Exploración de Materiales No Ferrosos: Propiedades, Aleaciones y Aplicaciones

Materiales No Ferrosos: Generalidades

Metales No Ferrosos Pesados

Pertenecen a este grupo los metales como el cobre, estaño, plomo, níquel, cinc, cobalto, wolframio y cromo, cuyas densidades son mayores de 5 g/cm³.

Metales No Ferrosos Ligeros

Los más importantes son el aluminio y el titanio, con densidades comprendidas entre 2 y 5 g/cm³.

Metales No Ferrosos Ultraligeros

Son el magnesio y el berilio, con densidades por debajo de 2 g/cm³. En general, todos ellos y sus aleaciones son resistentes a la corrosión y a la oxidación.

Cobre

Aleaciones

• Bronces: Son aleaciones de cobre y estaño; y, en ocasiones, de otros elementos. Poseen la resistencia a la corrosión de ambos, pero resultan mucho más duros y fuertes que cualquiera de los dos.
• Latones: Son aleaciones de cobre y cinc, de color amarillo pálido y susceptibles de gran brillo y pulimento.
• Cuproaluminios: Son aleaciones de cobre y aluminio. Ofrecen mayor resistencia a la corrosión que el cobre, debido a la presencia del aluminio. Son especialmente resistentes a la acción del agua del mar.
• Cuproníqueles: Son aleaciones de cobre con una proporción de níquel de hasta un 30%. Poseen una alta resistencia a la corrosión.
• Alpacas o platas alemanas: Compuestas de cobre, níquel, cinc y estaño. El níquel les confiere color plateado y una buena resistencia a la corrosión. Se utilizan sobre todo en joyería.

Aplicaciones

La principal aplicación del cobre radica en su empleo como conductor eléctrico. Por su alta resistencia a la oxidación, el cobre se emplea en instalaciones de fontanería, vierteaguas, tuberías y calderas. También, por su resistencia frente a las disoluciones empleadas en la industria.

Estaño

• Bronce: Aleación de cobre y estaño (estudiada en el apartado anterior).
• Metal de soldar (para soldaduras blandas): Aleación de estaño y plomo.
• Metal de imprenta: Aleación de estaño, plomo y antimonio.
• Aleaciones antifricción (para cojinetes): Contienen cobre, antimonio y pequeñas cantidades de plomo añadidas al estaño.
• Aleaciones de bajo punto de fusión: Para su obtención se añaden bismuto, cadmio y plomo al estaño.

Plomo

El plomo se emplea en grandes cantidades en la fabricación de baterías y en el revestimiento de cables eléctricos. Dado que con la humedad se recubre de una capa de carbonato básico de plomo que lo hace muy resistente a los agentes atmosféricos, se emplea en tuberías sanitarias, tanques y como revestimiento de cables subterráneos.

Cinc

Galvanizado es el proceso electroquímico por el cual se cubre un metal con otro. Aproximadamente el 50% del cinc obtenido se utiliza para fabricar chapas para tejados, canalones, tubos de bajada de aguas, cubos y depósitos de agua; y un 30%, como capa protectora o en procesos de galvanizado de hierros y aceros.

Aluminio

Aleaciones

• Cobre: No suele sobrepasar el 15% del contenido total, ya que a partir de este límite la aleación se vuelve frágil. El cobre aumenta la dureza del aluminio.
• Cinc: Aumenta la dureza en frío y, al igual que el cobre, facilita la colabilidad y la eliminación de gases; además, disminuye su resistencia a la corrosión.
• Magnesio: Las aleaciones de aluminio y magnesio son menos densas que el propio aluminio.
• Manganeso: Aumenta la dureza, la resistencia mecánica y la resistencia a la corrosión del aluminio.
• Silicio: Las aleaciones con silicio siguen en importancia a las de aluminio-cobre. El silicio aumenta la dureza y la resistencia a la corrosión del aluminio y facilita su fluidez en la colada.

Aplicaciones

• Por su reducida densidad, se emplean tanto el metal como sus aleaciones en las industrias aeronáutica, automovilística y ferroviaria.
• Por su buena conductividad eléctrica, combinada con su reducida densidad, se utiliza como conductor en líneas aéreas de alta tensión.
• Por su resistencia a la corrosión, se utiliza en la fabricación de depósitos para ácido acético, cerveza, latas de fácil apertura, etc.
• Por su elevado poder reflector de la radiación calorífica, se utiliza en forma de polvo para fabricar pinturas para depósitos destinados a contener líquidos inflamables.
• Por su afinidad por el oxígeno, se emplea como agente reductor para la obtención de otros metales a partir de sus óxidos.

Propiedades

La propiedad química más destacada del aluminio es su afinidad por el oxígeno, con el que se combina para formar su óxido, Al₂O₃; por ello, se emplea para la obtención de otros metales por reducción de sus óxidos correspondientes (aluminotermia). Las propiedades mecánicas más interesantes del aluminio son las elevadas ductilidad y maleabilidad que posee a temperaturas bajas, lo que le permite ser forjado.