M&T: Metales

I. Propiedades
II. Metales usados en moldes
III. Productos laminados y perfilados
IV. Planchas y Textiles metálicos

I. Propiedades:

• Densidad: los materiales metálicos están compuestos por mucha masa (protones y neutrones). Los metales sólidos forman una red con núcleos muy resistentes y buenos conductores de electricidad. La densidad de los metales es la más elevada de todos los elementos de la tabla periódica (desde el 2.1 g/cm cúbicos del aluminio hasta el 21.5 g/cm cúbicos del platino).
  
• Resistencias metálicas: la resistencia metálica de un material metálico es la más importante, ya que tiene una resistencia a la flexión muy elevada y puede deformarse pero nunca romperse. La resistencia a la compresión de un metal está entre 400-500 Mpa, y la resistencia a la flexión está entre 400-500 Mpa. Los metales cuando sufren la acción de una fuerza inicialmente se comportan de una forma elástica de forma que vuelve a su estado inicial cuando deja de actuar la fuerza. Cuando traspasamos el límite de elasticidad, el metal se deforma permanentemente (incluso aunque cese la fuerza). Los metales son dúctiles y maleables.
  
• Maleabilidad: es la capacidad que tiene el material para transformarse en una lámina delgada mediante esfuerzo de compresión.
  
• Ductilidad: es la capacidad del material de deformarse para obtener un hilo.
  
• Fatiga: es el comportamiento del material mediante esfuerzos repetidos.
  
• Resistencia a la fatiga: es un número máximo determinado de ciclos que soporta el material sin romperse.
• Acritud: es un fenómeno producido por la reordenación de la red cristalina del metal.
  
• Deformación producida por la fuerza: tienen un límite debido a que el metal reacciona contra la deformación, aumentando su resistencia.
  
• Tenacidad: es lo contrario de la fragilidad. La mayoría de los metales son tenaces. En los metales el esfuerzo que realiza un metal bajo la acción de una fuerza le hace deformarse enórmemente antes de romperse.
  
• Soldabilidad: es la propiedad que tienen algunos metales por las que dos piezas del mismo metal pueden unirse inmediatamente para formar un conjunto rígido, sin más que ponerlo en contacto. Esta es una característica del enlace metálico. La conexión entre los átomos se establece fácilmente cuando se logra un contacto íntimo entre las superficies de las dos piezas metálicas, ésto se realiza mediante la fusión de la superficie que se van a poner en contacto.
  
• Conductividad eléctrica: es una propiedad que tienen los metales. Por la estructura de los metales encontramos siempre electrones libres que se pueden mover por todo el metal. Si entre los extremos de un metal establecemos una diferencia de potencial, por el metal circulará una corriente eléctrica y los electrones se moverán al polo positivo con lo que se establece una corriente eléctrica que va del polo positivo al negativo. 
  
• Propiedades térmicas:
• Dilatación: se denomina dilatación térmica al aumento de longitud, volumen o alguna otra dimensión métrica que sufre un cuerpo físico debido al aumento de temperatura que se provoca en él por cualquier medio. 
  
• Temperatura de fusión: 
  
• Propiedades químicas:
• Oxidación:  es la característica de los metales. Una sustancia se oxida cuando sus átomos ceden electrones, los metales se oxidan al entrar en contacto con el oxígeno de la atmósfera. No es necesaria la intervención del agua. La oxidación puede dar lugar a una película de óxido metálico que recubre y protege al resto del metal o puede generar capas esponjosas que dejan pasar el oxígeno y permiten que el metal se oxide en profundidad.
  
• Corrosión química: no se delimita a la capa superficial sino que profundiza en el metal provocando grandes prejuicios en los montajes metálicos o que contienen metal.
  
• Corrosión galvánica: proceso electroquímico en el que un metal se corroe cuando está en contacto con un metal diferente.
  

II. Metales usados en moldes:

Los más usados son hierro y acero.

• Hierro: este material está disponible en todo el mundo, aunque la mayoría de las reservas están en América. Se extrae a partir de un mineral llamado limonita, que al fundirla a 1700º da lugar al hierro colado.
  
• Hierro colado: se obtiene a través del hierro que contiene la limonita organizada en los altos hornos haciéndolo pasar por una corriente de oxígeno puro a una Tª de 1700º C, provocando un goteo del hierro sobre unos crisoles y de ahí se pasa a unos moldes. Es un material brillante y denso (80% hierro), el resto es carbono, caliza o sílice (20%). Tiene una elevada resistencia a la compresión, no se puede soltar, es frágil ante impactos, resiste bien la oxidación y la tensión, y es fácil de estirar y doblar. Una vez se obtiene este tipo de hierro, se mezcla con chatarra en la fragua dando lugar al hierro forjado (95% hierro). Cuando el hierro forjado lo tenemos en estado semifundido se puede trabajar a martillo, estirándolo y doblándolo las veces que sean necesarias.
  
  
• Acero: es un tipo de hierro moderno. Es una aleación de hierro y carbono (2% carbono). Otras variedades del acero son:
  
• El acero inoxidable, que contiene el 20% de cromo/níquel.
  
• El acero al magneso, que contiene el 20% de magnesio.
  
• El acero resistente al calor, que contiene entre el 5-20% de wolframio.
  
• El acero cortén, que esta compuesto por una mezcla de hierro + azufre + fósforo.
  
• Cobre: es un metal difícil de oxidar, pero en comparación con el oro y la plata es el que más se oxida hasta tal punto que podemos encontrar piezas de cobre en la naturaleza (cobre nativo). Para su explotación mineral se utiliza la calcopirita, quemándola a 2000ºC y de esa manera obtenemos el cobre negro. El cobre es de color rojo metalizado, blando, con una dureza 3 en la Escala de Mohs, es dúctil, maleable, conductor térmico y conductor eléctrico. Algunas aleaciones con cobre son:
  

• Latón: es una aleación de cobre con zinc, que dependiendo de las proporciones cambia el color y las propiedades. Cuando tiene más cobre tiene un color amarillento y es poco maleable (moldes y vaciados); Y cuando tiene más zinc tiene un color plateado y es maleable (pomos de puertas, embellecedores, placas).
• Bronce: es una aleación de cobre con estaño. Es un metal duro, maleable (cuando tiene menos del 9% de estaño), su brillo es semejante al oro, se utiliza para joyería (57% de cobre + 40% de sodio + 3% de tungsteno), para cañones (91% de cobre + 9% de estaño), espadas, armaduras, etc.
  
• Plomo: es un material muy pesado, con una densidad de 11.4 g/cm cúbicos, recién cortado tiene un brillo plateado muy intenso pero una vez expuesto al aire forma una capa de óxido blanquecino que lo protege. Es estable con aguas duras, reciclable, se utiliza para soldar y para protegernos de las radiaciones ionizantes. Se funde a 327ºC y podemos encontrarlo en forma de chapas, rollos, hilos, etc.
  
• Zinc: es un metal quebradizo, muy maleable, se puede laminar a 150ºC, al oxidarse forma una capa protectora y se utiliza como recubrimiento para evitar la corrosión de otros metales. No es tóxico, lo podemos encontrar en láminas de sección (0.5-1.7 cm) y en planchas (100x100 cm, 100x200 cm y 100x300 cm).
  
• Estaño: es un material brillante, plateado y se funde a 232ºC. Es adecuado para soldaduras entre metales, tiene una capa de óxido que lo protege, se utiliza para estañar metales (soldar y recubrir) proporcionando brillo y durabilidad al material protegiéndolo de la oxidación.
  
• Níquel: es un metal pesado, de brillo plateado y tonalidad gris. Es muy denso, tiene una densidad de 8.9 g/cm cúbicos, da a los materiales un brillo metálico grisáceo. Tiene una Tª de fusión de 1453ºC. Interviene en la aleación del acero inoxidable, también se utiliza por electro de posición para proteger el material y darle brillo. Interviene en procesos de antioxidantes.
  
  
  
• Cromo: es un metal de brillo plateado, dúctil en estado puro y estable en contacto con el aire, el agua, e incluso con algunos ácidos. Se utiliza en aleaciones como acero inoxidable y aceros resistentes a la corrosión.
  
• Titanio:  es un metal de color blanco plateado, muy dúctil, con una dureza muy elevada y una densidad de 4.5 g/cm cúbicos. Por estas razones la aplicación del titanio es amplia, desde el transporte aéreo o espacial hasta la implantación de prótesis o el diseño de fachadas.
  

III. Productos laminados y perfilados:

Hay tres procesos, y los tres surgen de los perfiles laminados. Cualquier metal parte de un crisol en estado líquido y antes de que se enfríe se hace un proceso de laminado. Estos procesos son:

• Perfil laminado: el laminado es un proceso de deformación plástica en la que el material circula de modo continuo y en una dirección preferente.
  
• Perfil conformado: se obtienen a partir de planchas que se moldean sin necesidad de calentar el material. La chapa o plancha está entre 1-4 mm, y se moldea con una plegadora.
  
• Extrusión de metales: proceso mediante el cual un bloque metálico se reduce de sección transversal, al ser forzado a pasar a través de una matriz agujereada aplicando mucha presión.
  

IV. Planchas y textiles metálicos:

• Plancha perforada: se realiza mediante troquelado, abocardado, etc. Se realiza mediante máquinas de control numérico en planchas de 1-50 mm. En este proceso gran parte del material se pierde, aunque luego se recicle.
  
• Plancha o maya expandida: se produce mediante cortes de una plancha de metal rígida en un único proceso. En este proceso no se produce pérdida de material porque las aberturas se forman por corte y desplazamiento. La mayoría de las planchas son de acero inoxidable o de aluminio. Sus dimensiones son estándar y pueden ser de formato pequeño (1x2 mm), de formado medio (1.25x2.25 mm), de formato grande (1.5x3 mm) o de superformato (1.6x4 mm).
• Textiles metálicos: se realizan a partir de una serie de hilos de longitud indefinida, a esto se le llama trama; y a los hilos entrelazados se les llama urdimbre.
  
• Tafetán: se realiza con hilo de acero de 1 mm de diámetro, con un formato estándar de 1 m de ancho. Tiene una densidad de 2.5 g/cm cúbicos y es trasparente en un 65%.
  
• Sarga: se realiza con un cable de acero de 1 mm de grosor y 1 m de ancho. Tiene un peso de 6 kg/m cuadrados y deja pasar la luz un 25%.
  
• Tejidos de punto: se realiza con un único hilo y los encontramos con un ancho de 30 cm o 1 m, y 2 mm de grosor. Es trasparente al 50% y tiene una densidad de 0.7 kg/m cuadrados.
  

Los tejidos metálicos en conjunto son unos materiales versátiles y eficaces que pueden alejar el ruido, realizar sombras y soportar otros materiales. Éstos son fáciles de mantener y de limpiar, ya que no necesitan mantenimiento, su duración es limitada y son 100% reciclables.