¿Qué hace que algunos metales sean ideales para los rascacielos y otros para la electrónica? La respuesta está en comprender las principales diferencias entre los metales ferrosos y los no ferrosos. Este artículo se adentra en sus propiedades únicas, composiciones y aplicaciones variadas, guiándole a través de lo que los diferencia y por qué es importante. Al final, comprenderá por qué estos metales son fundamentales en todo tipo de aplicaciones, desde la construcción hasta los aparatos de alta tecnología.
Cuando se habla de metales, ¿qué le viene a la mente?
Cuando se habla de metales, la gente suele pensar en joyas brillantes u ollas y sartenes relucientes. Sin embargo, no mucha gente asocia los metales con el color negro. Sin embargo, el "metal negro" es en realidad una gran categoría de metales.
El término "negro" puede llevar fácilmente a la gente a creer que los metales ferrosos deben ser negros y los no ferrosos de colores. Esta creencia lleva a muchas personas a pensar que el hierro blanco plateado, el cromo y el manganeso gris plateado no pueden considerarse metales "negros".
Sin embargo, el hierro, el cromo, el manganeso y sus aleaciones se incluyen en la categoría de metales ferrosos. En la industria, estos metales se denominan colectivamente metales ferrosos.
En realidad, el hierro y el cromo puros son de color blanco plateado, mientras que el manganeso es gris plateado. La superficie del acero suele estar recubierta de una capa de Fe3O4que, junto con el hecho de que el manganeso y el cromo se utilizan principalmente para producir negro acero aleadopuede dar la impresión de que estos metales son "negros".
Los metales son un grupo de sustancias que se caracterizan por su brillo, buena conductividad, conductividad térmica, fuertes propiedades mecánicas y coeficiente positivo de resistencia a la temperatura. En el mundo hay un total de 86 tipos de metales.
La gente suele clasificar los metales en dos grupos: metales ferrosos y metales no ferrosos, en función de su color, propiedades y otras características distintivas.
Los metales ferrosos consisten principalmente en hierro, cromo, manganeso y sus aleaciones, como el acero, el arrabio, la ferroaleación, la fundición, etc. El acero y el arrabio son aleaciones a base de hierro con carbono como principal elemento de adición, y se denominan colectivamente aleaciones hierro-carbono.
El arrabio se produce fundiendo mineral de hierro en un alto horno y se utiliza principalmente para fabricar acero y piezas de fundición.
Hierro fundido, con un contenido en carbono superior a 2,11%, puede obtenerse fundiendo arrabio en un horno. El arrabio líquido puede fundirse en piezas moldeadas, que se denominan fundiciones de hierro.
La ferroaleación es una aleación compuesta de hierro y elementos como el silicio, el manganeso o el cromo, titanioetc. Es una de las materias primas de la siderurgia y sirve como desoxidante y elemento de aleación aditivo.
Se denomina acero a una aleación de hierro y carbono con un contenido de carbono inferior a 2,11%, que se produce fundiendo el arrabio utilizado para la siderurgia en un horno siderúrgico según un proceso determinado. Los productos siderúrgicos incluyen los lingotes, los tochos de colada continua y la colada directa en diversas piezas de acero moldeado.
Generalmente, el término "acero" se refiere al hierro que ha sido laminado en diversas formas de acero. A pesar de que sólo existen unas pocas minas de metales ferrosos, cada una de ellas produce una gran cantidad, lo que da como resultado una producción total de metales ferrosos que representa 95% de la producción mundial de metales.
El hierro, el cromo y el manganeso son las principales materias primas para fundir hierro y acero, que desempeñan un papel crucial en la economía nacional y sirven de importante indicador de la fortaleza de un país.
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Los metales no férreos, también denominados metales no ferrosos en sentido estricto, incluyen todos los metales excepto el hierro, el manganeso y el cromo. En un sentido más amplio, los metales no ferrosos también abarcan las aleaciones no ferrosas, como el cobre, el estaño, el plomo, el zinc, el aluminio, el latón, el bronce, aleaciones de aluminioy aleaciones para rodamientos.
Una aleación no férrea es una aleación formada por un metal no férreo como componente principal (que suele representar más de 50%) y uno o varios elementos más. En la industria, también se utilizan metales como el cromo, el níquel, el manganeso, el molibdeno, el cobalto, el vanadio, el wolframio y el titanio.
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Estos metales se utilizan principalmente como aditivos de aleaciones para mejorar el rendimiento de otros metales. El wolframio, el titanio, el molibdeno y otros metales se utilizan principalmente para fabricar aleaciones duras para herramientas de corte. Estos metales no ferrosos se denominan metales industriales.
Los metales no férreos pueden dividirse en pesados (como el cobre, el plomo y el zinc), ligeros (como el aluminio y el magnesio), preciosos (como el oro, la plata y el platino) y raros (como el wolframio, el molibdeno, el germanio, el litio, el lantano y el uranio).
En 1958, China clasificó el hierro, el cromo y el manganeso como metales ferrosos, y los 64 metales restantes como metales no ferrosos. Estos 64 metales no férreos incluyen aluminio, magnesio, potasio, sodio, calcio, estroncio, bario, cobre, plomo, zinc, estaño, cobalto, níquel, antimonio, mercurio, cadmio, bismuto, oro, plata, platino, rutenio, rodio, paladio, osmio, iridio, berilio, litio, rubidio, cesio, titanio, circonio, hafnio, vanadio, niobio, tántalo, wolframio, molibdeno, galio, indio, talio, germanio, renio, lantano, cerio, praseodimio, neodimio, samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio, holmio, erbio, tulio, iterbio, lutecio, escandio, itrio y torio.
En comparación con los metales puros, las aleaciones no ferrosas suelen tener mayor resistencia y durezaAdemás, ofrecen una mayor resistencia, un menor coeficiente de resistencia a la temperatura y buenas propiedades mecánicas generales. Las aleaciones no ferrosas más comunes son la aleación de aluminio y la aleación de cobre, aleación de magnesioaleación de níquel, aleación de estaño, aleación de tántalo, aleación de titanio, aleación de zinc, aleación de molibdeno, aleación de circonio, etc.
Debido al papel crucial que desempeñan los metales raros en la industria moderna, a veces se separan de los metales no férreos y se clasifican en una categoría aparte, lo que da lugar a tres grandes categorías de metales: metales férreos, metales no férreos y metales raros.
En comparación con los metales férreos, los no férreos presentan una variedad mucho mayor, y hay muchas más zonas de extracción de metales no férreos.
Hoy en día, los metales no ferrosos y sus aleaciones se han convertido en materiales estructurales y funcionales esenciales en diversas industrias, como la fabricación de maquinaria, la construcción, la electrónica, la industria aeroespacial y la utilización de la energía nuclear.
En las aplicaciones prácticas, los metales no ferrosos se dividen generalmente en 5 categorías:
A primera vista, la distinción entre metales ferrosos y no ferrosos es sencilla. Los ferrosos contienen hierro, mientras que los no ferrosos no.
Sin embargo, hay más diferencias más allá de esta simple definición en blanco y negro. La composición y las aplicaciones de los metales férreos y no férreos varían enormemente.
Metal ferroso Durabilidad prometida:
Los metales ferrosos incluyen el hierro y muchas formas de acero, que son materiales muy utilizados. Debido a su durabilidad, los metales ferrosos se utilizan habitualmente en la construcción, las tuberías y la fabricación de herramientas.
Sin embargo, que sean fuertes no significa que carezcan de versatilidad. El acero, por ejemplo, es una combinación de hierro y carbono, pero ajustando la proporción de estos componentes o añadiendo otros materiales, el acero puede transformarse en cualquier cosa, desde robustas vigas de acero utilizadas en edificios altos hasta relucientes chapas de acero. piezas de acero inoxidable.
Algunos ejemplos de metales ferrosos son:
Los metales no ferrosos garantizan la flexibilidad:
Los metales no férreos tienen multitud de usos, y su versatilidad y propiedades únicas los hacen ideales para una amplia gama de aplicaciones en diversos sectores.
Por ejemplo, cobre y aluminio tienen la capacidad de conducir el calor y la electricidad, mientras que muchos metales no férreos forman los componentes básicos de la mayoría de los smartphones.
Además, metales como el oro y la plata se utilizan con fines ornamentales desde hace miles de años.
Una de las principales ventajas de los metales no férreos es que son intrínsecamente resistentes a la corrosión y al magnetismo, lo que los convierte en una opción popular para muchas aplicaciones.
Algunos ejemplos de metales no férreos son:
Principales diferencias:
Las principales diferencias entre los metales ferrosos y los no ferrosos son su coste y su accesibilidad. Los metales ferrosos, como el carbono y el hierro, son abundantes en sus elementos básicos, por lo que son fáciles de obtener y relativamente baratos.
En cambio, los metales no férreos, como el oro y la plata, son escasos y, debido a su uso generalizado, suelen ser más caros. Por eso suelen denominarse "metales preciosos".
Los metales han desempeñado un papel crucial en el desarrollo de la sociedad humana, ya que han sido decisivos en muchas de las transiciones clave de la historia de la humanidad. La Edad de Bronce y la Edad de Hierro, que siguieron a la Edad de Piedra, son ejemplos de cómo los materiales metálicos han dado forma a la sociedad humana.
Después de la Segunda Guerra Mundial, el avance de la ciencia y la tecnología condujo al desarrollo de nuevos materiales metálicos, como la fundición dúctil, la fundición aleada, el acero aleado, el acero resistente al calor, el acero inoxidable, la aleación de níquel, la aleación de titanio, y carburo de cementoque desde entonces se han aplicado en la producción práctica.
En los tiempos modernos, la investigación y el desarrollo de materiales metálicos se ha ampliado más allá del ámbito tradicional del metal puro y las aleaciones puras. Con el avance de la teoría básica y la tecnología, han surgido nuevos materiales metálicos, incluidos los materiales estructurales de alta temperatura, como los nanometales, las aleaciones de entropía alta/media, los cristales columnares solidificados direccionalmente, las aleaciones monocristalinas, los compuestos de matriz metálica y las aleaciones con memoria de forma.
Los materiales metálicos se han convertido en una base esencial para el desarrollo de la sociedad humana. La modernización agrícola, la modernización industrial, la defensa nacional y el progreso científico y tecnológico se apoyan en materiales metálicos, desde herramientas agrícolas y piezas mecánicas, hasta armas sofisticadas como aviones, misiles, flechas de fuego, satélites, submarinos nucleares, así como componentes o piezas necesarias para tecnologías de vanguardia como la energía atómica, la televisión, las comunicaciones, el radar y los ordenadores electrónicos.
En la actualidad, muchos países del mundo, especialmente los que tienen industrias desarrolladas, compiten por desarrollar sus industrias metalúrgicas y de metales no férreos y aumentar sus reservas estratégicas de metales.
En conclusión, los materiales metálicos son materiales básicos cruciales e importantes recursos estratégicos para la economía nacional, la vida cotidiana, la industria de defensa y el progreso científico y tecnológico.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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