Comprender los metales no ferrosos: Tipos, usos y propiedades clave

Los metales son ubicuos y están en todas partes en formas y usos diversos. Sin embargo, basándose en su contenido de hierro, hay dos tipos de metales: ferrosos y no ferrosos. Pero aquí le proporcionaremos gran información sobre los metales no ferrosos.

Entonces, ¿qué es un metal no ferroso? ¿Cuál es su historia, tipos, aplicaciones y propiedades? ¿Cómo se diferencia de los metales ferrosos? Siga leyendo mientras proporcionamos respuestas a estas preguntas y otras cosas importantes que necesita saber sobre este tipo de metal.

Los metales no ferrosos son metales que no contienen hierro o ferro. Consecuentemente, todos los metales en su forma pura son no ferrosos, excepto el Hierro (Fe).

Además, este tipo de metal tiende a ser más caro que su contraparte ferroso. Sin embargo, sus propiedades asombrosas, como resistencia al óxido y corrosión, facilidad de fabricación y capacidades no magnéticas, hacen que los fabricantes pasen por alto el costo.

Otra razón por la que los fabricantes pasan por alto el costo de este metal es su reciclabilidad. Es más fácil y consume menos energía reciclar metales no ferrosos que minarlos. Los procesos requeridos para reciclarlos incluyen re-fundición y re-colado.

Los metales no ferrosos incluyen: cobre, plomo, níquel, titanio y estaño. También incluyen metales preciosos como plata, oro, tungsteno, vanadio, mercurio y cobalto. Además, estos metales tienen una amplia variedad de usos, incluyendo la fabricación de diferentes tipos de chapas metálicas.

Adicionalmente, la fuente principal de estos metales suele ser compuestos químicos como sulfuros, silicatos y carbonatos.

Historia de los metales no ferrosos

Como los primeros metales utilizados por los humanos para la metalurgia, los metales no ferrosos tienen una rica historia. Los primeros humanos se sintieron atraídos por estos metales porque apenas se corroen.

Uno de los primeros metales no ferrosos descubiertos por el hombre es el cobre, y esto señaló el inicio de la Edad del Cobre. Además, para hacer el máximo uso de este metal, los humanos tuvieron que aprender el arte de forjar y moldear. El bajo punto de fusión y la facilidad de fabricación hicieron del cobre el metal de elección del hombre.

La Edad del Bronce siguió rápidamente a la Edad del Cobre cuando los humanos descubrieron que podían alear cobre con estaño para producir bronce.

Los humanos han utilizado metales no ferrosos durante un período más largo que sus contrapartes ferrosas. De hecho, alrededor del 5000 a.C., los humanos desarrollaron una técnica para fabricar bronce. Esta técnica involucraba la fundición y aleación de cobre con otros metales como estaño y arsénico. El inicio de este período de fundición y aleación terminó la Edad de Piedra, marcando el comienzo de la Edad del Bronce.

Otros metales no ferrosos descubiertos son el oro y la plata. Estos metales tomaron el lugar de la madera y la piedra como ornamentos humanos. Sin embargo, dado que estos metales son raros, se utilizan para fabricar artículos de lujo.

Hoy en día, usamos metales no ferrosos para fabricar herramientas, motores de vehículos, tuberías, cubiertos, cables eléctricos, ornamentos y muchos más.

Estos metales tienen ciertas propiedades deseables que los hacen adecuados para aplicaciones residenciales, industriales y comerciales.

Definir las propiedades comunes de estos metales es casi imposible. La razón es que una gran variedad de metales caen en esta categoría. Sus propiedades van desde blandos y duros hasta frágiles y dúctiles. Sin embargo, revisar la tabla de resistencia de metales indicaría la resistencia relativa de diferentes metales.

Todos los metales no ferrosos comparten algunas propiedades. Examinemos estas propiedades.

• Alta resistencia a la corrosión y óxido: Los metales no ferrosos no tienen contenido significativo de hierro, lo que los hace altamente resistentes al óxido y corrosión. Esto los hace ideales para fabricar canaletas, techos y otras aplicaciones que requieren exposición a los elementos.
• No magnéticos: Este tipo de metal no es magnético, lo que los hace ideales para cableado y electrónica.
• Ligeros: Estos metales a menudo son más ligeros que los metales ferrosos. La diferencia de peso se debe a la disparidad en el contenido de carbono de ambos tipos de metales. Sin embargo, debe tener en cuenta que no todos los metales no ferrosos son ligeros. Algunos metales como osmio, plomo y tungsteno son más pesados y densos que metales ferrosos como el acero.
• Costo: Si desea usar metales no ferrosos para fabricación, debe saber que son más caros que sus contrapartes ferrosas. Hay dos razones principales que lo hacen costoso. La primera es la oferta y demanda de estos metales. Hay más demanda de metales no ferrosos que su oferta, lo que los hace bastante caros de adquirir. La otra razón es que tienen aplicaciones en varias industrias, desde automotriz y aeroespacial hasta ingeniería y construcción. Esto significa que muchas industrias buscan estos metales que están en oferta limitada, haciéndolos más caros.
• Reciclabilidad: Todos los tipos de metales son reciclables. Los metales no ferrosos pueden reciclarse varias veces con riesgo mínimo de degradación comparado con los metales ferrosos. También retienen sus propiedades químicas durante el proceso. Es importante reciclar estos metales porque no están fácilmente disponibles. Otra razón para reciclar es que el proceso reduce residuos y protege el medio ambiente. Lo hace ahorrando energía en la extracción de fuentes naturales y disminuyendo las emisiones de gases que ocurrirían durante el proceso de minería.

Dado que un metal no ferroso es cualquier metal que no contiene una cantidad significativa de hierro, hay muchos de estos metales en todo el mundo. Por lo tanto, destacaremos solo los importantes y comunes y sus aplicaciones en fabricación. A continuación se muestran algunos ejemplos de metales no ferrosos y sus aplicaciones.

Aluminio

Este es uno de los metales no ferrosos más importantes. Esto se debe en no pequeña medida a su facilidad de mecanizado y ligereza. Otra razón por la que el aluminio es común es que es el metal base para muchas aleaciones. El aluminio también es uno de los metales más rentables para mecanizado CNC.

Sigue siendo un excelente conductor, aunque este metal no conduce calor y electricidad tanto como el cobre. Otras propiedades del aluminio incluyen excelente maleabilidad y ductilidad. En el lado negativo, este metal es relativamente caro y se vuelve bastante duro después del trabajo en frío, requiriendo recocido.

La aleación de aluminio tiene aplicaciones en una amplia gama de industrias. Es ligero e ideal para fabricar aviones, piezas automotrices y yates. También se usa para fabricar artículos cotidianos como latas de bebidas, sartenes y cuadros de bicicletas.

Cobre

El cobre y sus aleaciones, latón (cobre y zinc) y bronce (cobre y estaño), tienen diversos usos en varias industrias. Esto se debe a sus propiedades de alta conductividad eléctrica, ductilidad, conductividad térmica y resistencia a la corrosión. Cuando no está aleado, es blando y dúctil.

Estas propiedades hacen que el cobre y sus aleaciones sean buenos para fabricar recipientes de calefacción e intercambiadores de calor. Su alta conductividad eléctrica lo hace ideal para motores y cableado. Además, el cobre tiene aplicaciones en la producción de accesorios de plomería, materiales de techo, estatuas y utensilios de cocina.

En el lado negativo, el cobre es bastante caro, y los cables hechos con este material suelen ser susceptibles a la corrosión. También pierde su forma ya que el material es blando.

Relacionado: Examinando la diferencia entre Latón vs Bronce vs Cobre

Níquel

El níquel es otro metal no ferroso común. Las propiedades de este metal plateado incluyen resistencia a la corrosión, tenacidad y tolerancia a la temperatura. Aunque este metal existe en forma pura, esta forma tiene aplicaciones mínimas.

Sin embargo, este metal gana excelentes propiedades mecánicas y químicas cuando se alea con otros elementos. Esto le da aplicación en la sección caliente de aviones, automóviles y equipos marinos, así como en la producción de equipos criogénicos.

Además, el níquel puede resistir la corrosión incluso a altas temperaturas, lo que lo hace un buen material para producir clavos, tuberías y blindajes.

Zinc

El zinc usado tanto como metal independiente como elemento de aleación tiene una amplia gama de usos. Uno de sus usos más populares es alear cobre para formar latón.

Otra aplicación del zinc es como elemento galvanizante. Los metales galvanizados con acero tienen mejor resistencia a la corrosión. Esto da al zinc aplicaciones en la producción de postes de luz, intercambiadores de calor, techos metálicos, barandillas, carrocerías de automóviles y puentes colgantes. También tiene uso en protección catódica como material de ánodo para baterías.

Otro uso del zinc es su óxido que tiene aplicación en la fabricación de caucho. Ayuda a dispersar el calor durante la fabricación de caucho.

Plomo

Este metal tiene muchas aplicaciones y es el metal no ferroso común más pesado. Además, el plomo es tóxico y causa daño a la salud humana. Este metal al ser resistente a la corrosión y pesado tiene aplicación en la producción de pintura, combustibles y balas.

El plomo es un mal conductor de electricidad pero es dúctil, denso y maleable. En exposición al aire, el plomo experimenta un cambio de color. También tiene aplicaciones en la producción de vainas de cables, vidrio de cristal de plomo y cinturones de lastre para buceo. Sus principales usos en el mundo actual son en la producción de tanques de ácido, cables de potencia y baterías. Sin embargo, el plomo es químicamente inerte. Esto significa que no reacciona con muchos químicos.

Plata

La plata es un metal relativamente blando con una apariencia lustrosa y brillante. Es un metal con la mejor conductividad térmica y eléctrica, altamente maleable y resistente a la corrosión.

La plata se usa en muchas industrias, desde tecnología solar y electrónica hasta soldadura blanda y fuerte. Otras aplicaciones de la plata incluyen cojinetes de motor, moneda, purificación de agua, vajilla, medicina y joyería. Por otro lado, tiene la resistencia de contacto más baja de todos los metales.

Oro

El oro es uno de los metales no ferrosos con gran maleabilidad. También es dúctil y resistente a la corrosión. El oro no reacciona con otros químicos, por lo que hay poco riesgo de degradación debido a reacciones químicas. Además, este metal tiene excelente conducción térmica y eléctrica.

Tiene aplicaciones en la producción de joyería, como collares, anillos y pulseras. También sirve como moneda de curso legal para finanzas e inversión. Además, su conductividad eléctrica lo hace ideal para uso en la producción de electrónicos y dispositivos informáticos. El oro también se usa en la fabricación de vidrio coloreado y para restauración dental en medicina y odontología.

Titanio

Este metal tiene una excelente relación resistencia-densidad así como resistencia a la corrosión. Una aleación de este metal con aluminio y hierro crea un metal ligero pero fuerte.

Sin alear, la resistencia del metal de titanio es comparable a algunos aceros, aunque es menos denso. Este metal tiene aplicaciones en varias industrias, incluyendo la agrícola, médica, deportiva, militar, aeroespacial y automotriz.

Metales no ferrosos para mecanizado o fundición

El proceso de fundición en arena, proceso de molde metálico (fundición a presión alta y molde permanente de baja presión) y fundición por inversión son los métodos de fundición ideales para estos metales.

Con propiedades como baja densidad, alta conductividad, resistencia al óxido y corrosión, alta relación resistencia-densidad y capacidad no magnética, los metales no ferrosos son ideales para aplicaciones estructurales. También son ideales para la fabricación de piezas metálicas.

Los fabricantes refinan estos metales a través de electrólisis. Durante la fundición, los fabricantes añaden el metal al hierro usado para el proceso de fundición antes del vaciado de la colada. El objetivo es obtener un hierro fundido especial o acero aleado con propiedades mejoradas. Las propiedades a menudo van desde resistencia al calor y corrosión hasta resistencia al desgaste.

¿Qué metales son no ferrosos o ferrosos? El metal ferroso contiene una cantidad significativa de hierro, mientras que el metal no ferroso no contiene hierro. Ambos tipos de metales tienen propiedades y atributos que los hacen deseables.

Los fabricantes valoran los metales ferrosos por su durabilidad y resistencia. Esto los hace los materiales ideales para uso en la industria de la construcción. Metales ferrosos comunes incluyen acero aleado, acero al carbono, hierro forjado y hierro fundido. Sin embargo, el contenido de carbono y hierro de los metales ferrosos los hace susceptibles al óxido en exposición a la humedad. El único metal ferroso que resiste el óxido es el hierro forjado, y esto se debe a su bajo contenido de carbono.

Por otro lado, los metales no ferrosos son resistentes al óxido y corrosión. Esto los hace ideales para fabricar letreros exteriores, techos, canaletas y tuberías de líquidos. También son altamente maleables, lo que los hace adecuados para crear ornamentos y joyería.

Adicionalmente, los metales no ferrosos tienen propiedades y atributos que los hacen altamente demandados, desde ligeros hasta capacidad no magnética. Ser no magnéticos los hace ideales para cableado y aplicaciones electrónicas. Ejemplos comunes de metales no ferrosos incluyen: aluminio, plata, zinc, cobre, oro, titanio, plomo y níquel.

Conclusión

Los metales no ferrosos tienen propiedades que les dan aplicaciones en varios campos. Sin embargo, están en oferta limitada, lo que los hace más caros que los metales ferrosos. Los metales no ferrosos comunes incluyen titanio, plata, cobre, oro, plomo, zinc y níquel.

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