Fundamentos de Materiales Metálicos: Propiedades, Aleaciones y Tratamientos Termoquímicos

Fundamentos de Materiales Metálicos: Propiedades y Estructura

A continuación, se detallan los conceptos esenciales sobre la composición, estructura, propiedades y tratamientos de los materiales metálicos más utilizados en la industria.

Propiedades Físicas y Mecánicas

• Composición

  Elementos básicos que forman el material y su proporción.

• Estructura

  Es la ordenación de los cristales, determinada por su formación y los tratamientos a los que ha sido sometido.

• Color

  La mayoría de los metales son grisáceos; algunos tienen colores distintos, como el oro o el cobre.

• Límite Elástico

  Es la tensión máxima que un material elástico puede soportar sin sufrir deformaciones permanentes.

Metales Puros y Aleaciones Industriales

Metales Puros

• El Hierro (Fe)

  En estado puro no es muy usado porque sus propiedades no son óptimas para la mayoría de las aplicaciones industriales.

• Cobre (Cu)

  Metal de color rojo, resistente a la corrosión, con gran conductividad eléctrica y térmica. Es fácil de trabajar, dúctil y maleable.

• Aluminio (Al)

  Es muy ligero (tres veces menos denso que el acero) y buen conductor eléctrico. Es resistente a la corrosión, ya que forma una capa de óxido que evita el contacto del metal con la atmósfera. Para obtener una capa más densa y protectora, se realiza el anodizado.

Aleaciones de Hierro y Carbono

• El Acero

  Aleación de hierro y carbono (carbono entre 0,03% y 1,76%) y elementos adicionales como el cromo, el níquel, el titanio, etc. Estos elementos hacen que el acero adquiera diferentes propiedades, dependiendo siempre de los elementos y su proporción.

• Acero Inoxidable (Inox)

  Acero mezclado con cromo, níquel y otros elementos. Trabajado y pulido, es brillante y resistente a la oxidación, mostrando un buen comportamiento frente a la humedad y los ácidos.

• Fundiciones

  Es similar al acero, pero con mayor contenido de carbono (entre 1,76% y 6,67%).

Otras Aleaciones

• Bronce

  Aleación de cobre y estaño (a mayor proporción de estaño, mayor dureza). Se fabrica en piezas moldeadas y se usa mucho para la soldadura por capilaridad de tubo de cobre.

• Latón

  Está hecho de cobre y zinc. Se utiliza para fabricar:

  • Llaves
  • Accesorios de unión
  • Bisagras
  • Tornillos
  • Y otros componentes.

Tratamientos Térmicos y Termoquímicos

Tratamientos Térmicos

• Temple

  Tratamiento térmico que aumenta la dureza, la resistencia a esfuerzos y la tenacidad del acero, pero le confiere fragilidad.

• Revenido

  Tratamiento térmico que reduce la fragilidad del acero templado y también disminuye ligeramente su dureza.

• Recocido

  Consiste en el calentamiento (unos 700 °C para el acero, 300 °C para el cobre) seguido de un enfriamiento lento. Esto hace que aumente la elasticidad, pero disminuye la dureza.

Tratamientos Termoquímicos y Superficiales

• Cementación

  Tratamiento termoquímico donde se añade carbono a la superficie del acero mediante difusión. Sirve para hacer más resistente la superficie de un metal, manteniendo el núcleo más resistente a las deformaciones y al desgaste.

• Nitruración

  Tratamiento termoquímico que cambia la composición del acero. Aumenta la dureza de la superficie y la resistencia a la corrosión. Se realiza incorporando nitrógeno durante el tratamiento térmico.

• Galvanizado

  Protege la superficie del metal aplicándole una capa de zinc. Al ser menos noble que el acero, genera un óxido que protege al acero de la atmósfera (protección catódica).

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