materiales metálicos
el hierro
Es un metal maleable, de color gris plateado y presenta propiedades magnéticas; es ferromagnético a temperatura ambiente y presión atmosférica. Es extremadamente duro y denso.
Se encuentra en la naturaleza formando parte de numerosos minerales, entre ellos muchos óxidos, y raramente se encuentra libre. Para obtener hierro en estado elemental, los óxidos se reducen con carbono y luego es sometido a un proceso de refinado para eliminar las impurezas presentes.
siderurgia del hierro
El proceso de obtención de hierro de su lugar natural y de su transformación en algo útil para la sociedad tiene dos aspectos. Primero, debe obtenerse el mineral de hierro. Después, debe convertirse en algo que sea propiamente utilizable, al que nos referimos como "hierro". Desde luego, este proceso es muy complejo. El trabajo real y el tiempo que implican la recolección del mineral de hierro y su procesamiento en hierro son enormes.
El mineral de hierro se extrae en forma de uno de dos minerales distintos. El primer mineral es la hematita y el otro es la magnetita. Para empezar la extracción del mineral de hierro, debe hacerse un estudio geológico en el área para determinar si están presentes depositos considerables de cualquiera de esos minerales. El estudio geológico también determina cuál es el mejor método para extraer el mineral. La mayoría del mineral de hierro que se extrae hoy en día se obtiene a través de minas a cielo abierto. Sin embargo, es posible extraer el mineral de hierro en minas subterráneas. La mayoría de los depósitos de éste tipo no son tan prácticos, en especial cuando es mucho más fácil y barato operar una mina en la superficie.
Después de que se ha extraído el mineral de hierro de la tierra y se ha separado en mineral de hierro puro, aún debe extraerse el hierro propiamente dicho. Para lograrlo, se coloca el hierro dentro de altos hornos que se encienden utilizando coque. El coque es una especie de carbón vegetal que arde a temperatura extremadamente altas. En el alto horno, el aire entra hacia el coque ardiente, el cual calienta el mineral de hierro a temperaturas de más de 1100 °C. Durante este proceso se agrega un compuesto llamado fundente para ayudar a destilar las impurezas. Finalmente, a temperaturas tan altas, el carbono que resulta de la quema del coque ayuda a convertir el mineral de hierro en hierro fundido quitando al mismo tiempo las impurezas en forma de humo. Después se drena y enfría el hierro fundido, con lo que se obtiene un producto final de hierro puro.
aleaciones
acero
es una aleación de hierro y carbono.el carbono esta por debajo del 1,76% en peso.dependiendo de si el acero esta aleado con una determinada cantidad de otro elemento o no, el acero se clasifica en puro y en aleados.
hierro dulce
se caracteriza por el bajo contenido de carbono(entre 0.05% y 0.025%), siendo una de las variedades de uso comercial con mas pureza en hierro.es duro, maleable y fácil aleable con otros metales, sin embargo, es relativamente frágil y poco apto para ser utilizado en confección de laminas tales como espadas, etc.
fundición
es un compuesto de hierro con carbono, en el cual el carbono supera en peso el 1.76%.son frágiles y duros, pero adquieren diferentes propiedades según el proceso de obtención.
el cobre
propiedades:
es rojizo, blando, ductil, maleable, tenaz, conductor térmico, presenta una alta resistencia a la corrosion y es un excelente conductor de la electricidad.
aleaciones del cobre
el bronce es la aleacion del cobre con el estaño.
el latón es una aleacion de cobre y zinc el ordinario solo lleva del 30 al 55%. es utilizado en tornilleros, grifos,etc.
cuproaluminio: es la aleacion de cobre y aluminio. es utilizado en las hélices de los barcos y las turbinas.
alpaca: aleacion de cobre, níquel y zinc. tiene color plateado. es utilizado en joyerias y cubiertos.
cuproniquel: aleacion de cobre y níquel del 40 al 50%.ejemplo las monedas.
metalurgia del cobre
Proceso de obtención del cobre por vía seca.
a) El mineral de cobre (1) se tritura (2) y se pulveriza en un molino de bolas (3), un cilindro
con agujeros muy finos, por donde saldrá el mineral pulverizado, con unas bolas de acero.
b) Para separar la mena de la ganga, se introduce el mineral en polvo en un depósito lleno
de agua (4) y se agita. El mineral, más pesado, se irá al fondo, mientras que la ganga flotará
y se sacará por arriba.
c) El mineral concentrado se oxida parcialmente (sólo el hierro, no el cobre) en un horno
(5). Se suele colocar en una cinta transportadora metálica que se mueve lentamente al
mismo tiempo que se calienta la mena. Así se consigue separar el hierro del cobre.
d) Se funde en un horno de reverbero (6), añadiéndole fundente (sílice y cal) para que
reaccione con el azufre y el óxido de hierro y forme la escoria. El cobre aquí obtenido (7)
tiene una pureza aproximada del 40 % y recibe el nombre de cobre bruto o cobre blíster.
Si se quiere obtener un cobre de pureza superior al 99,9 % (9), es necesario un refinado
electrolítico en la cuba (8).
aluminio
El aluminio es un elemento muy abundante en la naturaleza, solo aventajado por el oxígeno. Se trata de un metal ligero, con una densidad de 2700 kg/m³, y con un bajo punto de fusión (660 °C). Su color es blanco y refleja bien la radiación electromagnética del espectro visible y el térmico. Es buen conductor eléctrico (entre 35 y 38 m/(Ω mm²)) y térmico (80 a 230 W/(m·K)).
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