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Capítulo 6:

 Clasificación de los materiales.(Metales I)

A partir de este capítulo empezaremos a estudiar las características de cada uno de los grupos de materiales.

Los materiales se clasifican generalmente en cinco grupos: metales, cerámicos, polímeros, semiconductores y materiales compuestos. Los materiales de cada uno de estos grupos poseen  estructuras  y propiedades distintas.

Metales. Tienen como característica una buena conductividad eléctrica y térmica,  alta resistencia, rigidez, ductilidad.  Son particularmente útiles en aplicaciones estructurales o de carga. Las aleaciones (combinaciones de metales) conceden alguna propiedad particularmente deseable en mayor proporción o permiten una mejor combinación de propiedades.

Cerámicos. Tienen baja conductividad eléctrica y térmica y son usados a menudo como aislantes. Son fuertes y duros, aunque frágiles y quebradizos. Nuevas técnicas de procesos consiguen que los cerámicos sean lo suficientemente resistentes a la fractura para que puedan ser utilizados en aplicaciones de carga. Dentro de este grupo de materiales se encuentran: el ladrillo, el vidrio, la porcelana, los refractarios y los abrasivos.

Polímeros. Son grandes estructuras moleculares creadas a partir de moléculas orgánicas. Tienen baja conductividad eléctrica y térmica, reducida resistencia y debe evitarse su uso a temperaturas elevadas. Los polímeros termoplásticos, en los que las cadenas moleculares no están conectadas de manera rígida, tienen buena ductibilidad y conformabilidad; en cambio, los polímeros termoestables son más resistentes, a pesar de que sus cadenas moleculares fuertemente enlazadas los hacen más frágiles. Tienen múltiples aplicaciones, entre ellas en dispositivos electrónicos.

Semiconductores. Su conductividad eléctrica puede controlarse para su uso en dispositivos electrónicos. Son muy frágiles.

Materiales compuestos. Como su nombre lo indica, están formados a partir de dos o más materiales de distinto grupos, produciendo propiedades que no se encuentran en ninguno de los materiales de forma individual.

Ahora, comencemos con el grupo de los metales.

De los elementos que figuran en la tabla periódica, alrededor de 80 pueden ser clasificados como metales. Todos ellos tienen  en común que sus electrones más externos en un átomo neutro son cedidos fácilmente. Esta característica es la causa de su conductividad, tanto eléctrica como térmica, de su brillo y maleabilidad.

El uso de metales puros es limitado, pues son blandos o tienden a corroerse. Sin embargo, toleran un considerable cantidad de elementos en estado sólido o líquido. Así, la mayor parte de los materiales metálicos comúnmente usados son mezclas de dos o más metales elementales. Es posible realizar estas mezclas de varias maneras, pero casi siempre se obtienen por la unión de metales por arriba de su punto de fusión. Esa mezcla sólida de metales o metaloides se denomina aleación.

El Instituto del Hierro y del Acero clasifica los productos metalúrgicos en las siguientes clases:

F Aleaciones férreas

L Aleaciones ligeras

C Aleaciones de cobre

V Aleaciones varias

Cada clase contiene series de materiales caracterizados por una aplicación común; a su vez, cada serie se divide en grupos de materiales con características afines y específicas. Y el grupo esta compuesto por individuos que indican un tipo definido del material considerado. Así, la identificación de un producto determinado depende de la indicación:

Clase- Serie- Grupo- Individuo

Ejemplo: F-517 donde:

F = Aleación férrea

5 = Acero para herramientas

1 = Grupo de aceros de carbono

7 = Composición

Aleaciones Férreas.

Son las sustancias férreas que han sufrido un proceso metalúrgico. También llamados productos siderúrgicos, pueden clasificarse en: Hierro. Aceros. Fundiciones. Ferroaleaciones. Aleaciones férreas especiales. Conglomerados férreos.

De todos estos productos siderúrgicos, son los aceros y fundiciones los empleados por excelencia en la fabricación mecánica y ya en menor proporción, los conglomerados no férreos. De estos últimos hablaremos de forma más amplia en capítulos posteriores.

Hierro.

Nombre de un elemento químico, blanco-gris, peso especifíco 7.85, punto de fusión 1530 ° C,  peso atómico 55.84, No. Atómico 26, insoluble, punto de ebullición 2450° C, magnético hasta los 770° C, resistencia a la tracción 25 Kg /mm2.

También aplica a los hierros industriales que son productos siderúrgicos de los que, solamente con carácter de impurezas pueden formar parte otros elementos.

El hierro puro carece de una gran variedad de usos industriales debido a sus bajas características mecánicas y la dificultad de su obtención. Encuentra aplicaciones en la industria eléctrica dadas sus cualidades de permeabilidad magnética.

En los capítulos siguientes trataremos los restantes subgrupos y sus características.

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