Guía Completa de Materiales Metálicos: Tipos, Propiedades y Aplicaciones Prácticas

Propiedades de los Metales

Los metales tienen diversas propiedades que los hacen adecuados para aplicaciones diversas. Aquí están algunas de las propiedades de los metales – físicas y químicas.

1. Maleabilidad

Esta característica del metal hace posible que un metal sea golpeado o doblado en diferentes formas sin romperse. Su maleabilidad es por qué puede martillarse en láminas finas como el papel de aluminio. Los iones metálicos en la estructura se deslizan unos sobre otros cuando se aplica fuerza.

2. Ductilidad

Los materiales metálicos pueden estirarse en diferentes formas para hacer alambres finos. La ductilidad del metal ayuda a que sea estirado en alambres para usarse en cables o para soldar. Un buen ejemplo de metal dúctil es el cobre.

3. Conductividad

Los metales son buenos conductores de calor y electricidad debido a los electrones libres en sus superficies. Además, metales como la plata conducen el calor perfectamente y se usan para materiales con este efecto. El cobre, usado en cables, también conduce bien la electricidad.

4. Brillo

Algunos metales son naturalmente brillantes o lustrosos. La presencia de electrones libres en la superficie de los metales hace que reflejen la luz. Así, las superficies metálicas aparecen brillantes o lustrosas. Esta característica facilita el esmaltado después del pulido o pintura del metal.

5. Alto Punto de Fusión y Ebullición

Los iones y moléculas metálicos están estrechamente unidos por una fuerte fuerza química que crea una estructura de red. Así, se necesita alta energía de calor para romper estos enlaces, llevando a altos puntos de fusión y ebullición.

6. Alta Densidad

Debido a que los átomos y moléculas están empaquetados juntos, los metales tienen alta densidad. Esta característica los hace sólidos y firmes para uso en diversos campos.

7. Altamente Reactivos

Los metales son elementos altamente reactivos y se combinan químicamente con otros elementos con facilidad. Esta característica ayuda durante el electrochapado y anodizado, ya que los metales interactúan con los sustratos fácilmente. Por ejemplo, el zinc reacciona fácilmente con ácidos, el sodio reacciona bien con agua, y muchos metales reaccionan bien con oxígeno.

¿Cuáles son las Categorías de Metales?

Los metales se categorizan principalmente según sus propiedades físicas o químicas. En esta sección veremos algunas categorías bajo ambas.

Metales Ferrosos

Los metales ferrosos son metales que contienen hierro (Fe) en su composición, mientras que los metales no ferrosos no tienen el elemento. Tienen un alto contenido de carbono, lo que los hace más fuertes que los metales no ferrosos. Sin embargo, esto los hace propensos al óxido cuando entran en contacto con agua.

Ejemplos de metales ferrosos incluyen hierro fundido, hierro forjado, acero, acero de aleación y acero al carbono. Son magnéticos y por tanto usados para fines eléctricos – resultan útiles en muchas industrias comerciales como automóviles, vías férreas y contenedores de envío.

Metales No Ferrosos

Los metales no ferrosos son metales que no tienen contenido de hierro (Fe). Metales como aluminio, cobre, latón y zinc casi no contienen elemento férrico en su composición, por lo que se llaman no ferrosos. Son resistentes al óxido ya que no reaccionan activamente con agua u oxígeno, que son los elementos que causan óxido.

Además, no son magnéticos, por eso son útiles en cableado y fabricación electrónica. Los metales no ferrosos son conocidos por ser maleables, por lo que son más fáciles de moldear y formar que los metales ferrosos. Se usan mayormente en diversas actividades comerciales e industriales debido a su alta resistencia a la corrosión, conductividad y naturaleza ligera.

Lista Completa de Elementos Metálicos

Los metales en la tabla periódica se agrupan según bloques, grupos y periodos. Las filas de la tabla periódica indican radio atómico, energía de ionización y electronegatividad, mientras que las columnas muestran propiedades químicas debido al mismo número de átomos. Incluyen:

• Metales alcalinos
• Metales alcalinotérreos
• Metales de transición
• Metales post-transición
• Lantánidos
• Actínidos
• Metales nobles
• Metales preciosos

Nº	Número Atómico	Símbolo	Elementos Metálicos
1	3	Li	Litio
2	4	Be	Berilio
3	11	Na	Sodio
4	12	Mg	Magnesio
5	13	Al	Aluminio
6	19	K	Potasio
7	20	Ca	Calcio
8	21	Sc	Escandio
9	22	Ti	Titanio
10	23	V	Vanadio
11	24	Cr	Cromo
12	25	Mn	Manganeso
13	26	Fe	Hierro
14	27	Co	Cobalto
15	28	Ni	Níquel
16	29	Cu	Cobre
17	30	Zn	Zinc
18	31	Ga	Galio
19	37	Rb	Rubidio
20	38	Sr	Estroncio
21	39	Y	Itrio
22	40	Zr	Circonio
23	41	Nb	Niobio
24	42	Mo	Molibdeno
25	43	Tc	Tecnecio
26	44	Ru	Rutenio
27	45	Rh	Rodio
28	46	Pd	Paladio
29	47	Ag	Plata
30	48	Cd	Cadmio
31	49	In	Indio
32	50	Sn	Estaño
33	55	Cs	Cesio
34	56	Ba	Bario
35	57	La	Lantano
36	58	Ce	Cerio
37	59	Pr	Praseodimio
38	60	Nd	Neodimio
39	61	Pm	Prometio
40	62	Sm	Samario
41	63	Eu	Europio
42	64	Gd	Gadolinio
43	65	Tb	Terbio
44	66	Dy	Disprosio
45	67	Ho	Holmio
46	68	Er	Erbio
47	69	Tm	Tulio
48	70	Yb	Iterbio
49	71	Lu	Lutecio
50	72	Hf
51	73	Ta	Tantalio
52	74	W	Wolframio
53	75	Re	Renio
54	76	Os	Osmio
55	77	Ir	Iridio
56	78	Pt	Platino
57	79	Au	Oro
58	80	Hg	Mercurio
59	81	Tl	Talio
60	82	Pb	Plomo
61	83	Bi	Bismuto
62	84	Po	Polonio
63	87	Fr	Francio
64	88	Ra
65	89	Ac	Actinio
66	90	Th	Torio
67	91	Pa	Protactinio
68	92	U	Uranio
69	93	Np	Neptunio
70	94	Pu	Plutonio
71	95	Am	Americio
72	96	Cm	Curio
73	97	Bk	Berkelio
74	98	Cf	Californio
75	99	Es	Einstenio
76	100	Fm	Fermio
77	101	Md	Mendelevio
78	102	No	Nobelio
79	103	Lr	Lawrencio
80	104	Rf	Rutherfordio
81	105	Db	Dubnio
82	106	Sg	Seaborgio
83	107	Bh	Bohrio
84	108	Hs	Hasio
85	109	Mt	Meitnerio
86	110	Ds	Darmstadtio
87	111	Rg	Roentgenio
88	112	Cn	Copernicio
89	113	Nh	Nihonio
90	114	Fl	Flerovio

Tipos de Metales que Debes Conocer

Los metales tienen varias características que los hacen útiles en diversas industrias y campos. Hay más de 90 tipos diferentes de metales, pero aquí están los comunes en los diversos sectores y para qué se usan.

1. Hierro

El hierro es el metal más popular e económico. Los tres tipos son hierro de primera fusión, hierro fundido y hierro forjado. El hierro constituye casi el 5% de la Tierra. Como resultado, es un metal fácilmente disponible. Sin embargo, el hierro puro no es un elemento estable porque se combina con el oxígeno en el aire, produciendo óxido de hierro.

• El hierro de primera fusión es una forma rudimentaria de hierro usada para hacer una variedad de metales ferrosos diferentes, incluyendo hierro fundido y acero.
• El hierro fundido se forma fundiendo hierro de primera fusión con coque y piedra caliza. El hierro fundido es frágil y notablemente difícil de soldar. Sin embargo, es un material técnico versátil para fundición de metales en la industria automotriz.
• El hierro forjado es resistente, dúctil y resistente a la corrosión. Es un metal altamente purificado, usado para fabricación de metales en muchas industrias.

2. Magnesio

El magnesio es uno de los metales que ocurren naturalmente (Mg). Sin embargo, a menudo se alea con otros metales como el Aluminio. Eso implica combinarlo con otros metales y elementos para formar un material híbrido con características específicas.

Una de las aplicaciones más comunes del magnesio es en las industrias automotriz y aeroespacial. El magnesio se considera un paso superior al aluminio en términos de reducción de peso con alta resistencia. Las aplicaciones incluyen llantas, bloques de motor y carcasas de caja de cambios.

3. Acero

El acero es una aleación compuesta de numerosos elementos químicos, incluyendo hierro y carbono, para formar un metal fuerte y resistente a la fractura. Su alta resistencia a la tracción y coste económico lo hacen el material más usado para una amplia gama de productos, incluyendo edificios, armamento, implantes médicos y máquinas, así como equipos eléctricos e instrumentos diversos.

Hay 3 tipos de acero: acero al carbono, acero inoxidable y acero de aleación. Todos tienen diferentes grados de acero.

4. Aluminio

El aluminio es un metal ligero que se endurece y rigidiza cuando se combina en trazas con otras aleaciones. La resistencia, conductividad eléctrica y resistencia a la corrosión del aluminio lo hacen genial para aplicaciones en varias industrias.

Además, el aluminio no se magnetiza y es simple de fabricar. Se utiliza ampliamente para aviones, piezas de automóviles y cables aéreos. También es atractivo a la vista por su naturaleza brillante y puede usarse en fabricación de chapa metálica y producción de aleaciones de aluminio.

5. Cobre

El cobre es un metal maleable, flexible y dúctil de color marrón rojizo. Tiene fuerte conductividad eléctrica y puede ser laminado, forjado, fundido y estirado en alambres. Se usa ampliamente para acuñación, alambres y utensilios de cocina. Muchas variedades de cobre sirven para diferentes propósitos en diversas industrias.

6. Titanio

El titanio es un metal ligero esencial usado en la producción de diversos equipos aeroespaciales. Es uno de los metales más resistentes a la corrosión. La muestra de metal tiene buena estabilidad térmica incluso en condiciones de calor extremo, por eso la industria aeroespacial registra el mayor uso de titanio. Es resistente a la corrosión, lo que lo hace adecuado para la fabricación de equipos médicos.

7. Bronce

El bronce es una aleación metálica obtenida de una combinación de muestras de metales como cobre y estaño o aluminio. Es sólido y no se oxida ni corroe cuando se expone a la humedad, por eso es preferido para escultura o álabes de turbina. Se funde fácilmente y puede formarse en tuberías, engranajes, bombas y alambres.

8. Latón

El latón es una aleación de zinc y cobre. Se clasifica en numerosas variedades basadas en la proporción cobre-zinc y la adición de pequeñas cantidades de elementos adicionales. El latón es más duradero que el cobre pero tiene menor conductividad eléctrica y térmica. También es muy resistente a la corrosión atmosférica y puede soldarse con facilidad. El latón se usa mayormente para producir cerraduras y válvulas.

9. Plomo

El plomo es uno de los metales más pesados de la tierra y tiene un bajo punto de fusión. Es fácilmente maleable y blando, lo que lo hace simple de cortar. Gracias a su blandura, el plomo se usa en soldadura y para revestir tuberías de agua y tanques de ácido. También se usa en recubrimiento de cables eléctricos y producción de balas.

10. Wolframio

El wolframio tiene el punto de fusión y ebullición más alto de la tierra y puede soportar el tratamiento térmico más adverso de los metales. Esto lo hace útil para cortar otros metales cuando se procesa en carburo de wolframio. El wolframio también tiene la mayor resistencia a la tracción entre metales puros y se usa en grabado o corte de metales. Se combina con otros metales para hacer boquillas de cohetes resistir temperaturas extremas.

11. Zinc

El zinc se usa principalmente para recubrir otros metales ya que tiene alta resistencia a la corrosión y desgaste. Debido a su bajo potencial electroquímico, no se oxida, siendo esencial en la fabricación de tuberías, fundición a presión de metales para hardware eléctrico y tanques.

12. Estaño

El estaño es un metal blando y fácilmente maleable. Se usa mayormente para hacer metales de aleación como el bronce y es el componente básico para hacer peltre.

13. Níquel

Usado comúnmente para hacer acero inoxidable, el níquel es uno de los más usados para chapado de metales. Aumenta la resistencia y resistencia a la corrosión del acabado superficial del metal. El níquel es uno de los metales más usados en electrochapado.

14. Cromo

Otro metal potente para electrochapado, el cromo, mejora la dureza del metal de otros elementos y también puede mejorar el acabado superficial. Es duro como el carbono y tiene un alto punto de fusión.

15. Silicio

El silicio es uno de los metales no ferrosos más populares ya que tiene cualidades de ambos metales y no metales. El silicio ayuda a otros metales a mejorar sus características y es un buen material de aleación. Tiene un alto punto de fusión y no es un buen conductor de calor.

16. Cobalto

El cobalto se usa popularmente para hacer pigmento azul para pinturas y tintes. En la actualidad, aleaciones de acero de alta resistencia y resistentes al desgaste son los principales usos para él. El cobalto es esencialmente un subproducto de la minería de cobre y níquel y rara vez se produce por sí solo.

17. Litio

Este metal se usa mayormente para mejorar la apariencia de vidrio y cerámica debido a su brillo blanco plateado. Es un metal blando conocido con mala conductividad.

18. Oro

El oro es un metal costoso que se ha usado por siglos para crear joyas, monedas y otras decoraciones. Es poco común, blando, flexible y no se corroe en la atmósfera. Además, conduce bien la electricidad y es sólido a temperatura ambiente, denso, resistente a la corrosión y fácilmente maleable.

19. Plata

Al igual que el oro, la plata es un metal precioso y se usa mayormente para ornamentos y piezas de adorno debido a su brillo. Es un metal blando, maleable y resistente a la corrosión atmosférica. Conduce electricidad y calor correctamente.

20. Berilio

El berilio es un metal blando blanco plateado con baja densidad, alta rigidez, alta resistencia, estabilidad estructural y reflectividad. Se distingue entre los metales en términos de rigidez específica. El berilio tiene la segunda densidad más baja comparada con los metales.

Aplicaciones de los Metales en Diversas Industrias

El uso universal de los metales los hace un componente estable para la fabricación de la mayoría de partes industriales. Aquí están las aplicaciones de metales para diversas industrias.

Industria Médica

Aparte de ser componentes de medicamentos metales comestibles (sodio, manganeso y potasio) se usan en medicina para diversos propósitos. El titanio se usa para equipos médicos como prótesis, mientras que el aluminio se usa para implantes gracias a su relación resistencia-peso.

Industria Automotriz y de Maquinaria

Los metales se utilizan típicamente en equipos, productos refractarios y automóviles. Se emplean en la producción de automóviles, trenes, aviones, cohetes, etc. Los metales más prevalentes usados aquí son hierro, aluminio y acero.

Productos Decorativos

Platino, oro y plata son metales preciosos con significativo valor económico y se usan comúnmente en juegos de joyería y piezas decorativas.

Industria de la Construcción

Metales como hierro y acero están entre los materiales más ampliamente utilizados en la construcción de estructuras y viviendas. También son metales utilizados en aplicaciones arquitectónicas. Tuberías de agua y techos se hacen de metales como plomo. Estaño, zinc, cobre y aluminio se usan en techados. El hierro es conocido por sus propiedades estructurales y se utiliza en forma de hierro fundido, hierro forjado o acero.

Aeroespacial

Algunos metales se usan en la industria aeroespacial debido a sus propiedades asombrosas. Un buen metal usado en aeroespacial debe tener características como resistencia a la radiación, capacidad de soportar corrosión y alta relación resistencia-peso. Ejemplos de metales usados en esta industria son Aluminio para estructuras de fuselaje, aleaciones de níquel combinadas con acero, y titanio para partes de motor.

Industria Electrónica

Debido a su excelente conductividad eléctrica, aleaciones que contienen oro, plata y platino son candidatos populares para conexiones electrónicas.

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Los metales son los componentes básicos de la mayoría de instrumentos que usamos. Así, seleccionar el más adecuado para un propósito particular requiere un buen conocimiento de los diferentes tipos. Este conocimiento ayudaría a elegir el mejor material metálico para un proyecto o proceso específico.