Después de la edad de bronce, la gente descubrió varios metales, que duró aproximadamente de 3300BC a 1200BC, y los utilizó para diversos usos. En los periodos posteriores, desarrollaron estos diferentes tipos de metales que requerían para otras aplicaciones. Sin embargo, los científicos modernos desarrollaron aún más estos metales y descubrieron nuevos elementos. En la actualidad, las grandes empresas utilizan estos metales en miles de aplicaciones en función de la demanda del mercado.
En el artículo de hoy repasaremos los veinte metales más populares en la fabricación industrial. Sin embargo, hemos dividido las listas en metales ferrosos y metales no ferrosos para facilitar las cosas.
Tres tipos de metales ferrosos
Cualquier metal con alto contenido en hierro y características magnéticas es un metal ferroso. La dureza, durabilidad y resistencia a la tracción de los metales ferrosos son muy importantes en la industria manufacturera.
Sus características los hacen ideales para rascacielos, puentes, proyectos ferroviarios y vehículos en los sectores industrial y arquitectónico. El acero, el hierro fundido y el hierro forjado son los tres tipos de metales ferrosos más comunes.
Acero
Se trata de una aleación de hierro a la que se añaden unas décimas de carbono para aumentar la resistencia y la resistencia a la fractura en comparación con otros tipos de hierro. Existen cuatro tipos de acero.
- Aceros al carbono: El acero al carbono tiene un aspecto mate y es corrosivo. Los tres tipos de acero al carbono son bajo, medio y alto. El bajo tiene aproximadamente un 0,30% de carbono, el medio un 0,60% y el alto un 1,5%.
- Aceros aleados: Los aceros aleados combinan varios metales, como níquel, cobre y aluminio. Los componentes de automóviles, tuberías, cascos de barcos y proyectos mecánicos prefieren los aceros aleados porque son menos caros y más resistentes a la corrosión. La concentración de los ingredientes determina la resistencia de estas aleaciones.
- Acero inoxidable: Los aceros inoxidables son, con diferencia, los más populares del mercado. Este tipo es lustroso y tiene entre 10 y 20% de cromo como principal ingrediente de aleación. Esta combinación lo hace resistente a la corrosión y muy fácil de moldear.
- Acero para herramientas: El acero para herramientas es famoso por su dureza y resistencia al calor y la abrasión. Estos metales reciben su nombre porque suelen utilizarse para fabricar herramientas metálicas, como martillos. Tienen una mezcla de elementos de cobalto, molibdeno y tungsteno y son la causa fundamental de las propiedades superiores de resistencia al calor y aguante del acero para herramientas.
Aplicación: Chapas para carrocerías de automóviles y aparatos de embutición profunda, todo tipo de construcción, raíles de ferrocarril y alambres, etc.
Hierro fundido
Es una aleación de hierro que contiene de 2 a 4% de carbono, cantidades variables de silicio y manganeso, y trazas de azufre y fósforo. Se produce en un alto horno mediante la reducción del mineral de hierro.
Aplicación: Fabricación de tuberías, máquinas, piezas de automóviles, ollas, sartenes y utensilios, anclas para barcos, etc.
Hierro forjado
En comparación con la fundición, el hierro forjado es una aleación de hierro con una concentración de carbono muy baja. Es una masa de hierro semifundido con inclusiones fibrosas de escoria que le dan un "grano" que parece madera cuando se graba o se retuerce hasta el punto de fallar.
Aplicación: Fabricación de tubos, barras para pernos de estay, pernos de motor, remaches, placas, cadenas singulares, ganchos de grúa, etc., y aplicaciones de forja.
Decimoséptimos tipos de metales no férreos
Los metales no ferrosos son metales o aleaciones que no incluyen cantidades significativas de hierro en la metalurgia. Estos metales son esenciales para obtener las características deseadas, como menor peso, mejor conductividad, propiedades no magnéticas o resistencia a la corrosión. Suelen ser más caros que los metales ferrosos.
Aluminio
El aluminio es un metal plateado, blando y ligero. Tiene el número atómico 13 y pertenece al grupo del boro en la tabla periódica. El aluminio es el metal más abundante de la corteza terrestre y el tercer elemento más abundante después del oxígeno y el silicio. Constituye el 8% del peso de la superficie sólida de la Tierra.
El aluminio es un excelente conductor térmico y eléctrico. Es un metal ligero con un tercio de la densidad y rigidez del acero. Como es dúctil y maleable, se puede mecanizar, fundir y extrudir fácilmente.
Aplicación: Líneas eléctricas, edificios altos, marcos de ventanas, electrónica de consumo, electrodomésticos y aparatos industriales, componentes de aeronaves, componentes de naves espaciales, barcos, trenes, vehículos personales.
Níquel
El níquel es un elemento natural procedente del núcleo de la Tierra. Es de color blanco plateado, con una base brillante y un tinte dorado. La gente considera que el Níquel es útil por sus características de maleabilidad y resistencia a la corrosión. Los mineros extraen el Níquel de dos tipos de menas: los sulfuros magmáticos y las lateritas.
El níquel puede alearse con aceros, hierros, cobres, cromo, aluminio, plomo, cobalto, plata, oro y otros elementos para producir acero inoxidable, hierros fundidos y otras aleaciones.
Aplicaciones: El níquel está muy extendido en la producción de aleaciones, así como en aplicaciones de transporte, aeroespaciales, marinas, arquitectónicas y de consumo. Es beneficioso en la producción de cubiertos, monedas, imanes y otros metales.
Cobre
El Cu es un metal de transición con el número 29 en la tabla periódica. Tiene un peso atómico de 63,55 UMA y varios neutrones de 29. (unidades de masa atómica). Es un metal dúctil y maleable de color dorado rojizo que también es un buen conductor del calor y la electricidad. El cobre fue el primer metal con el que trató el ser humano y sigue siendo uno de los más comunes en la actualidad.
Aplicaciones: El cobre predomina en la fabricación de alambres, disipadores de calor, electroimanes y motores eléctricos, pero la producción también lo utiliza en componentes estructurales y tuberías. El cobre tiene ventaja sobre otros metales en estas aplicaciones porque su oxidación al aire lo protege de la corrosión adicional.
Latón
El latón es un metal rojo no ferroso que se compone de aleaciones de cobre y zinc. Las proporciones de cobre y zinc modifican sus propiedades para producir diversas características mecánicas y eléctricas. El latón es una aleación sustitutiva porque incluye átomos de los elementos de dos componentes que pueden sustituirlos dentro de la misma estructura cristalina.
Aplicaciones: El latón se funde bien, es robusto y bello, y tiene propiedades antibacterianas por su alta concentración de cobre. El latón se utiliza a menudo para fabricar instrumentos musicales, adornos ornamentales, cierres, casquillos de bala y otros objetos.
Bronce
El bronce es una aleación metálica compuesta principalmente de cobre y que contiene 12% estaño. El aluminio, el arsénico, el manganeso, el fósforo y el silicio, por ejemplo, tienen características distintas. El bronce al plomo, el bronce al fósforo, el bronce al aluminio, el bronce al silicio y el bronce al manganeso son algunas de las aleaciones de bronce más comunes a partir de estas combinaciones.
El bronce tiene muchas características distintivas que lo hacen ideal para diversos usos, desde el arte hasta la tecnología informática. El bronce tiene un tono marrón rojizo, es complejo y quebradizo, y su temperatura de fusión es de 950 grados Celsius.
Aplicaciones: Las propiedades del bronce hacen que el metal sea ideal para usos tanto prácticos como estéticos, como la náutica y la pesca. Por su excelente resistencia a la corrosión, los astilleros suelen elegir accesorios y hélices de bronce en muchos barcos y buques.
Debido a su alta conductividad eléctrica, ciertas aleaciones de bronce son increíblemente adecuadas para aplicaciones eléctricas. Por otra parte, la baja fricción metal-metal del material lo hace ideal para situaciones de gran tensión, como las que se dan en casquillos y cojinetes.
Zinc
El zinc (Zn) es un excelente metal que se encuentra en la corteza terrestre y tiene múltiples aplicaciones industriales y biológicas. Es quebradizo y de color blanco azulado a temperatura ambiente, pero brilla si se pule.
El zinc es un metal primario que se utiliza principalmente para galvanizar el acero y protegerlo contra la corrosión. Las aleaciones de zinc, como el latón, son populares en diversas aplicaciones, desde componentes navales resistentes a la corrosión hasta instrumentos musicales.
Aplicaciones: La carrocería de los coches, los postes de alumbrado público, las barreras de seguridad y los puentes colgantes son de acero galvanizado.
Las fundiciones a presión, esenciales en los sectores de la automoción, la electricidad y la ferretería, necesitan grandes cantidades de zinc. El latón, la alpaca y la soldadura de aluminio son aleaciones que incluyen zinc.
Pinturas, caucho, cosméticos, medicamentos, plásticos, tintas, jabones, pilas, textiles y equipos eléctricos son sólo algunos de los artículos que incluyen óxido de zinc. Las pinturas luminosas, las luces fluorescentes y las pantallas de rayos X utilizan sulfuro de zinc.
Plata
La Ag es un metal blanco brillante con buena conductividad eléctrica y atractivo estético. Es uno de los llamados metales preciosos, junto con el oro y los metales del grupo del platino.
En la fabricación de circuitos eléctricos impresos y como revestimiento depositado en fase de vapor para conductores electrónicos se utiliza la plata porque posee la mayor conductividad eléctrica y térmica conocida de todos los metales. También puede alearse con níquel o paladio para su uso en conexiones eléctricas.
Aplicaciones: La plata es popular desde hace mucho tiempo en la fabricación de monedas, adornos y joyas. La gente utiliza la plata como catalizador por su notable capacidad para convertir el etileno en óxido de etileno, precursor de muchas moléculas químicas.
Oro
El Au es un metal precioso de color amarillo intenso y brillante que pertenece al Grupo 11 (Ib) del Sexto Periodo. Posee varias características que lo han hecho muy preciado a lo largo de la historia. Tiene un color y un brillo agradables, es casi indestructible, muy flexible y suele encontrarse en la naturaleza en una forma relativamente pura. El oro tiene una historia diferente a la de cualquier otro metal por su valor percibido desde el principio de los tiempos.
Aplicaciones: El oro es famoso sobre todo para fabricar moneda, adornos, joyas y dorados. El oro verde es muy popular en joyería. Es una aleación de oro, plata y cobre con valores de quilates que oscilan entre 14 y 18 quilates.
El oro también es popular en el sector textil. Los tubos electrónicos utilizan alambres de rejilla chapados en oro para ofrecer una excelente conductividad y reducir las emisiones secundarias.
Plomo
El plomo (Pb) es un metal pesado de mayor densidad que la mayoría de los metales. Es blando y flexible, además de tener un punto de fusión bajo. El plomo es plateado con un toque azul cuando está recién cortado; se empaña hasta adquirir un color gris apagado cuando se expone al aire.
Aplicaciones: Baterías de coche, pigmentos, munición, revestimiento de cables, pesas de elevación, cinturones de lastre para submarinismo, cristal de plomo y protección contra las radiaciones son ejemplos de usos del plomo.
El plomo es adecuado para almacenar líquidos corrosivos. El arquitecto utiliza el plomo en vidrieras y tejados.
Cobalto
Es un metal infravalorado con una amplia gama de aplicaciones, datos fascinantes y características dinámicas. Es uno de los elementos del bloque d, o metales de transición, de la tabla periódica.
El cobalto, como muchos otros metales de transición, suele encontrarse en forma de aleación. El cobalto se suele extraer mediante minería, y el Congo y Zambia, en el continente africano, son famosos por la extracción de cobalto.
Aplicación: Como el cobalto, al igual que el hierro, puede ser magnético, la fabricación de imanes es un ejemplo del uso del cobalto. Sin embargo, aleado con aluminio y níquel produce potentes imanes.
Las aplicaciones a altas temperaturas, como las turbinas a reacción y los generadores de turbinas de gas, son también uno de los usos del cobalto. Por su atractivo aspecto, dureza y resistencia a la corrosión, a veces predomina en galvanoplastia.
Durante milenios se han utilizado sales de cobalto en pintura, porcelana, vidrio, cerámica y esmaltes para crear bellos colores azules. El cobalto 60, un isótopo radiactivo, se utiliza para curar el cáncer e irradiar alimentos en algunos países para conservarlos.
Platino
El platino es un metal no reactivo que la naturaleza tiene en pequeñas cantidades. Es un metal noble por su extraordinaria resistencia a la corrosión, incluso a altas temperaturas. Con una abundancia media de unos 5 μg/kg, es uno de los elementos más raros de la corteza terrestre.
Los minerales de níquel y cobre tienen cierta cantidad y algunos yacimientos autóctonos, principalmente en Sudáfrica, que produce 80% de la oferta mundial.
Aplicaciones: El platino suele predominar en la industria joyera. Su uso principal es en catalizadores para automóviles, camiones y autobuses. En la industria química se utiliza el platino como catalizador del ácido nítrico, la silicona y el benceno. Las pilas de combustible también utilizan el platino como catalizador para mejorar su eficacia.
El platino también se utiliza a menudo en el sector electrónico para discos duros de ordenador y termopares. Las fibras ópticas y las pantallas LCD, los álabes de las turbinas, las bujías, los marcapasos y los empastes dentales se fabrican con platino.
Los compuestos de platino son medicamentos quimioterapéuticos esenciales utilizados para tratar el cáncer en diversos entornos industriales y biológicos.
Estaño
Es un metal plateado, blando y maleable, resistente a la corrosión. Se une a diversas moléculas químicas. La casiterita y la estannina son dos minerales esenciales que contienen estaño y se encuentran en Malasia, Tailandia, Zaire, Indonesia y Bolivia. La reducción del carbón produce estaño puro. En esta ficha se analizan las características y usos del estaño.
Aplicaciones: Para evitar la corrosión, requiere un alto pulido y recubre otros metales, como las latas de estaño tiene acero recubierto de estaño. Las aleaciones de estaño, como la soldadura blanda, el estaño, el bronce y el bronce fosforoso, también son uno de los usos del estaño. Los imanes superconductores también requieren una aleación de niobio y estaño.
Para crear una superficie plana, la mayor parte del vidrio para ventanas se fabrica haciendo flotar vidrio fundido sobre estaño fundido. Los revestimientos conductores de la electricidad se fabrican pulverizando sales de estaño sobre el vidrio.
Tungsteno
Es un metal de transición que se encuentra en la misma columna que el cromo y el molibdeno en la tabla periódica. El miembro más pesado de este grupo es el wolframio, que tiene una masa atómica de 183 gramos por mol.
El tungsteno tiene el punto de fusión más alto de todos los metales y se utiliza para reforzar otros metales. Los sectores metalúrgico, minero y petrolero dependen del carburo de wolframio porque es muy duro. Se produce calentando tungsteno y polvo de carbono a 2200°C y combinándolos.
Aplicaciones: Antes del siglo XX, se utilizaba tungsteno en los filamentos de las bombillas incandescentes antiguas, aunque muchos países las han eliminado. Generan mucho más calor que luz y no son especialmente eficientes desde el punto de vista energético.
El wolframio y sus aleaciones se utilizan en diversas aplicaciones de alta temperatura, como los electrodos de soldadura por arco y los componentes de calefacción de hornos de alta temperatura.
Destacan los equipos de corte y perforación fabricados con carburo de tungsteno, incluido un nuevo taladro dental "indoloro" que gira a velocidades ultrarrápidas. La iluminación fluorescente suele utilizar tungstatos de calcio y magnesio.
Titanio
Es un metal estructural ligero, de alta resistencia y baja corrosión que se utiliza como aleación en componentes de aviación de alta velocidad.
Es abundante y constituye el 0,44% de la corteza terrestre. Casi todas las rocas, arenas, arcillas y otros suelos contienen este metal en alguna de sus formas. También puede encontrarse en plantas, animales, cursos de agua naturales, dragados de aguas profundas, meteoritos y estrellas.
Aplicaciones: Por su baja densidad y su capacidad para resistir temperaturas extremas, aviones, naves espaciales y misiles utilizan aleaciones de titanio en una gran variedad. Los palos de golf, los ordenadores portátiles, las bicicletas y las muletas también las contienen.
Los condensadores de las centrales eléctricas utilizan titanio por su resistencia a la corrosión. También ayuda a las plantas desalinizadoras y protege los cascos de barcos, submarinos y otras estructuras expuestas al agua salada por su gran resistencia a la corrosión en el agua de mar.
Dado que el metal de titanio se adhiere eficazmente al hueso, los procedimientos quirúrgicos requieren titanio, como las prótesis articulares (sobre todo de cadera) y los implantes dentales.
El titanio suele utilizarse en forma de óxido de titanio (IV). Se puede encontrar en una amplia gama de productos, como pinturas para el hogar, pinturas para artistas, plásticos, esmaltes y papel. Los protectores solares también contienen titanio, ya que impide que la radiación UV llegue a la piel.
Paladio
Actualmente es el más caro de los cuatro metales preciosos primarios. Su precio se ha duplicado en menos de un año, por lo que es más caro que el oro. Es un componente esencial de los sistemas anticontaminación de automóviles y camiones.
Aplicaciones: Principalmente, los catalizadores de los automóviles son los que más utilizan el paladio. Ciertos empastes y coronas dentales, así como la joyería. Los condensadores cerámicos, utilizados en ordenadores portátiles y teléfonos móviles empleados en el sector de la electrónica, son también un ejemplo de los usos del Paladio. Están formados por capas de paladio intercaladas entre capas de cerámica.
Uranio
Es un metal pesado muy popular como fuente de energía concentrada desde hace más de 60 años. Está disponible en la mayoría de las rocas en cantidades de 2 a 4 partes por millón, y es tan abundante como el estaño, el wolframio y el molibdeno en la corteza terrestre.
Aplicaciones: Las centrales nucleares utilizan el uranio para producir energía como combustible nuclear. Otros elementos transuránicos sintéticos se fabrican principalmente a partir de esta sustancia. Los militares también lo utilizan para propulsar submarinos nucleares y armamento.
Bismuto
El elemento más metálico y abundante del grupo del nitrógeno es el bismuto (Bi). El bismuto es un metal duro, quebradizo y brillante, con una estructura cristalina gruesa. Su color, blanco grisáceo con un matiz rojizo, lo distingue de todos los demás metales.
Aplicaciones: El bismuto se utiliza en alarmas y extintores, así como en fusibles eléctricos y soldaduras.
Resumen
Este mundo está lleno de miles de tipos de metales desconocidos que nuestros científicos aún no han descubierto. Seguimos esperando ver esos excelentes elementos desconocidos que podremos utilizar en muchos sectores industriales en el futuro.
Sin embargo, el artículo de hoy trata de los veinte metales más utilizados en el mundo. Los hemos clasificado en ferrosos y no ferrosos. Además, también hemos señalado la aplicación de cada uno de ellos.