Propiedades de los metales

2.1.4.3.1 Propiedades físicas de los metales

Los metales suelen ser duros y resistentes. Aunque existen ciertas variaciones de uno a otro, en general los metales tienen varias propiedades como dureza o resistencia a ser rayados; resistencia longitudinal o resistencia a la rotura; elasticidad o capacidad de volver a su forma original después de sufrir deformación; maleabilidad o posibilidad de cambiar de forma por la acción de golpes, y ductilidad o posibilidad de deformarse sin sufrir roturas (Vázquez, S., et al.. 2006).

Los metales muestran un gran margen entre sus propiedades físicas. La mayoría de ellos es de color grisáceo, aunque algunos presentan colores distintos como, por ejemplo: el bismuto (Bi) es rosáceo, el cobre (Cu) rojizo y el oro (Au) amarillo. En otros metales aparece más de un color, y este fenómeno se le llama: pleocroísmo. Otras de sus propiedades pueden ser (Vázquez, S., et al.. 2006):

- Densidad: como la relación entre la masa del volumen de un cuerpo y la masa del mismo volumen de agua.

- Brillo: reflejan la luz.

- Maleabilidad: propiedad de los metales de moldearse en alambre e hilos.

- Tenacidad: como la resistencia que presentan los metales al romperse por tracción.

- Conductividad: son buenos conductores de energía eléctrica y calorífica.

Las más importantes propiedades físicas son:

- Peso específico: que puede ser absoluto o relativo. En el caso de ser peso absoluto, es el peso de la unidad de volumen de un cuerpo homogéneo; y en el caso de ser peso relativo, es la relación entre el peso de un cuerpo y el peso de igual volumen de una sustancia tomada como referencia.

- Calor específico: es la cantidad de calor necesaria para elevar en 1°C la temperatura de 1 kg de una determinada sustancia. El calor específico varía con la temperatura. En la práctica se considera el calor específico medio en un intervalo de temperaturas.

- Punto de fusión: es la temperatura a la cual un material pasa del estado sólido al líquido, y es una transformación que se produce con la absorción de calor. Por otro lado, está el punto de solidificación, que es la temperatura a la cual un líquido pasa al estado sólido.

- Calor latente de fusión: es el calor necesario para vencer las fuerzas moleculares del material a la temperatura de fusión y transformarlo de sólido a líquido.

- Resistencia a la corrosión: esta se puede originar en los metales por medio de reacciones químicas con los agentes corrosivos; por medio de reacciones

electroquímicas producidas por corrientes electrolíticas generadas en los elementos “galvánicos” formados en la superficie con distinta potencia. Las corrientes electrolíticas se producen con el desplazamiento de iones metálicos. Por otro lado, la corrosión electrolítica se puede producir por medio de la heterogeneidad de la estructura cristalina, o por medio de tensiones internas producidas por deformación en frío o tratamientos térmicos mal dados.

Para proteger los metales de la corrosión se puede realizar una adición de elementos especiales que favorecen la resistencia a la corrosión; revestimientos metálicos de resistentes a la corrosión y revestimientos con láminas de resinas sintéticas o polímeros (Vázquez, S., et al.. 2006).

2.1.4.3.2 Propiedades mecánicas de los metales

Las Propiedades mecánicas de los metales están en que son electropositivos (tienden a perder electrones) y que conducen fácilmente el calor y la electricidad. En estado sólido los metales tienen estructura cristalina que es cuando los átomos están situados en los nudos de una red regular y definida. Los metales son isotrópicos (tienen iguales propiedades en todas las direcciones). Los defectos de la red, que provocan una disminución de la resistencia son (Saucedo, E. 2014):

- Vacancia: falta de átomos dentro de su distribución normal.

- Dislocaciones: se produce la falta o discontinuidad en la línea de átomos (alteraciones en el paralelismo de la estructura).

- Átomos intersticiales: aparecen átomos de elementos de aleaciones con distinta estructura interna.

Cualidades que tienen:

- Elasticidad: las deformaciones desaparecen cuando se anula el esfuerzo que las provoca.

- Plasticidad: permite que el material tenga deformación permanente sin llegar a la rotura.

- Tenacidad: energía requerida para producir la rotura.

- Resiliencia: energía absorbida por el material en un régimen elástico.

- Ductilidad: propiedad que permite que el material se deforme antes de llegar a la rotura.

- Fragilidad: opuesta a la ductilidad, el material se rompe con deformación nula o despreciable.

- Maleabilidad: propiedad que permite, por procesos mecánicos, formar láminas delgadas sin fracturas.

- Tensión: relación entre fuerza y superficie.

- Solidificación de metales: Si el metal está fundido y se enfría lentamente, este enfriamiento es continuo y uniforme, hasta el momento donde la temperatura se estabiliza y entonces comienza la solidificación, cuando ésta termina continúa con la misma uniformidad, el período de enfriamiento, hasta la temperatura ambiente.

- Soluciones sólidas: Son sustancias de iones que forman una única red cristalina, de forma que los iones del soluto se encuentran ocupando posiciones al azar en la celda del solvente. La diferencia de tamaño entre los iones del soluto y los del metal base provoca un endurecimiento de la aleación.

- Disolución (en maleables): las moléculas de los diferentes componentes se mezclan en la masa (no cambian de naturaleza).

- Combinación (en frágiles): formación de nuevas moléculas, diferentes de las de los componentes.

2.1.4.3.3 Propiedades tecnológicas de los metales:

Son las que determinan la capacidad de un metal a ser conformado en piezas o partes útiles o aprovechables como (Saucedo, E. 2014):

- La ductilidad: que es la capacidad del metal para dejarse deformar o trabajar en frío, que aumenta con la tenacidad y disminuye al aumentar la dureza. Los metales más dúctiles que se encuentran son el oro, la plata, el cobre, el hierro, el plomo y el aluminio.

- La fusibilidad: es la propiedad que permite obtener piezas de metal fundidas.

- La colabilidad: que es la capacidad de un metal fundido para producir piezas fundidas completas y sin defectos. Para que un metal sea “colable” debe poseer una gran fluidez para poder llenar el molde por completo. Los metales más fusibles y colables son la fundición de hierro, de bronce, de latón y de aleaciones ligeras.

- La soldabilidad: que es la aptitud de un metal para soldarse con otro idéntico bajo presión ejercida sobre ambos en caliente.