METALURGIA (PRINCIPALES METALES Y ALEACIONES UTILIZADOS EN LA INDUSTRIA

La metalurgia es la disciplina, dentro del dominio de la ciencia de materiales, que estudia el comportamiento de los elementos metálicos, los compuestos intermetàl·lics y sus aleaciones. También es la tecnología de los metales, la manera de aplicar la ciencia para su utilización práctica, su extracción, transformación y elaboración.

Los metales son los elementos químicos de mayor utilización: con fines estructurales en edificios y medios de transporte, como conductores de calor y electricidad, etc. Los metales se caracterizan por tener un brillo especial, llamado metálico, y por ser buenos conductores de la electricidad y del calor. Esta gran conductibilidad, comparada con la de los no metales, se debe probablemente a la existencia de electrones libres en su interior. Además los metales tienen una molécula monoatómica y originan los hidróxidos al disolverse los óxidos metálicos en agua. Algunos metales se presentan en estado libre como el oro, pero otros aparecen en estados de óxidos, sulfuros, carbonatos, fluoruros, cloruros. etc.

Una aleación es una mezcla sólida homogénea de dos o más metales, o de uno o más metales con algunos elementos no metálicos. Se puede observar que las aleaciones están constituidas por elementos metálicos en estado elemental (estado de oxidación nulo), por ejemplo Fe, Al, Cu, Pb. Pueden contener algunos elementos no metálicos por ejemplo P, C, Si, S, As. Para su fabricación en general se mezclan los elementos llevándolos a temperaturas tales que sus componentes se fundan. Las aleaciones presentan brillo metálico y alta conductividad eléctrica y térmica, aunque usualmente menor que los metales puros.

La industria de la metalurgia trata metales como el aluminio, el cromo, el cobre, el hierro, el magnesio, el níquel, el titanio o el zinc que sueño utilizados principalmente en aleaciones. Uno de las aleaciones más importantes es el acero y se han dedicado muchos esfuerzos para comprender las posibilidades de las combinaciones de hierro y carbono, entre los que se encuentran el acero, la fundición o el hierro dúctil, estas aleaciones son utilizadas cuando el peso y la corrosión no son un problema. El acero inoxidable o el acero galvanizado son utilizados cuando es importante disponer de una gran resistencia a la corrosión. 

Las aleaciones de aluminio y magnesio se utilizan en aplicaciones que requieren fuerza y ligereza. Las aleaciones de cocer y níquel (como el Monel) son utilizados en ambientes muy corrosivos y en aplicaciones donde hacen falta materiales no magnéticos. Por su parte, los superaliatges basados en níquel, como el Inconel, se utilizan en aplicaciones donde hay altas temperaturas, como los turbocompresores o los intercambiadores de calor.

Principales aleaciones utilizadas en la industria

Alnico: Aleación formada principalmente de cobalto, aluminio y níquel aunque también puede contener hierro, cobre y en ocasiones titanio. Su uso principal es en aplicaciones magnéticas. Las aleaciones de álnico son ferromagnéticas y se usan para hacer imanes permanentes. Antes del desarrollo de imanes de tierras raras en la década de 1970, fueron el tipo más fuerte de imán.

Acero: aleación de hierro y carbono  donde el carbono no supera el 2,1% en peso   de la composición de la aleación, alcanzando normalmente porcentajes entre el 0,2% y el 0,3%. Porcentajes mayores que el 2,0% de carbono dan lugar a las fundiciones aleaciones que al ser quebradizas y no poderse forjar  a diferencia de los aceros, se moldean.

Alpaca: aleación ternaria compuesta por zinc, cobre y níquel con un color y brillo parecido al de la plata. Las aleaciones que contienen más de un 60% de cobre son monofásicas y se caracterizan por su ductilidad  y por la facilidad para ser trabajadas a temperatura ambiente , la adición de níquel confiere una buena resistencia a los medios corrosivos.

Cobre: aleación metálica de cobre y estaño en la que el primero constituye su base y el segundo aparece en una proporción de entre el 3 y el 20%.

Constantán: Aleación generalmente formada por un 55% de cobre y un 45% de níquel (Cu55Ni45). Se caracteriza por tener una resistencia eléctrica constante en un amplio rango de temperaturas, es uno de los materiales más utilizados para la fabricación de monedas.

Magnam: Aleación de magnesio (mg) que se le añade manganeso (mn), aluminio (al) y zinc  (zn). Es un metal muy difícil de conseguir ya que solo se usa para experimentos y construcción de solo algunos instrumentos.

Nicrom: Aleación de níquel, cromo está compuesta de un 80% de níquel y un 20% de cromo. Es de color gris y resistente a la corrosión, con un punto de fusión cercano a los 1400°. Por su gran resistividad  y su difícil oxidación a altas temperaturas, es muy utilizado en la confección de resistencias para elementos calefactores, como secadores de pelo, hornos eléctricos y tostadoras.

Oro blanco: Aleación de oro y algún otro metal blanco, como la plata , el platino, paladio , o níquel , muchas veces recubierta de rodio de alto brillo. Esta aleación es muy usada en joyería, Una mezcla que fue muy usada por un tiempo, contiene dos a cuatro partes de oro y una parte de plata.

Peltre: Aleación  compuesta por estaño, cobre, antimonio y plomo. Es maleable, blando y de color blanco con alguna similitud a la plata, poco reactivo y funde a 320 ºC por lo que su utilización para adornos es muy común.

Zamak: Aleación de cobre, zinc con aluminio, magnesio y cobre. Tiene dureza, resistencia a la tracción, y temperatura de fusión de 386 °C.. Es un material barato, posee buena resistencia mecánica y deformabilidad plástica, y buena maleabilidad. Se puede cromar, pintar y mecanizar.