METALES Y ALEACIONES NO FERROSAS: Producción, propiedades generales y aplicaciones Adrián Ávila Gabdel Durazo Francisco Miranda Luis Quibrera Jessica Quijada

Metales y Aleaciones No Ferrosas Incluyen una amplia gama de materiales. Los más comunes: aluminio, cobre y magnesio, hasta aleaciones de alta resistencia y alta temperatura (tungsteno, tantalio y molibdeno). Son resistentes a la corrosión, Elevada conductividad térmica y eléctrica, Baja densidad y, Facilidad de fabricación.

Aplicaciones: Utensilios de cocina Fuselaje de Aeronave Alambre de cobre para Conductores eléctricos Tubería de cobre para el suministro de agua residencial Láminas de metal para carrocería de autos Titanio para motores a chorro

Aluminio Se produjo por primera vez en 1825 Elemento más abundante, aprox. 8% de la corteza terrestre. Su mineral principal: bauxita (oxido de aluminio) Elevada relación resistencia a peso, resistencia a la corrosión frente a varios productos químicos, elevada conductividad térmica y eléctrica, su no toxicidad, reflectividad, apariencia y facilidad de conformado.

Usos Principales: Recipientes y empaques (latas de aluminio y hoja de aluminio) Edificios y otros tipos de construcciones Transporte (aeronaves, autobuses, autos, equipo marino) Aplicaciones eléctricas Aparatos domésticos, utensilios de cocina Herramientas portátiles Todo el alambrado de transmisión de alto voltaje está hecho de aluminio

MAGNESIO Metal más ligero Buenas características de amortiguamiento de las vibraciones Elemento de aleante en varios metales no ferrosos Usos comunes: aeronaves y misiones, equipo de manejo de materiales, herramientas eléctricas y portátiles, escaleras, equipaje, bicicletas, artículos deportivos, maquinaria de imprenta y textil.

Elemento metálico 3ero en abundancia (2%) en la corteza terrestre. Producido por primera vez en 1808 Proceso: ->El agua del mar se mezcla con cal –> El hidróxido de magnesio se precipita al fondo y es filtrado y mezclado con acido clorhídrico -> Se somete a electrolisis -> Se produce el metal de magnesio

COBRE Fue producido por primera vez alrededor de 4000 a.C y poseen propiedades similares a las del aluminio. Son de los mejores conductores de la electricidad y del calor Tienen buena resistencia a la corrosión Son de fácil procesamiento mediante técnicas de formado, maquinado, fundido y soldado.

Aplicaciones Componentes eléctricos y electrónicos Utensilios de cocina Resortes Joyería Cartuchos para armas de fuego

ALEACIONES Sus principales aleaciones son los latones y los bronces. El latón es una aleación entre cobre y zinc El bronce es una aleación entre cobre y estaño

NIQUEL Descubierto por primera vez en 1751 Imparte resistencia y tenacidad a la corrosión. Es utilizado en los aceros inoxidables y en las aleaciones en base a níquel (superaleaciones)

Aleaciones del Niquel Se utilizan en plantas nucleares, equipo para el manejo de alimentos y procesos químicos y aplicaciones marinas. Las aleaciones de Níquel tienen una elevada fortaleza y resistencia a la corrosión a altas temperaturas.

SUPERALEACIONES Son importantes en aleaciones de alta temperatura Aplicaciones: turbinas de gas, motores a reacción, motores a chorro y en las industrias quimica,nuclear y petroquímica. En general tienen buena resistencia a la corrosión a la fatiga mecánica y térmica.

TIPOS Superaleaciones base hierro. Contienen de 32 a 67% de hierro, 15 a 22% de cromo y 9 a 38% de níquel. Superaleaciones base cobalto. Contiene 35 a 65% de cobalto, 19 a 30% de cromo y hasta 35% de níquel. Superaleaciones base níquel. Contiene de 38 a 76% de níquel, 27% de cromo y 20% de cobalto.

TITANIO Y ALEACIONES DE TITANIO Empezó a ser producido comercialmente en los años 50. Su elevada resistencia a peso y la resistencia a la corrosión, lo hace atractivo para muchas aplicaciones. Estas incluye aeronaves, carros de carreras, petroquímica, aplicaciones marinas, etc. Se han desarrollado las aleaciones de titanio para servicio a 550℃ durante largos periodos y 750℃ para periodos mas cortos.

El titanio no aliado, conocido como titanio puro, tiene una excelente resistencia a la corrosión para aplicaciones donde la consideración de resistencia es secuencial. Se le agregan elementos de aleación como aluminio, molibdeno, magnesio, etc. Con el fin de tener propiedades como mejor capacidad de trabajo, mayor resistencia, mayor capacidad de endurecimiento.

La estructura cubica centrada en el cuerpo del titanio es dúctil, en tanto que la estructura hexagonal compacta es frágil y muy sensible a la corrosión. Se pueden obtener varias estructuras dependiendo las propiedades para aplicaciones especificas.

METALES REFRACTARIOS Y SUS ALEACIONES Existen cuatro metales refractarios: el molibdeno, el niobio, el tungsteno y el tantalio, se llaman refractarios por su elevado punto de fusión. Se usan principalmente en motores a reacción, turbinas de gas y otras aplicaciones aeronáuticas, energía nuclear, etc. Donde la preocupación principal es la resistencia mecánica y la oxidación

MOLIBDENO Es un metal blanco plata, tiene un elevado punto de fusión, un elevado modulo de elasticidad, buena resistencia al choque térmico y una buena conductividad eléctrica y térmica. Se utiliza principalmente en cohetes de propulsantes solidos, motores a chorro, componentes electrónicos, etc. Los principales elementos de aleacion son el titanio y el zirconio.

NIOBIO Posee buena ductilidad y formabilidad, teniendo una mayor resistencia a la oxidación que los demás metales refractarios. Se aplica en cohetes y misiles, aplicaciones nucleares, químicas, etc.

TUNGSTENO Tiene el punto de fusión mas alto de todos los metales, alta densidad, frágil a temperaturas bajas, poca resistencia a la oxidación. Se aplica en trabajos que involucran a temperaturas mayores a los 1650℃, como en electrodos de soldadura, filamento de bulbos, etc. Debido a su alta densidad se utiliza como material de contrapeso en sistemas mecánicos.

TANTALIO Se caracteriza por su elevado punto de fusión, buena conductibilidad y buena resistencia a la corrosión, tiene una elevada densidad. Se utiliza en capacitores electrónicos y en varios componentes de la industria electica, electrónica y química. Se utiliza también para aplicaciones térmicas como en hornos.

BERILIO Se utiliza sin alear en las toberas de los cohetes, en las estructuras espaciales y de misiles, frenos de aeronaves y en instrumentos de presión.

Zirconio El zirconio tiene apariencia plateada; tiene buena resistencia mecanica y ductilidad a temperaturas elevadas, así con una buena resistencia a la corrosión.

Aleaciones de bajo punto de fusión Estas aleaciones se llaman así debido a sus puntos de fusión relativamente bajos. Los metales principales de esta categoría son: Plomo tiene propiedades de alta densidad, resistencia ala corrosión, blandura, baja resistencia, ductilidad y buena capacidad de conformado.

Aleaciones de bajo punto de fusión Zinc Es el cuarto metal mas frecuentemente en la industria, despues del hierro, el aluminio y el cobre. Estaño Es un metal blanco plateado y lustroso es como un recubrimiento protector en hojas de acero(hojalata) que se utilizza para la fabricacion de reciíentes para alimentos (latas).

Metales Preciosos Oro Es blando y dúctil, y tiene una buena resistencia a corrosión a cualquier temperatura. Plata Es un metal dúctil, y tiene la conductividad electica y termina mas elevada de todos los metales. Desarrolla, sin embargo, oxido el cual afecta sus caracteristicas.

Metales Preciosos Platino Las aleaciones de platino se utilizan como contactos eléctricos, para los electrodos de las bujías, etc.

Aleaciones con memoria de forma Las aleación con memoria de forma son únicas por el echo de que después de haber sido deformadas plásticamente en varias formas a la temperatura ambiente, retornan a su forma original al ser calentadas. Una aleación típica con memoria de forma, es 55% Ni y 45% Ti. Las aleaciones con memoria de forma generalmente tiene propiedades como: Ductilidad Resistencia a la corrosión Elevada conductividad eléctrica

Aleaciones Amorfas (vidrios metálicos) Es una clase de aleación metálica que a diferencia de los metales no tiene una Estructura cristalina de largo alcance. Las aleaciones amorfas no tiene fronteras de grano, y los átomos están empacados de manera apretada y al azar. La estructura amorfa se obtuvo por primera vez a fines de la década de 1960 mediante la extremadamente rápida solidificación de la aleación fundida. Las aleaciones amorfas típicamente contiene hierro, níquel y plomo, aleado con carbono, fosforo, boro, aluminio y silicio. Están disponibles en forma de alambre, cinta, tiras y polvos. Estas aleaciones exhiben una excelente resistencia a la corrosión, buena ductilidad y alta resistencia.

Nano materiales Fueron investigados por primera vez a principios de la década de 1980. La composición de un nano material puede ser cualquier combinación de elementos químicos; entre las composiciones de mayor importancia están los carburos, los óxidos, los nitruros, los metales y sus aleaciones, los polímeros orgánicos y varios materiales compasitos. Los polvos sintetizados se consolidan en bloques y otras formas comerciales mediante varias técnicas; una de ellas es la compactación y el sinterizado. Entre las aplicaciones actuales y potenciales para los nano materiales están: Herramientas e insertos de cortes fabricados de carburos y otras cerámicas nano cristalinas. Polvos para procesamiento de metalurgia de polvos. Chips de computadoras Despliegues en pantalla plana Electrodos para bujías, implantes médicos, imanes de alta potencia y baterías de alta densidad energética.