Materiales no ferrosos usados en la industria.pptx

presentacion sobre metales no ferrosos

1. Materiales no ferrosos Estudiantes: Ana Massiel Edgar Tecnología y Tratamientos Térmicos

2. ¿Qué son los Metales No Ferrosos? Los metales no ferrosos son aquellos elementos y aleaciones metálicas que no se basan en el hierro como elemento principal. Ejemplos Principales: Aluminio (Al) Cobre (Cu) Magnesio (Mg) Níquel (Ni) Titanio (Ti) Zinc (Zn) Plomo (Pb) Estaño (Sn) 1. Resistencia a la Corrosión: El aluminio forma una película superficial de óxido delgada y dura que lo protege. El cobre es un metal noble, resistente a la corrosión. 2. Conductividad Eléctrica y Térmica: El cobre tiene una de las resistividades más bajas (conductividad más altas) entre los metales, por lo que se usa ampliamente en conductores eléctricos. El aluminio es un excelente conductor térmico, usado en intercambiadores de calor. 3. Resistencia Mecánica: Como grupo, no igualan la resistencia de los aceros. Sin embargo, ciertas aleaciones no ferrosas (como algunas de aluminio, titanio o cobre-berilio) pueden tener relaciones resistencia/peso muy altas  Muchos son muy dúctiles y fáciles de dar forma ( ej : aluminio).

3. Propiedades de los Metales No Ferrosos Cobre (Cu) Posee  una de las resistividades más bajas  (conductividad más altas) entre todos los metales. Excelente conductor térmico. Aplicación principal:  Fabricación de  conductores y componentes eléctricos , así como intercambiadores de calor.

4. 2. Resistencia a la Corrosión Zinc (Zn) Se utiliza principalmente como  recubrimiento protector (galvanizado)  para el acero y el hierro. Al galvanizar, crea una  celda galvánica  donde el zinc actúa como ánodo de sacrificio, protegiendo al metal base (cátodo). Níquel (Ni) Notable por su  excelente resistencia a la corrosión  y al desempeño en altas temperaturas. Aplicación:  Se usa ampliamente como  elemento de aleación en aceros inoxidables  y como  metal de recubrimiento  para proteger otros metales.

5. 3. Ligereza y Relación Resistencia/Peso Aluminio (Al) Densidad muy baja (2.7 g/cm³). Muy dúctil y fácil de dar forma. Aunque puro tiene resistencia moderada, sus  aleaciones pueden competir con ciertos aceros  cuando el peso es una consideración crítica. Titanio (Ti) Densidad intermedia (4.51 g/cm³), pero su  relación resistencia-peso es excelente. Conserva buena resistencia a altas temperaturas. Aplicación principal:  Componentes de  alta resistencia  en sectores aeroespacial y médico, donde la ligereza y la resistencia son vitales.

6. Producción y Desarrollo de Algunos Metales 1. Aluminio (Al) Mineral:  Bauxita ( Al₂O ₃ impuro) Proceso: Proceso Bayer:  La bauxita se disuelve en sosa cáustica (NaOH) a presión para obtener alúmina pura ( Al₂O ₃). Electrólisis:  La alúmina se disuelve en criolita fundida ( Na₃AlF ₆) y se separa mediante corriente eléctrica, obteniendo aluminio metálico en el cátodo. 2. Cobre (Cu) Mineral Principal:  Calcopirita ( CuFeS ₂) Proceso: Extracción:  El mineral se tritura y concentra por flotación. Fundición (Tostado):  Se funde en un horno para separar el metal de la mena, obteniendo  cobre ampollado  (98-99% pureza). Refinamiento:  Mediante  electrólisis  se logra el cobre de alta pureza comercial. 3. Níquel (Ni) y Zinc (Zn): Métodos Similares Níquel:  Su mineral principal es la  Pentlandita . El proceso implica trituración, flotación, tostado para eliminar azufre, fundición para eliminar impurezas y finalmente  electrólisis  para obtener níquel puro. Zinc:  Su mineral principal es la  Esfalerita ( ZnS ) . Tras la concentración por flotación, se tuesta para convertirlo en óxido ( ZnO ). El zinc metálico se obtiene luego por  reducción con carbono  o por  electrólisis  de una solución de sulfato de zinc ( ZnSO ₄).

7. Sistema de nomenclatura y tratamientos térmicos EL código de las aleaciones de aluminio es una clasificación estandarizada que sirve para identificar su composición química , forma de fabricación y propiedades .

8. Sistemas de aleaciones de fundicion 1xx.x = aluminio puro de fundicion 2xx.x = AL-Cu de fundicion 3xx.x = AL-Si-Cu 4xx.x = AL-Si 5xx.x = AL-Mg 7xx.x = AL-Zn Ejemplo : 319.0 ( muy usado en piezas automotrices fundidas )

9. Mencionar el concepto de templado y dureza Concepto de templado El templado consiste en un proceso de tratamiento térmico que consiste en calentar un metal ( como el aluminio o el acero ) a una temperatura determinada y luego enfriarlo rápidamente ( ejemplo en agua , aire o aceite ) El objetivo es modificar la estructura interna ( microestructura ) del material , aumenta la resistencia y dureza y prepara el material para un posterior envejecimiento ( natural o artificial en el caso del aluminio ) . Ejemplo : se habla de temple en solución solida que después se combina con un envejecimiento natural (T4) o artificial (T6) para obtener diferentes resistencias.

10. Lista o esquemas de uso en : 1 mejorar propiedades mecánicas Aumentar la dureza Incrementar la resistencia a la tracción y al desgaste 2 modificar estructura interna Refinar el tamaño de grano Homogenizar la microestructura Eliminar tensiones internas 3 adaptar el material al uso final Facilitar la maquinabilidad Aumentar la soldabilidad Mejorar la resistencia a la corrosión

11. Casos notables de estudio o ejemplos notables 1 . Aeronáutica y aeroespacial Aviones (fuselajes, alas, trenes de aterrizaje). Satélites y naves espaciales (estructuras ligeras y resistentes). Usan principalmente 2024-T3 y 7075-T6 por su alta resistencia. 2. Automoción y transporte Chasis de autos, bicicletas, motocicletas. Llantas, bloques de motor, radiadores. Aleaciones como 6061-T6 y fundiciones 3XX.X. 3. Construcción e infraestructura Ventanas, puertas, marcos estructurales. Puentes livianos y pasarelas. Usan 5XXX (resistencia a corrosión) y 6XXX (soldabilidad). 4. Industria naval Cascos de barcos, plataformas marinas. Tanques de almacenamiento de líquidos. Usan aleaciones 5083 y 5754. 5. Electrónica y bienes de consumo Carcasas de laptops, celulares, tablets . Papel aluminio (8011). Radiadores y disipadores de calor. 6. Energía Torres de transmisión eléctrica (Al–Cu). Paneles solares (marcos de 6063).

12. Nota sobre el impacto en la tecnología moderna El aluminio y sus aleaciones han transformado la tecnología moderna gracias a su bajo peso, alta resistencia, resistencia a la corrosión y versatilidad en tratamientos térmicos. Estos materiales permiten fabricar productos más ligeros, seguros, duraderos y eficientes, lo que ha impulsado avances en sectores clave: Aeronáutica y aeroespacial: los aviones modernos, satélites y cohetes son posibles gracias a aleaciones como la 7075-T6, que combina ligereza con gran resistencia mecánica. Automoción y transporte: vehículos más livianos y resistentes permiten reducir el consumo de combustible y las emisiones, aportando a la sostenibilidad. Construcción e infraestructura: estructuras metálicas, puentes y edificaciones aprovechan aleaciones como la 6XXX, que son fáciles de soldar y resistentes a la intemperie. Tecnología electrónica: carcasas de laptops, celulares y sistemas de refrigeración utilizan aluminio tratado para mejorar diseño, durabilidad y disipación de calor. Energía y medio ambiente: el aluminio es clave en paneles solares, redes eléctricas y baterías, facilitando el desarrollo de energías limpias. En resumen, el aluminio tratado térmicamente es un material estratégico que sostiene la evolución de la movilidad, la comunicación, la construcción moderna y la energía renovable, marcando un impacto directo en la vida cotidiana y en la innovación tecnológica global.

13. Conclusiones 🔹 Propiedades principales del aluminio y sus aleaciones Bajo peso → densidad 1/3 de la del acero. Alta resistencia mecánica (cuando se combina con Mg, Cu, Zn, Si). Resistencia a la corrosión (especialmente en aleaciones con Mg y Mn). Buena conductividad térmica y eléctrica. Fácil conformado y mecanizado (laminado, extrusión, fundición). Reciclable al 100% sin perder propiedades. Tratamientos térmicos (temple y envejecimiento) permiten ajustar dureza y resistencia según la aplicación. 🔹 Aplicaciones principales 1. Aeronáutica y aeroespacial → fuselajes, alas, trenes de aterrizaje (aleaciones 2XXX y 7XXX). 2. Automoción y transporte → chasis, bloques de motor, llantas, bicicletas (6XXX y 3XX.X). 3. Construcción → ventanas, puertas, estructuras metálicas, puentes ligeros (5XXX y 6XXX). 4. Industria naval → cascos de barcos, plataformas marinas, tanques (5XXX). 5. Electrónica y consumo → carcasas de laptops, celulares, disipadores de calor, papel aluminio (8XXX). 6. Energía → líneas de transmisión, marcos de paneles solares, componentes de baterías (1XXX, 6XXX).