Cuando se trata de metales, ¿qué te viene a la mente?
Cuando se trata de metales, la gente suele pensar en joyas brillantes o en ollas y sartenes brillantes. Sin embargo, pocas personas asocian los metales con el color negro. Sin embargo, el “metal negro” es en realidad una categoría amplia de metales.
El término "negro" puede fácilmente llevar a la gente a creer que los metales ferrosos deberían ser negros y los metales no ferrosos deberían ser coloreados. Esta creencia lleva a muchas personas a pensar que el hierro de color blanco plateado, el cromo y el manganeso de color gris plateado no pueden considerarse metales “negros”.
Sin embargo, el hierro, el cromo, el manganeso y sus aleaciones sí se incluyen en la categoría de metales ferrosos. En la industria, estos metales se denominan colectivamente metales ferrosos.
En realidad, el hierro puro y el cromo son de color blanco plateado, mientras que el manganeso es de color gris plateado. La superficie del acero suele estar recubierta de una capa de Fe 3 Ó 4 negro que, unido a que para producir acero aleado negro se utilizan principalmente manganeso y cromo, puede dar la impresión de que estos metales son “negros”.
¿Qué es el metal?
Los metales son un grupo de sustancias que se caracterizan por su brillo, buena conductividad, conductividad térmica, fuertes propiedades mecánicas y coeficiente de resistencia a la temperatura positivo. Hay un total de 86 tipos de metales en el mundo.
La gente generalmente clasifica los metales en dos grupos: metales ferrosos y metales no ferrosos, según su color, propiedades y otras características distintivas.
¿Qué es el metal ferroso?
Los metales ferrosos se componen principalmente de hierro, cromo, manganeso y sus aleaciones, como acero, arrabio, ferroaleaciones, hierro fundido, etc. El acero y el arrabio son aleaciones a base de hierro con carbono como relleno principal y se denominan colectivamente aleaciones de hierro-carbono.
El arrabio se produce fundiendo mineral de hierro en un alto horno y se utiliza principalmente en la fabricación de acero y piezas fundidas.
El hierro fundido, con un contenido de carbono superior al 2,11%, se puede obtener fundiendo arrabio en un horno. Luego, el hierro fundido líquido se puede fundir en piezas fundidas, llamadas piezas fundidas de hierro.
La ferroaleación es una aleación compuesta por hierro y elementos como silicio, manganeso, cromo, titanio, etc. Es una de las materias primas para la fabricación de acero y sirve como desoxidante y aditivo para elementos de aleación.
Una aleación de hierro y carbono con un contenido de carbono inferior al 2,11% se llama acero y se produce fundiendo arrabio utilizado en la fabricación de acero en un horno de acero según un proceso determinado. Los productos de acero incluyen lingotes, palanquillas de colada continua y fundición directa en diversas piezas de acero.
Generalmente, el término "acero" se refiere al hierro que se ha laminado en diversas formas de acero. Aunque sólo hay unas pocas minas de metales ferrosos, cada mina produce una gran producción, lo que da como resultado una producción total de metales ferrosos que representa el 95% de la producción mundial de metales.
El hierro, el cromo y el manganeso son las principales materias primas para la fundición de hierro y acero, que desempeñan un papel crucial en la economía nacional y sirven como un indicador importante de la fortaleza de un país.
Lectura relacionada: ¿Qué es el metal ferroso?
¿Qué es el metal no ferroso?
Definición de metales no ferrosos
Los metales no ferrosos, también llamados metales no ferrosos en sentido estricto, incluyen todos los metales excepto el hierro, el manganeso y el cromo. En un sentido más amplio, los metales no ferrosos también incluyen aleaciones no ferrosas como cobre, estaño, plomo, zinc, aluminio, latón, bronce, aleaciones de aluminio y aleaciones para cojinetes.
Una aleación no ferrosa es una aleación compuesta de un metal no ferroso como componente principal (generalmente representa más del 50%) y uno o varios otros elementos. En la industria también se utilizan metales como cromo, níquel, manganeso, molibdeno, cobalto, vanadio, tungsteno y titanio.
Lectura relacionada: 72 tipos diferentes de metales
Estos metales se utilizan principalmente como aditivos de aleación para mejorar el rendimiento de otros metales. El tungsteno, el titanio, el molibdeno y otros metales se utilizan principalmente para fabricar aleaciones duras para herramientas de corte. Estos metales no ferrosos se denominan metales industriales.
Los metales no ferrosos se pueden dividir en metales pesados (como el cobre, el plomo y el zinc), metales ligeros (como el aluminio y el magnesio), metales preciosos (como el oro, la plata y el platino) y metales raros (como el tungsteno, el molibdeno). , germanio, litio, lantano y uranio).
En 1958, China clasificó el hierro, el cromo y el manganeso como metales ferrosos y los 64 metales restantes como metales no ferrosos. Estos 64 metales no ferrosos incluyen aluminio, magnesio, potasio, sodio, calcio, estroncio, bario, cobre, plomo, zinc, estaño, cobalto, níquel, antimonio, mercurio, cadmio, bismuto, oro, plata, platino, rutenio y rodio. , paladio, osmio, iridio, berilio, litio, rubidio, cesio, titanio, circonio, hafnio, vanadio, niobio, tantalio, tungsteno, molibdeno, galio, indio, talio, germanio, renio, lantano, cerio, praseodimio, neodimio, samario. , europio, gadolinio, terbio, disprosio, holmio, erbio, tulio, iterbio, lutecio, escandio, itrio y torio.
En comparación con los metales puros, las aleaciones no ferrosas generalmente tienen mayor resistencia y dureza, mayor tenacidad, menor coeficiente de resistencia a la temperatura y buenas propiedades mecánicas generales. Las aleaciones no ferrosas comunes incluyen aleaciones de aluminio, aleaciones de cobre, aleaciones de magnesio, aleaciones de níquel, aleaciones de estaño, aleaciones de tantalio, aleaciones de titanio, aleaciones de zinc, aleaciones de molibdeno, aleaciones de circonio, etc.
Debido al papel crucial que desempeñan los metales raros en la industria moderna, a veces se los separa de los metales no ferrosos y se los clasifica en una categoría separada, lo que da como resultado tres categorías principales de metales: metales ferrosos, metales no ferrosos y metales raros.
En comparación con los metales ferrosos, los metales no ferrosos tienen una variedad mucho mayor y hay muchas más áreas mineras para metales no ferrosos.
Hoy en día, los metales no ferrosos y sus aleaciones se han convertido en materiales estructurales y funcionales esenciales en diversos sectores, incluida la fabricación de maquinaria, la construcción, la electrónica, la industria aeroespacial y la utilización de energía nuclear.
Clasificación de metales no ferrosos.
En aplicaciones prácticas, los metales no ferrosos se dividen generalmente en cinco categorías:
- Metales ligeros: Su densidad es inferior a 4.500 kg/m3 (0,53-4,5 g/cm3), como el aluminio, magnesio, potasio, sodio, calcio, estroncio y bario.
- Metales pesados: Su densidad es superior a 4.500 kg/m3 (4,5 g/cm3), como cobre, níquel, cobalto, plomo, zinc, estaño, antimonio, bismuto, cadmio y mercurio.
- Metales nobles: Son más caros que los metales comunes, tienen poca abundancia en la corteza terrestre, son difíciles de purificar y tienen propiedades químicas estables, como los metales del grupo del oro, la plata y el platino.
- Semimetales: Tienen propiedades que se encuentran entre los metales y los no metales, como el silicio, el selenio, el telurio, el arsénico y el boro.
- Metales raros: esta categoría incluye metales ligeros raros como litio, rubidio y cesio; metales raros y refractarios como titanio, circonio, molibdeno y tungsteno; metales raros dispersos como galio, indio y germanio; metales de tierras raras como escandio, itrio y lantánidos; y metales radiactivos como radio, francio, polonio, uranio, torio y elementos de la serie A.
Metales ferrosos vs no ferrosos (Diferencia entre metales ferrosos y metales no ferrosos)
A primera vista, la distinción entre metales ferrosos y no ferrosos es sencilla. Los metales ferrosos contienen hierro, mientras que los metales no ferrosos no.
Sin embargo, existen más diferencias más allá de esta simple definición de blanco y negro. La composición y aplicaciones de los metales ferrosos y no ferrosos varían mucho.
Durabilidad prometida del metal ferroso:
Los metales ferrosos incluyen el hierro y muchas formas de acero, que son materiales muy utilizados. Debido a su durabilidad, los metales ferrosos se utilizan comúnmente para la construcción, tuberías y producción de herramientas.
Sin embargo, sólo porque sean fuertes no significa que carezcan de versatilidad. El acero, por ejemplo, es una combinación de hierro y carbono, pero ajustando la proporción de estos componentes o añadiendo otros materiales, el acero se puede transformar en cualquier cosa, desde resistentes vigas de acero utilizadas en edificios altos hasta relucientes piezas fundidas de acero inoxidable.
Ejemplos de metales ferrosos incluyen:
- Acero ligero: para fines arquitectónicos y de ingeniería general
- Acero al carbono – para crear herramientas
- Acero inoxidable: metal ferroso que resiste la oxidación debido a la presencia de cromo.
- Hierro fundido: para motores de vehículos, cubiertas de orificios para herramientas y aplicaciones de cocina
- Hierro forjado: comúnmente utilizado para puertas y vallas.
Los metales no ferrosos garantizan flexibilidad:
Los metales no ferrosos tienen multitud de usos, y su versatilidad y propiedades únicas los hacen ideales para una amplia gama de aplicaciones en diversas industrias.
Por ejemplo, el cobre y el aluminio tienen la capacidad de conducir calor y electricidad, mientras que muchos metales no ferrosos constituyen los componentes principales de la mayoría de los teléfonos inteligentes.
Además, metales como el oro y la plata se han utilizado con fines ornamentales durante miles de años.
Una de las principales ventajas de los metales no ferrosos es que son inherentemente resistentes a la corrosión y al magnetismo, lo que los convierte en una opción popular para muchas aplicaciones.
Ejemplos de metales no ferrosos incluyen:
- Plomo: para tuberías, combustibles, pinturas y baterías.
- Cobre: para cableado, electrodomésticos y vehículos.
- Plata: se utiliza para crear joyas, cubiertos, contactos eléctricos y espejos.
- Aluminio: para vehículos, electrodomésticos, líneas eléctricas y envases de alimentos
- Latón: para tornillos, bombillas, tiradores de puertas y accesorios de baño y lavabo
- Oro: uso médico, para computadoras, electrónica y joyería.
Principales diferencias:
Las principales diferencias entre los metales ferrosos y no ferrosos son el costo y la accesibilidad. Los metales ferrosos, como el carbono y el hierro, abundan en sus elementos básicos, lo que los hace fáciles de obtener y relativamente económicos.
Por otro lado, los metales no ferrosos como el oro y la plata son escasos y, debido a su uso generalizado, tienden a ser más caros. Por eso a menudo se les llama “metales preciosos”.
Envuélvelo
Los metales han desempeñado un papel crucial en el desarrollo de la sociedad humana, ya que han sido fundamentales en muchas de las principales transiciones de la historia de la humanidad. La Edad del Bronce y la Edad del Hierro, que siguieron a la Edad de Piedra, son ejemplos de cómo los materiales metálicos dieron forma a la sociedad humana.
Después de la Segunda Guerra Mundial, los avances en ciencia y tecnología llevaron al desarrollo de nuevos materiales metálicos como hierro dúctil, aleaciones de hierro fundido, aceros aleados, aceros resistentes al calor, aceros inoxidables, aleaciones de níquel, aleaciones de titanio y carburos, que desde entonces han sido utilizados. aplicado en la producción práctica.
En los tiempos modernos, la investigación y el desarrollo de materiales metálicos se han expandido más allá del dominio tradicional del metal puro y las aleaciones puras. Con el avance de la teoría y la tecnología básicas, han surgido nuevos materiales metálicos, incluidos materiales estructurales de alta temperatura como nanometales, aleaciones de entropía alta/media, cristales columnares solidificados direccionalmente, aleaciones monocristalinas, compuestos de matriz metálica y aleaciones con memoria de forma. .
Los materiales metálicos se han convertido en una base esencial para el desarrollo de la sociedad humana. La modernización agrícola, la modernización industrial, la defensa nacional y el progreso científico y tecnológico se sustentan en materiales metálicos, desde herramientas agrícolas y piezas mecánicas, hasta armas sofisticadas como aviones, misiles, flechas incendiarias, satélites, submarinos nucleares, así como componentes o piezas necesarias para tecnologías de vanguardia como energía atómica, televisión, comunicaciones, radares y computadoras electrónicas.
Actualmente, muchos países de todo el mundo, especialmente aquellos con industrias desarrolladas, están compitiendo para desarrollar sus industrias de metales y metales no ferrosos y aumentar sus reservas estratégicas de metales.
En conclusión, los materiales metálicos son materiales básicos cruciales y recursos estratégicos importantes para la economía nacional, la vida cotidiana, la industria de defensa y el progreso científico y tecnológico.
