Metales ferrosos
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Metales ferrosos. Son todos los metales y aleaciones que si tienen en su composición química Hierro.
Metales ferrosos poseen una atracción magnética y tiene una gran resistencia a la tracción, ya que pueden llevar a una gran cantidad de tensión. También tienen las propiedades de un metal estándar, tales como la conducción de calor y electricidad, ductilidad, maleabilidad y un aspecto brillante. El hierro dulce y el hierro forjado están en esta clasificación, además del acero y las fundiciones. Tienen la ventaja de ser relativamente económicos de extraer o fabricar.
Sumario
Clasificación
Metales Ferrosos o Hierro o Aceros o Hierro fundido Hierro Es el único metal puro de esta clasificación y al cual se le debe la denominación de Ferrosos. Es el único de los metales ferrosos que está en la tabla periódica. El hierro es el elemento químico (Fe) que constituye el 5% de la corteza terrestre (2º metal más abundante). No está presente en estado puro sino en combinación con otros elementos en minerales: magnetita, siderita, hematita,… Su principal inconveniente es que pode oxidarse al reaccionar con el oxígeno del aire o agua degradando el metal hasta provocar su rotura. El hierro tiene alta temperatura de fusión, más de 1.500ºC. Este es el motivo por lo que su metalurgia fue tardía, posterior al cobre y al bronce. Suponen a 3ª Edad de los Metales, la Edad de Hierro (700 a.C.). El atributo distintivo del hierro es que es denso, fuerte cuando se mezcla con carbono, abundante y fácil de refinar, altamente susceptible a la corrosión y magnético. Hacer aleación de hierro con otros elementos en diferentes proporciones puede mitigar o eliminar uno o más de estos factores. El dominio de la metalurgia del hierro y sus aplicaciones fueron cruciales para el avance de la agricultura, de la ganadería, guerras, … La forja artesanal de los herreros era la forma tradicional de moldear el metal: consiste en una forja o fogón en el que se aviva el fuego mediante aire procedente de un fuelle. El metal se pone al “rojo vivo” o incandescente (800ºC) y se golpea con el martillo sobre un yunque para moldearlo y eliminar impurezas. Luego se dejaba enfriar rápidamente (templar) en un recipiente.
Aceros Son la aleación ferrosa por excelencia. Están compuestas de hierro y un porcentaje determinado de carbono. Este porcentaje es el que determina la dureza y resistencia de la aleación. Es así como se puede obtener distintos tipos de aceros tales como: • Acero blando. • Acero intermedio. • Acero duro. • Acero inoxidable. • Acero galvanizado. • Acero para latas. Las aleaciones de acero son muy usadas en la industria de la construcción y constituyen un elemento casi indispensable en los proyectos realizados por el hombre. En general, el acero tiene un contenido de carbono de menos del 2,14% por peso, y con frecuencia se hace aleación con otros elementos. El acero tiene propiedades mecánicas más fuertes que los hierros fundidos, pero lo que se gana en dureza se pierde en fluidez. El acero fundido necesita estar mucho más caliente que el hierro fundido para fluir dentro de moldes detallados, y las temperaturas altas requeridas para trabajarlo con acero son un reto para manejarlas y pueden limitar el diseño y acabado del objeto que sale del molde. Como con todos los moldes, diferentes partes de una pieza se pueden enfriar a diferentes tasas, y este diferencial genera estrés dentro del producto: debido a que el acero se encoge más extensa y rápidamente que los hierros fundidos, estos estreses necesitan mayor manejo en el acero fundido. Estos retos significan que el acero puede ser mucho más intenso de trabajar para moldearlo bien. Él requiere atención experta durante todas las etapas de su producción. Aun así, la alta fuerza mecánica del producto final puede hacer de una aleación de acero la elección clara para algunas aplicaciones, con la maquinación proveyendo acabados de etapa final.
Hierro fundido También se le conoce como hierro colado y es el material que se obtiene producto de la fundición del hierro en los altos hornos. Posee un alto grado de carbono, lo que lo hace muy duro pero frágil ya que es poco dúctil. Esta aleación ferrosa, además de hierro, contiene carbono, fósforo, silicio, manganeso y azufre. Otras aleaciones del hierro existen por fuera de estos tipos comunes y son usadas en aplicaciones específicas donde sus comportamientos mecánicos son útiles. Por ejemplo, el elinvar es una aleación de níquel y hierro que no se expande y contrae en el calor, y es usada en partes muy pequeñas de relojes y otros dispositivos de precisión.
Propiedades de los Metales ferrosos
Elasticidad: Propiedad de los materiales de recuperar su forma original cuando deja de actuar sobre ellos la fuerza que los deformaba.
Ductilidad: Propiedad de un material para extenderse formando cables o hilos.
Dureza: Es la resistencia que opone un material a dejarse rayar por otro.
Características de los Metales ferrosos
Los metales ferrosos incluyen el acero dulce, el acero al carbono, el acero inoxidable, el hierro fundido y el hierro forjado. Estos metales se utilizan principalmente por su resistencia a la tracción y durabilidad. También puedes encontrar chatarra ferrosa en la construcción de viviendas, contenedores industriales, tuberías a gran escala, automóviles, rieles para ferrocarriles y transporte, la mayoría de las herramientas y accesorios que usa en su casa y los cuchillos con los que cocina en casa. Debido a las altas cantidades de carbono que se utilizan al crearlos, la mayoría de los metales ferrosos y aleaciones son vulnerables al óxido cuando se exponen a los elementos. Si bien esto no es cierto en el caso del hierro forjado, que es tan puro que resiste la oxidación, o del acero inoxidable, que está protegido gracias a su alto contenido de cromo, es una buena regla empírica que si se ve óxido, es un metal ferroso. La mayoría de la chatarra ferrosa también tienen propiedades magnéticas, lo que los hace muy útiles en la creación de grandes motores y aparatos eléctricos. Lo más importante es que los metales ferrosos son los materiales más reciclados del mundo. Son muy duros y poseen alta resistencia a la tensión. Son muy utilizados debido a su abundancia, aunque tienen las desventajas de ser muy duros para trabajar, su alta densidad los hace muy pesados y se oxidan con facilidad, por lo que son de difícil mantenimiento.
- Tienen alta concentración de Hierro.
- Son pesados. Poseen alta densidad.
- Su temperatura de fusión es elevada, por lo que se necesitan hornos muy potentes.
- Son duros.
- Se oxidan fácilmente. Su óxido es rojizo. Tienen alta capacidad de oxidación, lo que los hace propensos a la corrosión.
- Son abundantes en la naturaleza.
- Pueden ser frágiles, aunque el acero es maleable y resistente.
- Son excelentes conductores de electricidad, magnetismo y calor.
- Son magnéticos.
- Son dúctiles y maleables a excepción de las aleaciones con alto contenido de carbono y escoria.
- Gran resistencia a la tracción.
- En líneas generales, poseen las mismas propiedades de un metal estándar
Impactos ambientales potenciales
La actividad industrial y minera arroja al ambiente metales tóxicos como plomo, mercurio, cadmio, arsénico y cromo, muy dañinos para la salud humana y para la mayoría de formas de vida. ... Cuando se abandonan metales tóxicos en el ambiente, contaminan el suelo y se acumulan en las plantas y los tejidos orgánicos. Estos impactos se producen en tres momentos: A la hora de obtener la materia prima: la explotación de minas de hierro en la actualidad se hace a cielo abierto lo que ocasiona un impacto acústico, paisajístico y destrucción de hábitats. La metalurgia ferrosa representa casi el 90% de la producción mundial de metal. El hierro gris es el metal fundido más común en las fundidoras. Por fuera de la fundidora, el acero es la aleación ferrosa más usada en la industria, la construcción y el transporte. Considerar metales de fundición Cuando se diseña un molde, encontrar el metal perfecto para balancear el valor y la forma es un arte y una ciencia. El metal adecuado para un trabajo satisfará tanto los requerimientos estéticos como mecánicos de la aplicación, y esto influenciará los métodos de producción requeridos para llevar un prototipo al producto final. Los metales ferrosos son la elección más común para moldes, con frecuencia seleccionados por su eficiencia de costo y sus propiedades mecánicas. Algunas veces no es la fuerza del metal la que dicta la elección sino las propiedades como el peso, la resistencia a la corrosión o el no magnetismo. Las aleaciones no ferrosas como el bronce y el latón también pueden ser elegidas por tradición o por su belleza. Consultar con un ingeniero puede ayudar al diseñador a encontrar armonía entre los diferentes aspectos de su proyecto, eligiendo el metal perfecto para honrar tanto la aplicación como el presupuesto. El hierro fundido se utiliza para muchos propósitos: puertas, vallas de jardín, cubiertas de drenaje, sumideros. El acero fundido, por su parte, se utiliza para herramientas y herrajes decorativos
