomina metalurgia al conjunto de industrias que se encargan de la extracción de los minerales metálicos. La siderurgia es la rama de la metalurgia que trabaja con los materiales ferrosos(que contienen hierro).

6.3.Tipos de materiales metálicos

La mayoría de los materiales no se emplean en estado puro; si no en forma de mezclas homogéneas con otros metales o no metales. Dichas mezclas se denominan aleaciones. Ej: el acero es una aleación de hierro con carbono y otros componentes minoritarios. De entre todos los metales sobresalen el hierro y sus aleaciones porque suponen cerca del 90% de la producción mundial de materiales metálicos. Por eso, vamos a dividir los metales en:

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Metales ferrosos o férricos: aquellos que contienen hierro como elemento base, incluyendo sus aleaciones. Son el hierro puro, el acero, las fundiciones y el grafito.

-Metales no férricos: son aquellos que no contiene hierro. Suelen ser mas blandos y de menor resistencia mecánica.

6.4.Materiales férricos o ferrosos

6.4.1.Tipos y aplicaciones de materiales férricos o ferrosos

Muchos de los objetos que nos rodean están construidos con productos ferrosos. Atendiendo a la proporción de carbono que los constituyen dichos materiales se pueden clasificar en:

-Hierros: son aquellos materiales cuyo porcentaje de carbono esta comprendido entre 0,01% y el 0,03%.

-Aceros: son aleaciones de hierro-carbono, donde el porcentaje de carbono esta comprendido entre el 0,03% y el 1,76%. Pueden contener otros elementos químicos como por ejemplo cromo(Cr) y níquel(Ni) en los aceros inoxidables. El magnesio(Mn) aporto dureza y resistencia al desgaste, el níquel(Ni) aporta resistencia a la corrosión, mejora la resistencia a la tracción y aumenta su tenacidad…

-Fundiciones: son aleaciones hierro-carbono, pudiendo contener otros elementos químicos, donde el porcentaje de carbono oscila entre el 1,76% y el 6,67%.

-Grafito: son aquellas aleaciones donde el porcentaje de carbono es mayor del 6,67%. Por ser muy frágiles prácticamente no tienen aplicación.

*Contenido en carbono

Hierro puro: Propiedades: Buenas propiedades magnéticas. Blandos, frágiles y difíciles de mecanizar. Aplicaciones: Maquinas electrónicas y transformadores. Componentes electrónicos

Fundiciones: Propiedades: Color negro, muy frágil y duro. Resistente a las vibraciones.  Aplicaciones: Elementos con formas complicadas: radiadores antiguos, farolas, tabardo, tornillos de banco, tapas de desagüe, barandillas, terrazas… Bancadas de maquinas y motores.

-Acero: Propiedades: Es el mas utilizado de los metales. Buenas propiedades mecánicas. Es lenaz, maleables y dúctil. Aleado con Cr y Ni se consiguen aceros inoxidables. Aplicaciones: Perfiles de todo tipo: vigas, redondos, cuadrados, escuadras… Herramientas, patas de mesas y sillas del aula. Vallas de protección de las carreteras. Estanterías. Utensilios de cocina