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Propiedades de los metales, extracción y su clasificación

Propiedades de los metales, extracción y su clasificación
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Cuando se formó la tierra, la masa fundida contenía muchos metales diferentes que hoy extraemos y usamos en grandes cantidades. La mayoría de los metales se combinan con la roca cuando se funden, para formar minerales metálicos. Los más comunes son la bauxita, de la que se extrae el aluminio, y el mineral de hierro del que se extrae el hierro. En la actualidad, se extraen y usan más de setenta metales diferentes en las industrias manufactureras. Algunos, como el cobre y el plomo, por ejemplo, se pueden usar en estado puro para aprovechar sus propiedades naturales. Pero a menudo, combinamos diferentes metales, o metal con otros materiales para formar aleaciones. Al hacer aleaciones, podemos cambiar las propiedades de un metal para satisfacer nuestras necesidades particulares.

Los metales y las aleaciones se pueden usar de muchas maneras. Son importantes para las industrias de transporte, telecomunicaciones, maquinaria, construcción y fabricación.

Propiedades generales en todos los metales

Los metales, sólidos brillantes, son a temperatura ambiente (excepto el mercurio, que es un elemento líquido brillante), con altos puntos de fusión y densidades características. Muchas de las propiedades de los metales, incluido el radio atómico grande, la energía de baja ionización y la baja electronegatividad, se deben al hecho de que los electrones en la capa de valencia de los átomos de metal se pueden eliminar fácilmente. Una característica de los metales es su capacidad de deformarse sin romperse. La maleabilidad es la capacidad de un metal para ser martillado en formas. La ductilidad es la capacidad de un metal para ser dibujado en el cable.

Debido a que los electrones de valencia pueden moverse libremente, los metales son buenos conductores de calor y conductores eléctricos.

Propiedades comunes de los minerales

  • Brillante apariencia “metálica”
  • Sólidos a temperatura ambiente (excepto mercurio)
  • Puntos de fusión altos
  • Altas densidades
  • Grandes radios atómicos
  • Energías de baja ionización
  • Baja electronegatividad
  • Usualmente, alta deformación
  • Maleable
  • Dúctil
  • Conductores térmicos
  • Conductores eléctricos

Propiedades físicas

Los metales son duros, no adhesivos, fríos y lisos, a menudo son brillantes y fuertes. También son ductiles y maleables, no se rompen fácilmente. Los metales son muy buenos conductores de electricidad, sonido y calor. Cuando la temperatura aumenta, se expanden, y cuando cae, siempre se contraen. Se pueden soldar fácilmente a otros metales.

Propiedades químicas

Los metales reaccionan con el oxígeno en el agua y el aire. Se conoce como oxidación u oxidación y es una capa escamosa de óxido de hierro rojizo o marrón amarillento que se forma en hierro o acero, especialmente en presencia de humedad.

Propiedades Ecológicas

La mayoría de los metales son reciclables y algunos metales como el plomo o el mercurio son tóxicos y representan un peligro para los seres humanos y para el medio ambiente.

Extracción de metales

Hay dos tipos de minas para obtener metales:

Minería de superficie que se usa cuando el mineral está cerca de la superficie.
Minería subterránea que se utiliza cuando el mineral está muy por debajo de la superficie.

Se utilizan excavadoras, taladros y explosivos para extraer minerales de la roca. Los minerales se separan en mineral y ganga.

Clasificación de metales

Los metales pueden dividirse en dos grupos principales: los metales ferrosos son aquellos que contienen hierro y metales no ferrosos que son los que no contienen hierro.

Metales ferrosos

El hierro puro es de poca utilidad como material de ingeniería porque es demasiado blando y dúctil. Cuando el hierro se enfría y cambia de un líquido a un sólido, la mayoría de los átomos del paquete de metal se unen en capas ordenadas. Algunos, sin embargo. desalinearse, creando áreas de debilidades llamadas dislocaciones. Cuando una pieza de hierro se somete a estrés, las capas de átomos en estas áreas se deslizan una sobre la otra y el metal se deforma. Esto comienza a explicar la ductilidad del hierro dulce. Sin embargo, al agregar carbono al hierro, podemos producir una gama de aleaciones con propiedades bastante diferentes. Llamamos a estos los aceros al carbono. Una aleación es una mezcla de dos o más elementos químicos y el elemento primario es un metal.

Aceros al carbono: sus propiedades y usos

Acero dulce: contenido de carbono entre 0,1% y 0,3%. Propiedades: menos dúctil pero más duro y más duro que el hierro, el color gris, se corroe fácilmente. Usos: vigas o vigas, tornillos, tuercas y pernos, clavos, andamios, carrocerías, unidades de almacenamiento, tambores de aceite.

El acero de carbono medio contiene entre 0,3% y 0,7% de carbono. Propiedades: más duro y menos dúctil que el acero dulce, resistente y tiene una alta resistencia a la tracción. Usos: se utiliza para la fabricación de productos que deben ser duros y resistentes como engranajes, herramientas, llaves, etc.

El acero con alto contenido de carbono contiene entre 0,7% y 1,3% de carbono. Propiedades: material muy duro y quebradizo. Usos: Se usa para cortar herramientas y productos que deben resistir el uso de guillotinas, muelles, etc.

El acero inoxidable son aleaciones de hierro y cromo. Una amplia gama de aceros está disponible con contenido de cromo entre 13% y 27%. Propiedades: el cromo evita la oxidación con una película de óxido. Ductilidad, dureza y resistencia a la tracción. También es un metal atractivo y brillante. Usos: cubiertos, fregaderos, pipas, piezas de automóvil, etc.

Gray Cast Iron es una aleación de hierro (94%), carbono (3%) de silicio (2%) y algunas trazas de magnesio, azufre y fósforo. Propiedades: frágil pero extremadamente duro y resistente, se corroe por oxidación, Usos: pistones, partes de maquinaria, lámparas de calles, tapas de drenaje, herramientas.

Se pueden agregar otros elementos químicos al acero para mejorar o lograr ciertas propiedades. Aquí tienes algunos ejemplos:

  • El silicio hace que la aleación sea magnética y mejora la elasticidad.
  • El manganeso hace que la aleación sea más dura y resistente al calor. Se usa para hacer acero inoxidable.
  • El níquel mejora la resistencia y previene la corrosión.
  • El tungsteno hace que el acero sea más duro, más resistente al calor y previene la corrosión.
  • El cromo hace que la aleación sea más dura y resistente y más resistente a la oxidación.

Metales no ferrosos

Son metales que no contienen hierro. Tienen muchos usos, pero a menudo son caros porque son más difíciles de extraer.

Aluminio

Es el metal más abundante en el mundo de la tierra después del acero, es el más utilizado de todos los metales, en la actualidad. Propiedades: Color blanco plateado, ligero, altamente resistente a la corrosión, suave, maleable y dúctil, de baja densidad, buen conductor tanto de electricidad como de calor. Usos: líneas de alta tensión, aviones, automóviles, bicicletas, trabajos de metales ligeros. unidades de techo y ventanas y puertas, decoración, utensilios de cocina y latas de bebidas.

Cobre

Es un metal puro que es el tercer metal más importante del mundo, en términos de volumen de consumo. Propiedades: un metal de color marrón rojizo, dúctil y moderadamente fuerte, muy buen conductor de electricidad y calor, se corroe muy fácilmente. Usos: cable eléctrico, líneas telefónicas, cilindro de agua caliente sanitaria y tuberías, núcleo del radiador del automóvil, decoración, arquitectura.

Latón

Este término “latón” cubre una amplia gama de aleaciones de cobre y zinc. Propiedades: es de color dorado. Tiene muy buenas propiedades anticorrosivas y es resistente al desgaste. Usos: Artesanía, joyería, plomería, condensadores y turbina.

Magnesio

Es brillante y plateado blanco. Propiedades: Es muy ligero, suave y maleable, pero no muy dúctil. Reacciona muy fuerte con el oxígeno. Usos: Fuegos artificiales, industria aeroespacial, industria del automóvil.

Estaño

Es un metal blanco brillante. Propiedades: No se oxida a temperatura ambiente, es muy suave. Usos: soldadura blanda, papel de aluminio y placa de estaño.

Plomo

Es un metal gris plateado. Propiedades: Suave y maleable. Es tóxico cuando se inhalan sus humos. Usos: Baterías, se usa como un aditivo en vidrio para dar dureza y peso.

Bronce

Es una aleación de cobre y estaño. Propiedades: Alta resistencia al desgaste y la corrosión. Usos: hélices de barcos, filtros, campanas de iglesia, esculturas, cojinetes y engranajes.

Zinc

Es un metal brillante gris azulado. Propiedades: Anticorrosivo, no muy duro, débil a bajas temperaturas. Usos: Techado, plomería porque detiene la corrosión.

Términos en inglés

En diversas ocasiones, encontramos bibliografía que se refiere a ciertos términos en el idioma inglés, y mostramos la referencia para su rápida identificación

Lead – plomo

Zinc – cinc

Tin – estaño

Copper – cobre

Bronze – bronce

Brass – latón

Aluminium – aluminio

Magnesium – magnesio

Steel – acero

Iron – hierro

molten – fundido

ore – mineral/mena

alloy – aleación

gangue – ganga

ferrous – ferrrosos

cool – enfriar

weakness – debilidad

corrodes – corroer

wearing .- desgaste

gears – engranajes

stainless – inoxidable

tensile strength – tracción

cutlery – cuberteria

pipe – tuberia

sink – fregadero

drain – drenaje

bearings and cogs – rodamientos y engranajes

Boat propellers – helices de barco

shiny – brillante

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