Metales ferrosos Características del hierro puro






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títuloMetales ferrosos Características del hierro puro
fecha de publicación08.01.2016
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METALES




Propiedades generales





  • Todos los metales, excepto el mercurio poseen una estructura interna común.

  • Tienen elevada conductividad térmica y eléctrica.

  • Tienen considerable resistencia mecánica.

  • Suelen ser maleables.

  • Se pueden fundir, conformar y reciclar.



Clasificación general



Los metales se clasifican como


  • Metales ferrosos o férricos: Son aquellos que contienen como elemento base el hierro.

  • Metales no ferrosos o no férricos: Son aquellos metales que no contienen hierro como uno de sus componentes.



Metales ferrosos




Características del hierro puro





  • Es un material magnético (ferromagnético).

  • Color blanco azulado.

  • Muy dúctil y maleable.

  • Punto de fusión: aproximadamente 1500 ºC

  • Densidad alta (7,87 g/cm3.)

  • Buen conductor del calor y la electricidad.

  • Se corroe y oxida con mucha facilidad.

  • Bajas propiedades mecánicas (al corte, limado, conformado, etc).

  • Es un metal más bien blando.


Es precisamente, por lo que tiene bajas propiedades mecánicas por lo que el hierro puro, prácticamente no se emplea en la industria (salvo para hacer imanes), por lo que se emplea aleado con carbono (que es un no metal) y otros metales.
Definición:
Aleación: Es la mezcla de dos o más materiales, donde al menos uno, de forma mayoritaria es un metal.
Los metales ferrosos son los más utilizados a nivel industrial. Representan aproximadamente el consumo del 80% de todos los metales.
Encontramos los siguientes tipos de metales ferrosos:


  1. Hierro industrial: cuando el contenido en carbono es menor al 0,03%.

  2. Acero: Cuando el contenido en carbono está comprendido entre el 0’03 y el 1’67%.

  3. Fundición: El porcentaje de carbono está comprendido entre el 1’67 y el 6’67%.


Las aleaciones con un contenido de carbono superior carecen de interés industrial porque son demasiado frágiles.

El hierro industrial apenas se emplea.

Aceros


Al añadir carbono al hierro, las propiedades mecánicas se modifican extraordinariamente. Cuanto mayor sea el porcentaje de carbono, mayor es su dureza y resistencia a la tracción, pero tiene el inconveniente de que es más frágil y menos dúctil. Además su soldabilidad también disminuye.

a) Clasificación de los aceros





  1. Aceros no aleados: son aquellos que sólo incluyen hierro y carbono.

  2. Aceros aleados o especiales: Además de hierro y carbono se añaden otros elementos, que normalmente son otros metales. El objetivo es mejorar alguna propiedad en concreto del acero. Estos aceros son los más empleados.

Ejemplos:

  • Con wolframio, el acero es muy duro a cualquier temperatura y es apto para herramientas de corte. Son los aceros rápidos.

  • Con cromo y níquel, aumenta la dureza, la resistencia a la corrosión y la tenacidad del acero. Son los aceros inoxidables.

  • Con plomo, se favorece el mecanizado (corte, limado, ...)

  • Etc


Fundiciones



Aunque se denomina fundición a la aleación de hierro y carbono con un porcentaje entre el 1’67% y el 6’67%, en la práctica, el contenido de carbono de las fundiciones oscila entre el 2’5% y el 4,5%, encontrándose presentes, normalmente, otros elementos.

Las fundiciones, como su nombre indica, son fácilmente fusibles, es decir, su punto de fusión es bajo. Por lo que se emplean para la obtención de piezas de moldeo.
Diferencias con el acero

  • Como ya mencionamos, su punto de fusión es más bajo.

  • Son ligeramente más ligeras.

  • Son más duras, pero más frágiles.

  • Tienen buena resistencia al desgaste.

  • Mayor resistencia a la oxidación.

  • Las piezas fabricadas con función son más baratas y, normalmente, de mayor volumen.



Clasificación





  1. Fundiciones ordinarias: Sólo están constituidas por acero y carbono. Se pueden subdividir en

  • Fundición blanca: Contiene un constituyente férrico llamado cementita, que confiere a la fundición una gran dureza, pero a la vez mucha fragilidad. Por lo que es casi imposible de mecanizar.

  • Fundición gris: Contiene un constituyente férrico llamado grafito, que hace que la fundición no sea tan dura como la fundición blanca, pero es más tenaz. Por lo tanto se puede mecanizar mejor.

  1. Fundición aleada: Además de hierro y carbono, estas aleaciones presentan cantidades de otros elementos que modifican las propiedades de las ordinarias.

  2. Fundición especial: Además de hierro y carbono, se añaden otros elementos y se somete el conjunto a tratamientos térmicos. Destaca:

  • Fundición maleable o dúctil: Se obtienen a partir de las fundiciones blancas, que tras un tratamiento térmico, se vuelve más maleable.

OBTENCION DE LOS METALES NO FERRICOS
Las industrias dedicadas a la obtención de metales férricos se llaman industrias siderúrgicas. El proceso industrial siderúrgico abarca desde la extracción del mineral de hierro (en la mina) hasta su posterior transformación en el acero o fundición.
La inmensa mayoría de los metales no se encuentran en estado puro en la naturaleza, sino combinados con otros elementos químicos formando los minerales, los cuales se encuentran en yacimientos y se extraen en las minas.

El hierro no es una excepción y se encuentra en los siguientes minerales


  1. Magnetita, hematites y limonitas (los cuales son óxidos de hierro).

  2. Siderita (el cual es un carbonato de hierro).


Una vez extraído el mineral de hierro se procede a...


  1. Triturar y moler el mineral.

  2. Separar la parte útil, llamada mena, que es la que contiene el hierro, de la parte inútil y desechable, llamada ganga. Normalmente este proceso se hace empleando agua, pues la mena es más densa y la ganga flota.


Mineral de hierro



Ganga (parte despreciable)


+


Mena (parte útil)


  1. Posteriormente, la mena se somete a altas temperaturas sin la presencia de oxígeno. Con este se persigue eliminar el oxígeno de los minerales A este proceso se le llama reducir el mineral.

  2. El proceso de reducción del mineral de hierro se lleva a cabo en los altos hornos.

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