APUNTE METALES TEXTO

8/18/2019 APUNTE METALES TEXTO

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MATERIALES METÁLICOS

Objeto de la metalurgia

La metalurgia tiene por objeto la extracciónde los minerales por una serie de medios y

procedimientos, para lograr su transfor-mación en productos útiles para laaplicación industrial.Antiguamente se podía considerar lametalurgia como un arte, del cual setrasmitían de generación en generación losconocimientos empíricos y procedimientosconsiderados secretos para la obtención delcobre, del hierro y en especial del acero,atribuyéndose a fórmulas secretas laobtención de un buen producto. Lacapacidad personal del operario era unfactor decisivo.No hace mucho que la metalurgia se basaen amplios conceptos científicos cada vezmás desarrollados y eficaces. Se ha demos-trado que los procedimientos de extracciónpueden ser muy variados, perológicamente el dato importante que ha deacompañar a la calidad es el costo deextracción, siendo entonces solamente losmétodos que aseguran un mayor beneficiodentro del menor costo, los que la industriaaplica como más convenientes.

Minerales

Muy raramente se encuentran los metalesen estado de pureza como para serempleados industrialmente, pero confrecuencia se los halla en la minacombinados con otros cuerpos decomposición muy variada y de éstos, lo máscomunes son: los óxidos, sulfuros,carbonates, silicatos, sulfates y losfosfatos.Para obtener los metales debe efectuarseuna serie de operaciones que consisten enextraer cuerpos extraños perjudiciales,llamados ganga, y graduar los que pueden

contribuir a determinada propiedadparticular. Para ello se los somete a latrituración, lavado, calcinación, fusión yafinación.

Trituración

Consiste en fragmentar el mineral en trozosde diversos tamaños, por medio demachacadoras mecánicas a mandíbula,molinos, etc.

Lavado

Tiene por objeto la separación de losminerales por medio del agua enmovimiento, con lo cual y de acuerdo consus densidades, se depositan en el fondoo son arrastrados por las aguas. Esteproceso es ayudado con mesas y cajas

con cernidores de gran tamaño.

CalcinaciónSe emplea para eliminar a baja temperaturalos productos volátiles que no pueden serseparados con la trituración ni el lavado,para aumentar la porosidad y desecarlos.Este proceso es útil cuando los mineralesdeben ser transportados a los hornos agrandes distancias, pues disminuye losgastos de transporte. Con el empleo de losgrandes hornos, esta operación no esnecesaria, ya que se verifica en su partesuperior.

FusiónConsiste en llevar el mineral a latemperatura de fusión, para que licuadopermita extraer los cuerpos que aún no sehubiera podido separar; éstos por sumenor densidad sobrenadan el metalfundido y por medios adecuados se losextrae.

Para ayudar a la fusión se empleanelementos auxiliares llamados fundentes,que al combinarse con la materia terrosaforman una escoria fluida a la temperaturade funcionamiento del horno y que puedeasí ser separada del metal fundido. Lanaturaleza del fundente depende de laganga (material terroso que acompaña almineral en la mena), si es ácida (silícea oaluminosa) se emplea el carbonato decalcio o fosfato de calcio; en cambio, sies básica, se le agrega arcilla, pizarraarcillosa o arenisca. El fundente debe seragregado al mineral antes de serintroducido en los hornos.

Afinación

Después de la fusión, hay ciertos metalescomo el cobre y el plomo, de los cualesaún no ha sido posible extraer toda laganga. Se procede a fundirlos repetidasveces o a comprimirlos, procesodenominado de afinación.La tabla que damos a continuación,compuesta por Street y Alexander, muestraen forma clara el metal obtenido de lamena, el mineral que complementa laganga, el nombre químico y la fórmula delmetal.

Para la separación de la ganga del metaltambién se ha empleado el método de laflotación, que consiste en introducir el mine-ral en recipientes de agua con un reactivoquímico espumante. El mineral flota en laespuma y la ganga terrosa se moja y se


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sumerge, extrayéndose entonces de laparte superficial las partículas metalíferas.Este procedimiento es interesante porcuanto permite extraer metales de lasmenas en las que éste es escaso.

Propiedades

Los metales empleados en la construcciónposeen determinadas características ypropiedades, a saber:

Olor. Despiden un olor característico, nomuy fuerte y que desaparece con elpulido, o simplemente limpiando susuperficie, pero que reaparece en cuantose humedece.

Color. Es también característico en losmetales; no es de gran importancia, amenos que sea para usos ornamentales.

Por el color pueden clasificarse enblancos: como plata, platino, aluminio, es-taño, níquel; blancos azulejos: comoplomo, zinc, estaño; grises como acero yfundición; amarillos: como el oro yaleaciones, cobre, etcétera.

Sabor. En determinadas condiciones detemperatura suelen dar al agua un sabormetálico característico.

Estructura cristalina. Observandodirectamente la fractura de los metales,se ve unos granos cristalinos que se

clasifican en finos y gruesos. Laobservación al microscopio de esosgranos cristalinos y la micro-fotografía,bastante recientes, proporcionan a laciencia los adelantos necesarios yaprovechables en la metalurgia y muy enespecial en la siderurgia del hierro.

Densidad. La densidad es variable enlos metales; depende del estado sólido olíquido y del procedimiento con quefueron tratados. El metal al estado líquidoes menos denso que al sólido, debido alaumento de volumen que experimenta

con el calor. Así, si en estado sólido se loestira, disminuye su densidad, queaumenta si se lo somete a lacompresión.La clasificación general de los metalespor su densidad es: ligeros, aquellos

cuya densidad es menor de 5, y pesados,los que la exceden. De los metalesempleados en construcción, solamente elaluminio entra en la categoría de loslivianos.

Conductibilidad

La conductibilidad eléctrica de losmetales es máxima en el estado depureza, disminuyendo a medida quecontienen otros elementos, como porejemplo el fósforo y el aluminio en elcobre. Asimismo aumenta con latemperatura.

Dilatación

Los metales son materiales que tienen unaamplia dilatación, en parte debido a su

conductibilidad. Las dilataciones sonperceptibles a veces aún con los cambiosde temperatura ambiente. Se midenlinealmente y se fija la unidad delongitud para la variación de 1° C. detemperatura.

Maleabilidad

Es la propiedad de los metales de poderser modificados en su forma y aun serreducidos a láminas de poco espesor a latemperatura ambiente, por presióncontinua, martillado o estirado.

Produciendo las modificaciones en elmetal, se llega a un momento en que ellímite de elasticidad es excedido,tornándose el metal duro y quebradizo; esdecir, sufre deformaciones cristalinas quelo hacen frágil. La maleabilidad puede serrecuperada mediante el recocido, queconsiste en calentar el metal a una altatemperatura luego de laminado oestirado, y dejarlo enfriar lentamente. Lamaleabilidad se aprecia por la sutilezadel laminado. Tomando el oro como

base, se suele hacer la siguienteclasificación:

1 Oro 6 Platino2 Plata 7 Plomo3 Cobre 8 Zinc4 Aluminio 9 Hierro5 Estaño 10 Níquel

Ductilidad

Es la propiedad de poder ser hiladosmediante la tracción. Esta propiedaddisminuye con el aumento de tempe-

ratura, por lo que el hilado se hace frío,y en consecuencia se vuelve duro yfrágil, teniendo que ser recocido.

La ductilidad se aprecia por la disminuciónde la sección con relación a la inicial. El


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coeficiente varía entre 0 y 1, resultandode la relación S – S`, donde S es la

Ssección primitiva y S' la de rotura.

Suelen ser clasificados por suductilidad en:

1 Oro 6 Níquel2 Plata 7 Cobre3 Platino 8 Zinc4 Aluminio 9 Estaño5 Hierro 10 Plomo

Tenacidad

Es la resistencia que oponen los metalesa la separación de las moléculas que losintegran, al ser sometidos a esfuerzos detracción y a los ensayos de elasticidad y

alargamiento, expresándose en cm².

La tenacidad aumenta con el temple,laminado, trefilado y añadiendo carbono,con lo que se obtiene el acero; otrosagregados la disminuyen, como porejemplo el azufre.

Fusibilidad

Es la propiedad de los metales depasar del estado sólido al líquido yviceversa, mediante cambios adecuadosde temperatura. El momento de

transición de un estado al otro sedenomina punto de fusión. Cuanto másbajo es el punto de fusión, tanto másmanuable es el metal. Este, al estadolíquido debe tener cierta fluidez parapoder penetrar en los huecos más finosde los moldes, interesando también lacontracción de volumen queexperimentan al pasar del estado líquidoal sólido.

Dureza

Es la resistencia que oponen los cuerposa dejarse penetrar por otro. La tenacidades otra propiedad que está íntimamenteligada con ésta, y sobre la cual se hahablado al tratar de las piedras. Losensayos para los metales se efectúan porlos métodos que veremos oportunamenteen detalle, y que son los de Brinell y deRockwell, basados en el principio deapretar el metal con una bolilla esféricaen el primero, y con un cono en elsegundo.

Elasticidad

Es la propiedad que tienen los metalesde recuperar su forma primitiva cuandocesa la carga que tendía a deformarlos.Un cuerpo solicitado por una carga enaumento progresivo, pero aplicada

alternadamente, sufre deformaciones yrecuperaciones de su estado -hastallegar a una determinada carga llamadacarga límite, a partir de la cual norecupera su forma, comenzando elperíodo de las deformacionespermanentes. El procedimiento de cargay descarga en forma alternadaaumenta la llamada carga límite.

Temple

El acero, en mayor proporción quecualquier otro metal, tiene la propiedadde aumentar su tenacidad y dureza cuan-do luego de calentado al rojo se loenfría repentinamente. En cambio, conel enfriamiento lento disminuye la durezay aumenta la maleabilidad.

Soldabilidad Es la propiedad de unirse dos metaleshasta constituir una sola unidad. Estaunión puede hacerse siempre y cuandolas superficies a soldar esténperfectamente limpias, pues los óxidosdificultan la soldadura, al interponerseambas superficies. El aluminio es difícilde soldar debido al constante recubri-miento de óxido, requiriendo operariosexpertos; en cambio el hierro, fácil delimpiarse, puede ser unido a bajatemperatura.

Estando las dos superficiesperfectamente limpias y calentadas alrojo las piezas, se las junta y algolpearlas con el martillo se produce unaunión firme. Este procedimiento sedenomina por martilleo. Ejemplo clásicode la fuerza de este tipo de unión son loseslabones de las cadenas utilizadas paralas anclas de los barcos y de las grúas.Hay ciertos metales, muy pocos, que seunen directamente por martilleo en frío;son: el plomo, la plata y el platino.

La soldadura blanca es otro sistemaempleado para la unión de los metales.En él se usan otros metales auxiliaresllamados metales de soldar, que enestado líquido cubren las superficies ca-lentadas formando una capa de varioscentésimos de milímetro de espesor, queal enfriarse une firmemente ambaspiezas.

Las soldaduras por este sistema sehacen mediante dos métodos. Lasllamadas blandas emplean el plomo y elestaño que funden a los 200° a 250°C.;en cuanto a las fuertes emplean el latóncon la proporción de 60 % de zinc y 40% de cobre, que funde a los 850°C.aproximadamente. Estas soldaduras sonmuy usadas en plomería y hojalatería.


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La soldadura autógena es la que se hacesin empleo de fundentes ni metalesauxiliares, uniendo directamente laspiezas por fusión. De este sistema existendos métodos; uno con el empleo delsoplete oxhídrico y el otro con el delsoplete oxiacetilenico.

El soplete oxhídrico emplea el hidrógeno yel oxígeno comprimidos a 150atmósferas, con los que se obtiene latemperatura de 2.400°C. En cuanto alsoplete oxiacetilenico, consiste en unamezcla de oxígeno y acetileno cuyallama tiene 3.000°C. Regulando el pasodel oxígeno y del acetileno, el sopletese ajusta al tipo de llama en lascondiciones requeridas por el metal que hade soldarse. Para el latón es convenienteque tenga mayor proporción de oxígeno,

en cambio para el hierro conviene unamayor proporción de acetileno.

En todos los casos, para mantenerlimpias las superficies a soldar, en elmomento se rocían con una capa depolvo de bórax, llamado polvo de soldar.

La soldadura a presión es un proceso porel cual los dos trozos a soldar son unidosmediante presión en caliente, sin la pre-sencia de ningún metal en forma líquida.Las superficies deben estarcompletamente limpias y pulidas,quedando sustancialmente excluido el aire.La temperatura es el principal factor; debeser aparentemente de 1.050°C. comomínimo para el acero y 1.200°C. comomáximo, bien por debajo del punto de fusiónde los constituyentes más fusibles delmetal. Este procedimiento permite efectuarlas soldaduras en el término de 1½minutos, obteniendo la unión fuerte y dúctilcomo el metal base.

La soldadura por arco eléctrico se aplica

muchísimo para estructuras navales y envagones ferroviarios. Es necesario que eloperario sea experto en la materia, pues sise demora en una puntada, la elevadatemperatura abre un agujero en el metal,y si trabaja demasiado rápido no alcanza aproducir una buena soldadura.

El procedimiento se basa en producir elcalor mediante la formación de un arcoeléctrico entre la pieza y la varilla metálica(electrodo), que es de la mismacomposición que el metal a soldarse.

Soldadura aluminotérmica

Para soldar grandes masas de fundición ode aceros aleados, es muy recomendableeste proceso. Está basado en la

propiedad del aluminio de descomponer aalta temperatura los óxidos de hierrotomando el oxígeno para oxidarse, ydejando el hierro en libertad.

La reacción se produce con grandesprendimiento de calor que no sólofunde el hierro que queda libre, sino quetambién calienta las partes a soldar.Mediante un dosaje adecuado se agreganpequeñas cantidades de níquel, cromo uotros metales cuando se trata de soldaraceros aleados.

Para efectuar la soldadura, como seilustra en la figura 61, se rodea el lugar asoldar con una caja de materialrefractario, se llena la misma con lamezcla de óxido de hierro y aluminio enpolvo con adicción de níquel, cromo u

otro metal si fuese necesario ; por unaabertura de la tapa se coloca una mechade magnesio para iniciar la reacción.Encendida la mecha de magnesio, éstaal quemarse lo hace a muy altatemperatura, suministrando el calornecesario para que se produzca lareacción, que es extremadamente rápida,hay gran desprendimiento de calor quecalienta las piezas a soldar al rojo blancoy simultáneamente cae al fondo de lacaja, donde están las piezas a soldar, elmaterial de aporte fundido. La operaciónes rapidísima.

Fabricantes especializados vendenmezclas preparadas para soldarfundición, fundición maleable, aceros alcarbono, al cromo níquel, etc., como asítambién cajas y mechas para los usosmás frecuentes.

Aleaciones. Se basan en la propiedadparticular de unirse dos o más metales,formando mezclas homogéneas obtenidaspor fusión y recuperando el estadosólido por enfriamiento.

Algunas aleaciones se obtienen en frío yse denominan amalgamas , pormantenerse en estado plástico; éstas sonlas constituidas con mercurio.

Hierro

El hierro químicamente puro no puedeser utilizado en la industria ni en laconstrucción, pero sí las aleacionesdel hierro con los otros elementos que loacompañan como impurezas, y entre las

cuales el carbono es el quedesempeña el papel más importante. Ya antiguamente se usaba el hierro; secomenzó con el contenido de losmeteoritos, de donde resultaba fácil suextracción. Calentaban el mineral de


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hierro en un hogar con carbón de leña,quedando un hierro esponjoso que sepodía martillar y darle forma; se usabapara fabricar armas y herramientas.Posteriormente se descubrió quesoplando el fuego ardía más vivamentey con mayor calor, con lo cual seobtenía el hierro más rápido. Así, pues,agregaron los fuelles, constituyendo losverdaderos hornos primitivos.

El adelanto de las ciencias permitióconstruir estos hornos de mayoresdimensiones, y con ellos se llegó a licuarel hierro, pero lo que no se alcanzó acomprender sino mucho tiempodespués fue por qué el hierro fundidoresultaba frágil o quebradizo, y en cam-bio el batido, de menor temperatura, setrabajaba con el martillo.

La diferencia fundamental entre laspropiedades del hierro fundido y elbatido, estriba en la combinación delcarbono. Se opera una transformaciónquímica que libera el hierro del oxígeno,en efecto: Oxido de hierro + carbono =Hierro + óxido de carbono.

Los hierros son metales maleables,dúctiles, cuyos fragmentos pueden sersoldados directamente. Se trabajanfácilmente y no experimentan

modificación alguna cuando se los enfríabruscamente; no se templan. Contienende 1 a 3 por mil de carbono y se dividenen: hierro dulce cuando tienen de 0,5 a1 ½ por mil de carbono y hierro durocuando contienen de 1½ a 3 por mil. Elpunto de fusión varía entre los 1.500°Cy 1.600°C.

Obtención del hierro.

Los minerales de hierro pueden redu-cirse al estado de óxidos y luego al dehierro más o menos puro, requiriéndose

para ello la acción del fuego. Elprocedimiento más antiguo data defines del siglo XVI a principios del XIX,denominándose de bajo hogar o forjascatalanas, en el cual el hierro se apilamezclado con el carbón de leña en lafragua (Fig. 62). Se da fuego y seinyecta el aire por una tobera; elmetal resultante OH esponjoso, y debedársele la compacidad mediante golpesde martillo.

Las reacciones que se producen enestos hogares son las siguientes: El

carbón al arder frente a las toberasforma el anhídrido carbónico (C + O² =CO²), el cual es reducido por el mismocarbón a óxido de carbono (CO² + C =2CO), que al encontrarse con el óxido dehierro calentado, se apodera del oxígeno

dejando libre el metal. Esteprocedimiento es largo y costoso. Con45 kg. de mineral y 50 kg. de carbón,solamente se obtienen 15 kg. de hierro.La escasa temperatura alcanzada, nollega a provocar la formación de carburosde hierro, obteniéndose una masaesponjosa llamada lupa.

Para eliminar las impurezas del metal y ala vez compactarlo, se lo golpeafuertemente, resultando el llamado hierrosoldado. El desperdicio de material esenorme, las piezas obtenidas son pe-queñas y la producción limitada.

Altos hornos

Reciben este nombre debido a su altura,la cual está supeditada al combustible

empleado. Si se quema carbón de piedra,la altura máxima es de 30m., con undiámetro de 8,50m. en su parte másancha. La capacidad en general esvariable: entre los 500 y 700m³. Si elcombustible es el carbón de leña, la alturavaría alrededor de los 15 a 20 m., conuna capacidad de más o menos 100m3.El tamaño y volumen son menores paraevitar los aplastamientos que podríanproducirse debido a la escasa resistenciaa la presión de este combustible.Interiormente están revestidos de ladrillosrefractarios con un espesor de 60 cm. a

1m., y recubiertos exteriormente poruna chapa de hierro de 13 mm. deespesor.

Funcionamiento

Por el tragante (Fig. 63, t), se introducen encapas alternadas el combustible y elmineral en proporción predeterminada, yademás un fundente para que almezclarse con la ganga facilite la fusión ysepare a ambas. En la tragante hay dostapas en forma de conos. El material pasael primero y se estaciona en c. Se cierra el

primer cono y se abre el segundo,cayendo el material en la cuba, sinpérdida de calor. En la parte superior deésta, d, y en contacto con los gases ycalor de la combustión, se seca ydeshidrata; al llegar a la parte inferior e,a 1.050°C. en contacto con el carbonoen exceso, se reduce dando óxido decarbono (C02 +C = 2CO), y quedan laspartículas del metal mezcladas con laganga, mientras la piedra caliza se cuece,desprendiendo el ácido carbónico y quedala cal viva.

En el atalaje f alcanza la temperatura de1.200°C, activándose la combinación dela cal con la ganga, y formando silicatos;deja el hierro libre, que se combina conel carbono.


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Al llegar frente a las toberas b, donde latemperatura se eleva hasta los 1.200°C.,el hierro y los silicatos se fundenadquiriendo fluidez; caen luego al crisol g,donde por diferencia de densidades sesepara la escoria al quedar flotando enla superficie.

Por la bigotera superior i se efectúa lasangría de la escoria, que consiste enhacer salir dicha escoria que sobrenadaen el metal y que está compuesta casipor completo de silicato doble de alúminay cal; se la lleva al secadero y se recogeen vagonetas. En cuanto al metal, seextrae por la piquera, inferior h,extendiéndose en moldes para formar lostrozos cortos llamados lingotes.

El proceso se ha llevado a cabo con lainyección de aire por las toberas. El aireaviva la combustión, y se apodera decasi todo el carbono y oxígeno delmineral, del combustible y del fundente, ysale a unos 500°C., por a, constituyendoaún gases utilizables para ser inyectadosnuevamente en el horno, con lo que seobtiene una gran economía decombustible. Para ello estos gases sehacen pasar por un recuperador decalor (estufa de Cowper), que envía elaire a las toberas a una temperatura de700°C. y con una presión de 1 a 2

atmósferas.

Estos hornos son de funcionamientocontinuo, interrumpiendo su trabajoúnicamente para la reparación de surevestimiento refractario.

Afinado: Consiste en reducir el excesode carbono contenido en los lingotes defundición blanca. El procedimiento para laobtención del hierro por afinado sedenomina pudelado.

Pudelado: Este procedimiento fue

inventado por el inglés H. Cort, y sebasa en la oxidación del carbono, sílice,manganeso y azufre de la fundición,separándose en forma de gas oescoria.

El horno de pudelado no es sino un hornoa reverbero. Consta de las siguientespartes: el hogar F (Fig. 64) con la grillaG y el cenicero C, y el puente A quesepara el horno H del hogar. En el hornohay una superficie cóncava S, revestidainteriormente con escorias fundidas y ricasen óxido de hierro, refrigerada por una

corriente de agua que circula por losespacios V. El metal es introducido en Spor la puerta P, y los gases salen por larampa R hacia la chimenea.

Las llamas del hogar, atravesando el

puente A lamen el metal depositado en Sfundiéndolo. Luego un operario con unhierro especial remueve el baño en el cualse oxida primero la sílice, manganeso yfósforo, formando los silicatos y fosfatos.

Se extrae esta escoria a la vez quecomienza la oxidación del carbono. Amedida que se decarbona va perdiendofluidez, el baño hierve y comienza aquemar la superficie con llamaradas,desprendiendo gas carbónico. Poco a pocose va formando el hierro en forma degranos que se sueldan; se suspende elremovido y se obtiene una masa esponjosadel metal. Se extrae esta masa en formade lupas de unos 50 kg., que son llevadasal martinete para eliminar la escoria quetodavía contiene, y luego se lamina enbarras de 10 x 10 cm. de sección.

El producto se prueba colocando una barrao una planchuela en voladizo (Fig. 65), ala que se practica una pequeña muescaa, y se golpea en P. Si es hierro dulce sedobla y la fractura es fibrosa; si es hierroduro se quiebra, presentando una fracturagranulosa. Con el pudelado puedeobtenerse hierro o acero, según se des-carbone más o menos. La operacióndemora, término medio, una hora. Tambiénpuede efectuarse el pudelado partiendo defundición gris, aunque ésta es más larga

y costosa por ser de oxidación más lentay forma una mayor cantidad de escorias.Su período de ebullición es másmarcado. Cada horno rinde 5.000 kg. enlas 24 horas.

Aceros

Son metales maleables, dúctiles ysoldables, muy duros. Calentándolos yenfriándolos rápidamente, se templan,haciéndose más duros, más elásticos yresistentes, pero más frágiles. Contienen

del 3 a 5 por mil de carbono; el punto defusión oscila alrededor de los 1.400°C.aumentando la proporción de carbono enel contenido.

Cuando contiene de 15 a 25 por mil decarbono, se lo llama acero salvaje, que noes utilizable por su excesiva dureza. Losprocedimientos de obtención son variados.Puede obtenerse al estado pastoso por elafinado de la fundición, como el hierro; esel acero pudelado y el forjado. Puede serobtenido al estado líquido, como el aceroBessemer, acero Thomas y el acero MartínSiemens, nombres que adquieren según elproceso que se ha seguido y que veremosa continuación detalladamente. Tambiénpuede obtenerse por cementación, o seapor carburación del hierro. Los


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procedimientos más importantes son losque elaboran el acero fundido. Comocomienzan con la fundición, resulta un pro-ducto descarburado, motivo por el cual alfinal debe hacerse el carburadoproporcional desoxidando el baño.

Procedimiento Bessemer

Enrique Bessemer, basándose enobservaciones efectuadas durante lafundición, dedujo que si se expone encontacto con el aire la masa fundente,ésta se transformaría en hierro maleable.El convertidor (Fíg. 66), tiene la formaperaltada, con revestimiento interior deladrillos refractarios ácidos (silíceos), conmovimiento alrededor de un eje horizontalque le permite inclinarse al recibir y alvolcar la masa líquida; en su fondo tieneuna serie de canales para la entrada delaire comprimido, y la fuerza del mismoimpide que se tapen.

Se carga primero el carbón de cokeencendido, se sopla para que aumente latemperatura al rojo blanco, y se lo extraecon el convertidor en posición horizontal.Se introduce la fundición, y se enderezaa medida que se inyecta aire por lastoberas inferiores. El proceso consta detres períodos: De las chispas. Se producela combustión del manganeso y sílice,

eliminándose con gran desprendimientode chispas; dura 5 a 10 minutos. De lasllamas. Comienza a quemarse el carbonocon llama blanca y larga, debido al óxidode carbono, terminando a los 15 minutoscon una humareda amarilla por el óxidode hierro. De los humos. Se acorta lallama y aparecen solamente humos rojosy espesos que arrastran aún óxido dehierro y de manganeso; tiene unaduración de 2 minutos, con lo cual ha ter-minado el afinado.

Volteando el convertidor se extrae lamasa líquida, a la cual se le agrega lafundición Reactiva, un ferromanganeso.Este procedimiento se aplica para loshierros que no contengan fundicionesfosforosas, debido al revestimiento interiorácido.

Método Thomas.

Para evitar el inconveniente del convertidorBessemer, en el cual el fósforo permaneceunido al hierro haciéndolo agrio en frío,Thomas ideó su convertidor basado en elde Bessemer, sustituyendo el revestimientointerior ácido por uno básico formado pordolomita (carbonato de cal y magnesio).

Con este procedimiento el fósforo es

eliminado con las escorias, bajo la forma defosfato de cal. La cal necesaria puedesuministrarla el revestimiento, y se agregaal baño líquido como reactivo

Procedimiento Martín Siemens.

Consiste en fundir el acero por fusión delarrabio (hierro bruto en lingotes), condesperdicio de hierro dulce, disminuyendoasí la cantidad de carbono a eliminar. Elhorno es el llamado a reverbero, en elcual la cubeta se reviste de ladrillos ácidoso básicos, según la naturaleza del lingote atratar; en su fondo tiene una aberturapara la sangría o colada.

En estos hornos la temperatura eselevada en forma económica, puesconstan de cuatro cámaras (Fig. 67) quetienen un enrejado de ladrillos

refractarios. A medida que las doscámaras de la izquierda, por ejemplo,se caldean con los gases de salida, elcombustible gaseoso y el aire penetran através de las cámaras de la derecha yacaldeadas; de esta manera se alcanzantemperaturas muy elevadas.

Aceros de cementación. Es éste elprocedimiento más antiguo para laobtención de los aceros. Consiste endesoxidar varillas o planchuelas delgadasde hierro dulce, que se colocan dentro decajas sobre capas de carbón de leña,alternando las capas con el material. Secierran herméticamente y se las dejadurante 15 días en hornos decementación a 1.200°C. El hierroabsorbe el carbono, el cual penetra ensu masa de la periferia hacia el centro.

El producto resultante no es uniforme,debiendo ser clasificado. En general selo clasifica en cuatro tipos de aceros:aceros muy duros, duros, blandos, y losinsuficientemente cementados. Lasvarillas de una misma clase se cortan en

trozos de 40 cm. y se atan en paquetesque se calientan al rojo. Luego se forjany laminan, operaciones con las cuales seobtiene una mayor homogeneidad en elmetal. Aceros al crisol. El procedimientocon crisoles consiste en eliminar lasimpurezas que aún contienen los hierrosobtenidos por forja. También se empleaeste sistema cuando se desea obteneracero fundido en lugar de forjar lasvarillas obtenidas por cementación; éstasson sometidas a la fusión en los crisoles.

La fusión se aplica a los hierros en

general, cualquiera que sea su origenefectuando mezclas convenientes dehierros y aceros. El resultado está enrelación directa a los materialesempleados. Los crisoles están formadospor grafito con 20 % de arcilla. De una


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altura variable entre 30 y 50cm. con 20 a30cm. de diámetro, y capacidad deunos 30 a 40kg. de metal. Se calientanen hornos de reverbero, durando laoperación seis horas; se espuman lasescamas y luego se vierte el metalfundido en los moldes con los que seobtienen los lingotes. Aceros al hornoeléctrico. Se basa en la aplicación de laelectricidad para obtener las altastemperaturas, que alcanzan a los1.800°C., por medio del arco voltaicoentre dos electrodos introducidos por labóveda del horno (Fig. 68).

El revestimiento del horno es básico; nose lo carga con arrabio (hierro bruto enlingotes), sino con chatarra (metal dedesperdicio) y otras clases de aceros,obteniendo otros de excelente calidad,

tenaces, resistentes, forjables, de fácilsoldabilidad e inoxidables. También seemplean estos hornos para la reducciónde los minerales, refusión, aleaciones condiversos elementos (cromo, níquel,tungsteno, titanio).

Fundiciones

Son metales poco maleables o dúctiles,pero más fusibles que el hierro. Su puntode fusión varía entre los 1.100° y 1.300°C Provienen de los altos hornos, comoprimera etapa de la producción dehierros y aceros. Por el color de lafractura se clasifica el arrabio (hierrobruto en lingote), en fundición blanca yfundición gris.

La fundición blanca contiene de 2,5 a 3 %de carbono, fundí entre los 1.100°C y1.200°C., es menos fluida que la gris, secontrae algo al solidificarse y el carbonose presenta en forma di carburo dehierro (cementita). Es muy dura, carecede maleabilidad, es frágil y de estructurafibrosa de grano chico; la superficie de

fractura es de color blanco. Se utilizapara la fabricación de hierros y acerospor afinado, método Bessemer, Thomas oMártin Siemens.

La fundición gris contiene de 3 a 4,5 %de carbono, funde entre los 1.200°C y1.300°C., es muy fluida y tiene lapropiedad de llenar bien los moldes pordilatación al solidificarse; la superficie desu fractura es de color gris. Secaracteriza porque una partir delcarbono se separa en forma de grafitoal solidificarse. Se utiliza para lafabricación de objetos de fundición, esmenos frágil que la blanca y fácilmentetrabajable.

Obtenidos los lingotes de fundición como

productos directos de los altos hornos,pueden ser sometidos a una segundafusión en hornos especiales llamados decubilotes; son cilindricos, semejantes a losaltos hornos pero de 3 a 15 ni. de alto yhasta 2 m. de diámetro. El combustibledebe estar exento, en lo posible, de azufre.

Los moldes compuestos de polvo de carbóny arcilla especial, son recubiertos de grafito(plombagina) emulsionado con agua;debe ser pinchado a fin de permitir elescape de vapores y gases durante lacolada, en la que el hierro desprendechispas. El producto obtenido se denominahierro colado.

Clasificación de los metales ferrosos

Los productos siderúrgicos son clasificados

de acuerdo al proceso efectuado en losmetales ferrosos. Estos son ordenados deacuerdo con la cantidad de carbonocontenido en su masa,

como puede apreciarse en el siguientecuadro:

La designación de los productossiderúrgicos principales se da en elsiguiente cuadro.

Elaboración

Los hierros empleados en construcción seobtienen por los procedimientos delaminación, forja y moldeo. Predomina eluso de los hierros laminados, como perfilespara vigas, viguetas, correas, columnas,cabreadas, y como parte integrante delhormigón armado, en el cual se emplea enbarras de sección redonda. Se aplicatambién y con muy variadas formas, ensinnúmero de casos (chapas lisas yonduladas, carpintería metálica, etc.).

Laminado , Consiste en el estirado ycompresión del hierro por medio de doscilindros que giran en sentido contrario y aigual velocidad, procedimiento que tambiénpermite aumentar la compacidad del metal.

La máquina que trabaja con dos rodilloses llamada dúo. En ella (Fig. 69) cuando hapasado el metal, se lo debe hacer pasar

nuevamente entre los dos rodillos pararepasarlo hasta conseguir el espesorconveniente, lo cual es largo yengorroso. Se trató de simplificarlohaciendo que los rodillos puedan invertir elsentido de la marcha, con lo cual se mejoró


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algo. La solución fue dada al colocar untercer rodillo, trabajando a trío (Fig. 69, b),con lo cual el metal pasa entre los dosprimeros y se repasa entre el segundo ytercero sin interrumpir la marcha.

El proceso de laminación requiere unaserie de pasadas del metal por laslaminadoras, tantas veces cuanto máscomplicados sean los perfiles. Deacuerdo a dichos perfiles hay rodillos consu eje horizontal y otros vertical. Cuandose disponen escalonados y graduados loscalibres, se compone lo que se llama un trende laminado.

El hierro, como es de suponer, se laminacalentando al rojo; de esta manera vatomando las formas que le transmiten losrodillos, tratando de hacerlo antes de

que se enfríe, en cuyo case debe sernuevamente calentado.

Los cilindros afectan la forma que debetener el hierro laminado. Así, por ejemplo,si se trata de una chapa ondulada, los cilindros laminadores tienen la forma yradio de la onda a fabricar; si es lisa,también lo son los cilindros.

Para fabricar los alambres se empleanlos rodillos de contacto, los cuales dejansolamente las ranuras cada vez

menores por donde pasa el hierro al rojoblanco; el diámetro mínimo que seobtiene es de 5 mm., y para obtenerlos de diámetro menor se parte deéstos, haciéndolos pasar por orificiostronco cónico cada vez más chicos y sevan enrollando en carretes.

Forja

Consiste en dar forma por presión ogolpes con e martillo, martinetes,máquinas especiales o bien simplementecon prensas. Los lingotes se calientan yse los somete a la acción di martinetes,los cuales elevando martillos por mediode vapor o aire comprimido, los dejancaer desde cierta altura, que depende,así como el peso del martillo, del trabajoa ejecutar. El forjado transmite al hierrouna estructura compacta y fibrosa.

Fundición o moldeo

Consiste en verter los metales al estadolíquido en moldes, donde se enfrían ysolidifican, conservando inalterablemente

las formas que les dan dichos moldes.Los moldes son hechos con arenasrefractarias húmedas, empleandomodelos de madera con la forma quedebe tener la pieza a reproducir.Retirado el modelo se vierte el metal, el

cual llenar el espacio vacío que viene aformar el negativo de la forma luego secubre con arena para evitar que seenfríe rápidamente lo que podría rajarlo.Una vez frío, solidificado, se retira, quedando solamente una caraperfectamente lisa: la superior; la otrasquedan rugosas, debido a los granos dearena. El uso de la fundición es menorhoy día que de forja y laminado, pese alauge que tuvo en el pasado. Se usaexclusivamente para la fabricación decaños cloacales, rejillas, balcones ycolumnas de alumbrado.

Los caños de fundición pueden moldearsehorizontal o verticalmente; en esta últimaforma resultan mejores, porque el pesopropio de la masa los hace máscompactos, evitándose así la sopladuras,

y resulta más fácil el manejo de losmoldes. Los caños se fabrican con susextremos dispuestos para la conexión enforma de enchufe (Fig. 70a) o cordón;los codos con curvas a 45º y a 90° contapa de inspección (Fig. 70 b y c), codoscon apoyo (Fig. 70 d) y tapa de inspecciónpara bajadas verticales de aguas losramales a 45° (Fig. 70 e) con tapa deinspección, todos en hierro fundido ocolado, y a veces centrifugado. Lascolumnas de alumbrado se fabrican deuna sola pieza cuando son chicas; lasgrandes, en tres partes: base, fuste ycapitel.

Hierro o acero para hormigón armado

Para absorber los esfuerzos de tracciónfundamentalmente, y en algunos casoslos de compresión, se colocan lasarmaduras en las estructuras dehormigón armado. El acero utilizado hade ser de tamaño adecuado yconformado de manera tal que satisfagala finalidad con que se lo coloca.

Asimismo debe presentar una gransuperficie de adherencia para lograr unreparto uniforme de las tensiones. Ellohace que se recurra a barras de pequeñodiámetro (pequeña sección). El empleode tales secciones hace que se recurraal trafilado para obtenerlas. Consiste elprocedimiento en hacer pasar unabarra de cierto diámetro porperforaciones tronco cónicaspracticadas en piezas de acero extraduro;estas perforaciones son de diámetroprogresivamente decreciente (Fig. 71).

Las pastillas de material extraduro recibenel nombre de trafilas, y la operacióntrafilado. Los aceros o hierros trafiladosque normalmente se expenden en elcomercio para ser utilizados en el


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hormigón armado van desde el diámetro5 mm. hasta 40 mm., siendo de mayorprecio en relación a su peso los dediámetro menor. Corrientemente se utilizanlos hierros redondos y ocasionalmente losde sección cuadrada. Para facilitar laadherencia se han difundido las barrascon superficies corrugadas, lo que seconsigue laminando las barras con estríaso resaltos.

Se utilizan tres calidades de acero: elextrasuave de construcción (hierro), elsuave y el de alta resistencia. Este último,debido al contenido de carbono elevado,es frágil y difícil de doblar. La carga deagotamiento es aproximadamente 3.800 a4.900 Kg/cm. para el primero; 4.900 a6.300 Kg/cm2, para el segundo, y más de5.600 Kg/cm2, para el último.

Mallas Sima

En la construcción de losas, tabiques,tanques, etc., donde es necesario colocararmaduras en forma de parrillas quetransmitan los esfuerzos en dos direccionescruzadas, se utilizan comúnmente lasdenominadas mallas Sima. Las mismasconsisten en varillas colocadas en sentidolongitudinal y transversal formandocuadrados (mallas Q) o rectángulos(mallas R), estando unidas las varillaslongitudinales con las transversales porsoldadura eléctrica en los puntos de cruce.

Se hallan normalizadas y se las designa,por ejemplo, Q 196 o R 377, lo quesignifica que la malla es cuadrada orectangular. La cifra que sigue a la letraequivale a cien veces la sección de lasbarras longitudinales por metro. En elprimer ejemplo la malla es cuadrada,constituida por hierros de 5 mm. dediámetro colocados cada 100 mm.,resultando una sección de 1,96 cm2 pormetro; en el segundo ejemplo se trata de

una armadura rectangular, construida conhierros de 6 mm. de diámetro espaciadoslongitudinalmente cada 150 mm. yhierros de diámetro 5 mm. espaciadoscada 250 mm. transversalmente.

Otra notación utilizada es la siguiente: 100 x100 x 5, que correspondería al primerejemplo, y 150 x 250 x 6 x 5, al segundo.Las mallas Sima livianas se fabrican conhierros que no superan el diámetro 6 mm.Las mallas Sima pesadas, en cambio, seconstruyen con barras de hasta 12 mm. dediámetro espaciadas con una separaciónmínima de 150 mm.

Las mallas Sima livianas se expendenen rollos, en tanto que las pesadas enpaneles.

Formas comerciales

Las diversas formas comercialesempleadas en construcción puedenclasificarse en cuatro grupos, a saber: 1º)Barras y perfiles; 2º) Chapas; 3º)

Roblones, pernos y clavos, y 4º) Alambresy cables.

1º) Barras y perfiles.

Los de este grupo están detallados ydispuestos con todos los detalles en tablasde resistencia, manuales especializados,etc. Debe tenerse en cuenta quecareciendo nuestro país de la industria delhierro, dependemos de los perfiles deimportación, de los cuales llegan solamentelos de numeración par. Estando la

numeración en relación directa con laaltura del perfil, es lógico que en loscálculos debe tenerse muy presente esto.

De estos perfiles nos llegan de dosclases: unos con las medidas enmilímetros, denominados perfil normal, yotros con las medidas en pulgadasinglesas.

Los perfiles laminados tienen particularinterés en la construcción por serdestinados a las estructuras resistentes.

Descriptos someramente, son: Hierro T,de aleta angosta (Fig. 72a), tiene la alturay ancho de ala iguales; de ala ancha (Fig.72b), cuando tiene el alma mitad del anchodel ala; Hierro doble T o viguetas (fig.73a), numeración del 8 hasta el 60, esdecir, hasta 60 cm. de altura; Grey (Fig.73b), de alas anchas, del 18 al 100; loshierros ángulos, que también se laminande dos clases: de alas iguales (Fig. 74a)y de alas desiguales (Fig, 74b); en esteúltimo caso la relación entre las alas es de1, 1 V2 ó 2. Los hierros especiales, que se

emplean mucho en construccionesnavales. Los hierros Zores, en zeta (Fig.75a), en cuarto de círculo (Fig. 75 b), losde forma especial (Fig. 75 c). Los hierroscarriles de Vignoli (Fig. 76 a) y carriles deFénix (Figura 76 b). Hierros en U (Fig. 77).Hierros de sección cuadrada, empleadospara rejas y barandas; exagonales;redondos, de uso especial en hormigónarmado; planos o planchuelas.

En este grupo también entran los hierros

laminados especiales para carpinteríametálica, de formas variadísimas, desti-nados a recibir el vidrio y efectuar uncierre hermético, para lo cual secombinan en la forma conocida, como dedoble contacto.


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2º) Grapas

Llamadas palastros, tienen un espesorde 5 a 25 mm.; también reciben elnombre de planchas. La numeración delas chapas es inversa; es decir, que a

medida que aumenta la numeracióndisminuye el espesor.

En el comercio se expenden en condicionesnaturales, denominadas chapas negras, orecubiertas con un baño de zinc, llamadohierro galvanizado; popularmente se lasconoce por chapas de zinc, pero no debeconfundírselas con las de ese metal. Laschapas onduladas de hierro galvanizadoestán muy difundidas en el país, parausos diversos; estas chapas tienen unlargo corriente de 2 metros con una ondade parábola. La chapa estriada oestampada es de acero dulce y en una desus caras tiene estrías en relieve formandorombos de 2 mm. de espesor y de 5 mm.de ancho; son usadas para escalones,pasarelas, tapas de cámaras, etcétera. Lachapa desplegada, comúnmente llamadametal desplegado, se fabrica haciendocortes al tresbolillo y estirando; se formanmallas romboidales de muchasaplicaciones, como cielorrasos armados,etc. Hojalatas son chapas negrasrecubiertas de estaño; sus espesoresvarían de 0,2 a 0,8 mm.

3º) Roblones, pernos y clavos.

Los roblones, llamados también remaches,están formados por un cuerpo cilíndrico yuna cabeza que afecta la forma de mediaesfera (Fig. 78a), de un casqueteesférico (Fig. 78 b), de gota de sebo (Fig. 78c) o de cabeza perdida (Fig. 78 d); en elotro extremo del cilindro se remacha lacabeza en caliente una vez colocado en lapieza. El diámetro del cilindro es variableentre 3,17 mm. (Vfc") y 24,5 mm. (1")

y el largo mínimo de 2,5 veces eldiámetro. Los pernos se conocen porbulones y tornillos, según si llevan o noranurada la cabeza para el destornillador

Los bulones están formados por un cilindrofileteado en casi toda su longitud y unacabeza fija, completados por una tuerca yuna arandela. Los bulones pueden tener lacabeza de forma cuadrada (Fig. 79 a) ytuerca cuadrada, cabeza hexagonal (Fig.79 b) y tuerca igual, cabeza redonda (Fig.79 c) y tuerca cuadrada o hexagonal.Cuando el cuerpo está fileteado, exceptouna pequeña zona en su parte media ycarece de cabeza, se denomina prisionero(Fig. 80). Los tornillos, de tamaño menorque los anteriores y cuerpo fileteado,tienen cabeza redonda (Fig. 81a), cabeza

perdida (Fig. 81 b) troncocónica, contuercas cuadradas o hexagonales, llevanranura en la cabeza para el destornillador.

Otro tipo de tornillo es el que se aplica enlas maderas (Fig. 82); tiene la cabeza

como las del anterior, el cuerpo a partir deella es cilíndrico y luego cónico fileteado,terminando en punta j-«os clavos constande un cuerpo cilíndrico liso, terminado enpunta en un extremo y una cabeza (Fig.83a), en casquete esférico (Fig. 83 b),cabeza perdida (Fig. 83 c ) ; los haytambién en forma de L, llamados escarpia(Fig. 83 d), de cabeza grande (Fig. 83 e),llamados también tachones, y lastachuelas (Fig. 83 f) de cabeza chata ycuerpo cónico o piramidal. El largo de losclavos comunes varía entre 25 mm. y305 mm.; se fabrican con alambre de

acero estirado en frío y sin recocer.

4º) Alambres y cables.

El proceso de fabricación de los alambresya fue explicado; faltaría establecer lasdiversas clases de alambres que provee laindustria: de de hierro común o de acero.Son de sección circular, negro, charolado,galvanizado, etc.

Los cables están formados por la reuniónde alambres de acero enrollados alrededorde un alma de cáñamo o de alambre dulce,formando cordones; varios de estoscordones reunidos por torsión indeformableconstituyen los cables. El enrollado de loscordones se efectúa de derecha aizquierda y éstos en conjunto, para formarel cable, de izquierda a derecha, para queno se enrollen. Los alambres seempalman por soldadura y laresistencia es casi la suma de losalambres que forman el cable.

Protección de los metales

El hierro es un metal que se oxidafácilmente por la acción de la humedad,formándose poco a poco una película deóxido hidratado que debilita el hierro. Enlas playas marítimas también es fácil laoxidación, debido al aire iodado y lasemanaciones salinas, que también loatacan oxidándolo.

Los metales se protegen de la oxidaciónrecubriéndolos con pinturas, galvanizado,emplomado, estañado, esmaltado y concementos.

Previo al tratamiento protector, el metaldebe ser perfectamente limpiado, a finde obtener una mejor adherencia. Paraello se los puede tratar con un chorro de


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arena fina a presión, cepillos de aceropasados a mano o a máquina, o conreactivos químicos, como el ácidofosfórico, que provee la industria bajo elnombre de líquidos desoxidantes; puedeprepararse en solución acuosa al 10 %.Los reactivos químicos tienen la ventajade efectuar una limpieza prolija hastadonde no siempre se puede llegar porlos otros medios, debido a la forma delas piezas.

Pinturas.

Una vez limpias las superficies, se lesaplica el fondo antióxido en una o dosmanos, según se requiera mayor omenor resistencia. Se empleanproductos preparados por la industria abase de cromato de zinc o minio dehierro (el minio de plomo está prohibidopor las reglamentaciones, por tóxico).

Sobre el fondo antióxido, se aplican lasmanos de acabado; si las piezas han dequedar a la vista se emplean pinturas alaceite o las lacas a la piroxilina(nitrocelulosa). Si las piezas deben serenterradas o quedaran fuera del alcancevisual, se pintan con pinturas y barnicesbituminosos.

Galvanizado

Es el procedimiento más generalizado;consiste en recubrir con una película dezinc, para lo cual y previamentelimpias, se sumergen las piezascaldeadas en un baño dezinc fundido que se cubre con unacapa de cloruro de amonio para queno arda; después de unos segundos seretira el hierro hasta el totalenfriamiento. Las chapas onduladas dehierro galvanizado o zincado, tancomunes, son un ejemplo de este

procedimiento.

El galvanizado o zincado se deterioracon el hollín de las chimeneas, el aguade mar y algunas veces con la accióncorrosiva de los productos sulfurosos delhierro, por lo que debe rechazarse todapieza que presente señales decorrosión.

Emplomado

No es un procedimiento muy

recomendable, pues el plomo adhierepoco con eí hierro: menos que el zinc yque el estaño.

Estañado

Es algo mejor que el plomo, pero notiene gran duración. El aspecto que daal hierro es más agradable que el delzinc o el plomo.

Esmaltado

Consiste en recubrir el hierro con unproducto vidriado. Una vez bien limpioy seco el metal, se recubre con unacapa constituida por feldespato, cuarzo,bórax y arcilla, que una vez seca seintroduce en el horno hasta la fusión.

Al enfriarse se aplica otra mano determinación por inmersión en un baño decuarzo, bórax, sosa y óxido de zinc,plomo, etc., según el color deseado,volviendo a calentar hasta la fusión.Ejemplos de este procedimiento son las

cacerolas para cocinar, artefactos debaño,. etcétera.

Cementado

El recubrimiento del hierro por una capade cemento, tiene la ventaja de nonecesitar una limpieza previa. El cementoPortland posee la propiedad de absorberlas pequeña» capas de óxido. Se hacomprobado en demoliciones efectuadasen la Capital Federal, que en hierros

involucrados dentro del hormigón nosolamente fue contenido el principio deoxidación sino que la pieza se retirórelativamente limpia de óxidos. Serecubre con lechadas de cemento. Es útilsiempre que el manipuleo sea poco,,pues se descascara y no resiste laacción de los aceites grasos.

Niquelado

Es otro procedimiento de protección delhierro, muy usado, especialmente porquemejora mucho su aspecto.

Ensayo de los metales ferrosos

El ensayo de los metales permite un usoracional al posibilitar que el proyectistapueda hacer la selección de ellos, deacuerdo con las propiedades mecánicas,físicas y químicas, previendo las formasy dimensiones necesarias para laseguridad estática y presentaciónestética de los mismos.

Ensayo a la tracción.

Los metales se ensayan a la tracciónpor estar sometidos a este esfuerzo endeterminados casos, como para losalambres, cadenas, etc. Se efectúasobre una probeta constituida por un


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trozo de acero dulce (Fig. 84), cuyasdimensiones fijan las normas IRAM,dando un largo total l de 410 milímetros,por una parte calibrada a de 140 a 240mm. de largo, con un diámetro de 20mm. y una sección b de 314 mm2. En laparte calibrada se hacen dos marcas,de manera que la distancia c entreellas sea exactamente de 100 a 200mm, marcas que se emplean para lamedición del alargamiento sufrido por elmetal.

Se coloca la probeta en la máquina y seaplica una fuerza continua y creciente; sien plena operación se suspende la carga,el acero vuelve a su longitud primitiva; esdecir, que se encuentra en el períodollamado de elasticidad en el cual las cargas

y los alargamientos son proporcionales.

En el gráfico de ensayo (Fig. 85)corresponde a la recta OE. Con lafuerza progresiva aplicada se llega aun punto en el cual el metal, al serdescargado, no vuelve a susdimensiones primitivas, siendo losalargamientos más rápidos que losesfuerzos que los solicitan.

En el gráfico se describe la curva EM; estepunto se llama límite de elasticidad,

correspondiendo a la carga máxima quepuede soportar el metal y a la que nodebe llegarse en los cálculos. A partir deM se producen alargamientos aunque nose aumente la carga, describiendo unacurva descendente en el gráfico yproduciéndose la rotura de la probeta.

La máquina tiene dispositivos para medir ladistancia c y la resultante al llegarse al E,límite de elasticidad. Juntando concuidado los trozos de la probeta se puedemedir la longitud de c en el momento dela rotura, como también se tiene la

sección de la probeta en ese momento.

La sección producida en la probeta afectarála forma cónica, cuando el metal esrelativamente blando ; circular yperpendicular al eje longitudinal con losbordes irregulares, cuando el metal esmás duro.

El límite de elasticidad se calcula por lafórmula E = P

Sdonde P es la carga en el límite elástico y Sla sección primitiva de la probeta.

El alargamiento por A = L x L`x 100,L

donde L es la longitud primitiva de laprobeta y L' la final.

Ensayo de dureza

Para ensayar la dureza de los metales,es corriente emplear el procedimiento deldoctor Brinell, de Suecia. Consiste en elempleo de una bola de acero duro que alser comprimida contra el metal que seensaya, produce en él una impresión cuyodiámetro o la profundidad de penetraciónproporciona la indicación buscada.

Se llama coeficiente de dureza H a lapresión específica expresada en kg/mm²,pudiéndose establecer por la relación

El diámetro de la bolilla dado por Brinelles de 10 mm., con una carga de 3.000kg. para el acero y el hierro. Para otrosmetales más blandos dio las cargas de 500

a 1.000 kg. El I.R.A.M. fija los diámetros de10, 5 y 2,5 mm. con una carga de por lomenos 630 kg/mm.

Existen otros procedimientos paradeterminar la dureza, como el Rockwell,muy semejante al anterior. Consiste enapretar sobre el metal, en forma gradual ycon una carga inicial, un sólido cónico oesférico; aumentar la carga con otramayor determinada y luego medir ladiferencia de penetración entre ambascargas, constituyendo un incrementollamado e.

Cuando el sólido penetrador es cónico,tiene punta de diamante; el ánguloformado por el cono (Fig. 87) es de 120°y el radio del casquete esférico en lapunta del cono de 0,2 mm.

Ensayo al choque.

Este ensayo suele ser definido como ladeterminación de la cantidad de trabajo

necesario para producir de un solochoque la rotura de la probeta entallada.La entalladura está dispuesta en laforma que se ve en el croquis de lafigura 88, que tiene por objeto permitirque la probeta pueda ser rota fácilmentesin que deforme la cara posterior.

Para efectuar el ensayo se emplea elmartillo, basado en el de Charpy.Consiste en un péndulo (Fig. 89) cuyalenteja a tiene un peso determinado yque, desde una altura dada con el ángulode a, cae contra la probeta colocada en 6.En el eje c lleva una pluma d perpendicularal brazo del péndulo con el objeto de medirel recorrido de éste luego de haber roto laprobeta; es decir, medir la energía no


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consumida al chocar contra la probeta.

El tamaño del péndulo, y con él el de lamaquinaria, depende del esfuerzonecesario para romper la probeta, segúnsea ésta de metal muy duro o de otros más

o menos blandos, Memler da (tomado deun artículo de Ehrensberger) lossiguientes datos:

Martillo mayor, 250 kg/m. de trabajo dechoque, 85 kg. de peso de la lenteja y2,94 m. de altura de caída.

Martillo mediano, 75 kg/m. de trabajo dechoque, 33 kg. de peso de la lenteja y2,28 m. de altura de caída.

Martillo pequeño, 10 kg/m. de trabajo de

choque, 8,2 kg. de peso de la lenteja y1,22 m. de altura de caída.

El esfuerzo de choque se obtiene dividiendoel trabajo de choque por la sección de laprobeta, excluida la entalladura.

Orus Asso da la siguiente tabla, resumende los valores mínimos que deberánalcanzar los metales ferrosos que formanuna estructura metálica.

Cobre

El cobre es un metal conocido por el

hombre prehistórico, como lo prueban lasarmas y utensilios hallados, en los cualesse encontraría aleado con el estaño,formando el bronce. Tanta pre-ponderancia tuvo que una épocaprehistórica fue denominada Edad delBronce.

Se lo encuentra en forma de óxidos comola cuprita y carbonates como la malaquita,y de sulfuro como la calcopirita, que con-tiene también hierro. Se halla en estadonativo a orillas del lago Superior (Norte

América). Mezclado, es relativamenteabundante; en la Argentina se loencuentra también mezclado con laplata.

El cobre puede obtenerse por vía seca

tratando los metales sulfurados en hornosde reverbero, obteniendo primero la matabruta y luego la mata blanca quecalentadas en los cubilotes producen elcobre negro con el 98 % de metal. Por víahúmeda se lo extrae de piritas pobres enplomo; se procede a oxidarlas y se

obtiene en forma de sulfato de cobrellamado cobre de cementación.

El cobre no se templa, con el recocidosolamente se ablanda. Puede forjarse,batirse o estirarse a temperaturaordinaria y funde a los 1.100° C. El colores rojizo brillante característico, con tintesrosados; es un gran conductor del calor yla electricidad. El peso específico es de8,9. En frío no es atacable por los ácidossulfúrico y clorhídrico.

Las principales aplicaciones son losalambres conductores de electricidad ylos tubos para cañerías hechos porestiramiento, aunque pueden tambiénhacerse por doblado de una chapasoldada luego longitudinalmente. Lasplanchas suelen tener de 0,75 a 1,00 mX 1»50 a 2,00 m. y un espesor de 1 a1,5 mm.; se aplican en revestimientos decubiertas y en decoración.

Expuesto al aire, se cubre con una capade óxido de color verdoso llamado car-denillo; ésta actúa como protectora

impidiendo la oxidación del interior delmineral, al contrario de lo que sucedecon el hierro.

Zinc

El zinc se presenta en la naturaleza encompuestos de escasa dureza y muypocas veces tiene lustre metálico. Lasformaciones principales son la Blenda,bastante abundante en el país, quecontienen un 67 % de zinc.

Su extracción resulta algo difícil debido ala poca fusibilidad del compuesto; seencuentra también en Inglaterra,Estados Unidos y Australia. La Calaminacontiene un 65 % de zinc.

El zinc es un metal de color gris azulado,brillante, de fractura cristalina yescamosa. Funde alrededor de los400°C.; su punto de ebullición es a los900°C., pudiendo forjarse a los 150°C. Alos 500°C. es dúctil y maleable, arde alos 700°C. con llama azul verdosadeslumbradora. Por ser quebradizo en

frío, no puede ser doblado en ángulovivo.

El agua pura no lo ataca, pero sí lasaguas de lluvias, el anhídrido carbónico,los ácidos, así como también el yeso y el


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cemento. En contacto con los agentesatmosféricos se recubre de una películaprotectora de oxicarbonato, de colorblanquecino. Es muy dilatable entre 0° y100° C. -0,000029-, por lo que debentomarse precauciones para permitirleuna libre dilatación.

El zinc es actualmente obtenido por laelectrólisis del óxido de zinc. El productoes el más puro que se ha logrado y esllamado de los cuatro nueves porcontener 99,99 %. Cuando puro no esatacable por los ácidos, pero aleado sí;para evitarlo se amalgama con mercurio.

Se aplica en construcción en forma dechapas lisas y onduladas, pararevestimiento de cubiertas, canaletas,caños de desagües, limahoyas, cornisas,depósitos, etc. Las chapas de 1,65 m.hasta 3 m. de largo y espesor de 0,6 a1,08 mm. La numeración de las chapas ysu espesor están en relación directa; lasmás empleadas son:

Nº 10 12 13 14 15 16Espesor 0,51 0,69 0,78 0,87 0,96 1,11 mm

Los números 14 y 16 se emplean paracaños, alguna vez también el 12; siemprecolocados al exterior, pues lasreglamentaciones vigentes prohíbenembutirlas, lo que sería perjudicial alcaño por ser atacado por el mortero. Los

números 10 y 12 se usan paraestamparlo, se aplican en cornisas,cresterías, lucarnas, gárgolas y otros delos techados de pizarra.

Las chapas de zinc onduladas seemplean menos que las de hierro yzincado, con las cuales no debenconfundirse. Al ser flexible y maleable seutilizan en forma de perfiles, alambres ytubos.

Estaño

Fue ya empleado por el hombreprehistórico en aleaciones con el cobre,para obtener el bronce. Este metal,llamado también casiderita, se sueleencontrar diseminado en los granitos, enlas rocas esquistosas o en lospedregullos de los valles.

En nuestro país también se halla; en lasGuayanas y en Siberia se lo encuentra enestado natural, en forma de Canterita, conel 78 % de estaño, y en Inglaterra,Alemania, España, Méjico, EstadosUnidos y Australia. Su color es gris

brillante, parecido al plomo pero másblanco, más duro, maleable y dúctil peromenos pesado. Cuando se lo dobla enfrío produce crepitaciones llamadas gritodel estaño, más notables cuanto máspuro sea y que se deben a los cristales

entrecruzados de su estructura. Enconstrucción se lo emplea exclusivamentealeado con el cobre y comorecubrimiento del hierro.

Plomo

Metal ya conocido en la antigüedad, quefue utilizado en Egipto y en la India y enforma especial en Roma durante elImperio, donde se construyeron cañoscon chapas de plomo de 2,5 cm. deespesor, dobladas y unidaslongitudinalmente por el mismo metal.

El plomo se encuentra bajo la forma deGalena que es un sulfuro de plomoconteniendo el 87 % del metal y a vecespequeñas cantidades de plata. La

Causita o albayalde es un carbonato deplomo con el 77,5 % del mismo. LaAnglesita, sulfuro de plomo con el 68 % delmetal. De éstos, solamente el primero, lagalena, tiene lustre metálico.

El plomo, es un mineral blanco azulado;expuesto al aire toma rápidamente colorgris, es blando, pesado y se rayafácilmente; se corta con el cuchillo y tiznael papel. Con el ácido nítrico se disuelve;su punto de fusión es bajo, 327°C. y elpeso específico de 11,27.

Se obtiene por fusión, de preferencia dela galena. Aleado con el 10 al 20 % deantimonio se endurece.

En construcción se lo utiliza en forma dechapas o planchas laminadas, con unespesor de 0,5 a 12 mm. Las empleadasen cubiertas suelen ser las de 1,5 mm.de espesor, con un ancho de 80 cm. Tambiénse las usa como placas de apoyo para lasvigas y columnas de hierro y como babetasy solapas en las cubiertas de chapas dehierro galvanizado.

El uso más corriente es en forma decaños para agua corriente, gas, desagüesy ventilación de cloacas, emplomado deotros metales, en alambres y varillas. Loscaños son de dos tipos: livianos, emplea-dos para instalaciones de gas y agua fría ypesados, para la instalación de aguacaliente.

Fundido, se emplea para rellenaroquedades en las fundiciones del hierro,para sellar el cierre de los manguitos,cordón o boquilla de unión entre caños. El

uso como caño conductor de agua potableestá restringido debido a que es elcausante de la enfermedad conocida comosaturnismo, originada por las sales de plomoen combinación con el anhídrido carbónico,cloruro de sodio, etc., que puede contener


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el agua. El cemento Pórtland ataca elplomo, por cuyo motivo las cañeríasembutidas deben ser protegidas con en-volturas de fieltro o papel asfaltado, paraimpedir su contacto con el mortero. Escomún en obra recubrirlo directamente conbarro o con el papel envase de las bolsas

de cemento empleadas. Otro de losempleos del plomo, es en aleación comofusibles de seguridad intercalados en loscircuitos eléctricos, los que interrumpecuando la corriente es alta. Sueleemplearse la aleación de plomo, estaño ybismuto en proporción de 1:2:1.

Aluminio

El aluminio no se encuentra en estadonativo. Abunda mucho en la naturalezacombinado, integrando arcillas y

feldespatos. Se obtiene por métodoselectrolíticos de la criolita o fluoruro dealuminio y sodio. Es de color blancoazulado, brillante, estructura fibrosa, másduro que el estaño pero menos que elcobre y el zinc. El método electrolítico quese emplea actualmente data de 1886cuando lo aplicaron simultáneamenteCharles Hall en los Estados Unidos y PaulHeroult en Francia, aplicando una pequeñacorriente eléctrica de 6 a 7 volts.

Es inalterable al aire; expuesto a lahumedad forma en su .superficie una

película protectora de óxido que loinmuniza contra la acción atmosférica y elagua. Es muy dúctil y maleable, pudiéndoseobtener en hilos y hojas como el oro. Fundea los 660° C. En frío no es atacable por losácidos.

Las aplicaciones de este metal sonmúltiples. Aparte de la fabricación deutensilios domésticos se usa en formaintensa en la fabricación de motores,aviones y piezas para la industria engeneral. En construcción se lo emplea

cuando el factor peso es importante ; seobtiene en forma de chapas de 0,02 a 5mm. de espesor, alambres de 1 a 5 mm.de diámetro y ángulos de lados iguales odesiguales. El mayor uso es combinado,en especial con el cobre.

Como la película protectora tiene lapropiedad de reaccionar con las anilinasy absorberlas, permite el coloreado delmetal con tintes atractivos a la par queduraderos, con lo que se tiene uncampo de aplicación muy grande para la

decoración.

El empleo del aluminio en construcción escada vez mayor. Se lo está ensayandoactualmente para sustituir al hierro enaquellos casos en que la duración de

éste impone una atención constante. Así,en la construcción del puente "GrasseRiver Bridge" de Massena, EEUU, seempleó exclusivamente aleación dealuminio Alcoa 14-S.T. de la AluminiumCompany of America. Con ello se obtuvoun puente muy liviano y muy resistente a

la acción altamente corrosiva de unaatmósfera industrial.

Las aleaciones ofrecidas al comercio,poseen cualidades mecánicas quedependen de la composición. LaAluminium Company produce los Alcoa14-S.T.; 17-S.T.; 24-S.T.; 53-S.T.; 61-S.T.; y 52-5%. H, cada uno con unacaracterística determinada. Así la Alcoa61-S.T. tiene las siguientes:

Peso específico 2,71 Ton/m³

Resistencia a la tracción 3150 Kg/cm²Límite de elasticidad 2750 Kg/cm²

Alargamiento proporcional 15%

Módulo de elasticidad E = 700,00 Kg/cm²

También se está empleando el aluminiopara alivianar puentes existentes,sustituyendo las vigas de acero de lostableros por vigas de aleación dealuminio, como en el puente de Smithfield,en Pittsburgh, Estados Unidos, donde seganaron 3 Ton/m. lo que redundó en unamayor capacidad de carga útil.

Los andamios de caños tubulares dealuminio en lugar de los de hierro,permiten una rapidez mayor en el armadoy desarme, lo cual beneficia en la parteeconómica de la obra.

La aleación del 78 % de zinc y 22 % dealuminio resulta una plancha plástica,puede ser soldada por puntos y porfusión, también por latón y acero.

Níquel

Es de uso relativamente moderno, siendo elmás parecido al hierro. Su punto de fusiónes de 1.450° C.; es resistente a la corro-sión y no se mancha, es duro y pesado;su peso específico es de 8,8. Se obtienede la clorila y de la nicolita; en el últimocaso tiene un tinte rojizo semejante alcobre, tanto que los primeros mineros enlas montañas Horz (Alemania) losconfundían, pero lo desechaban porintrabajable; su color natural es grisbrillante. No es atacable por el oxígeno, nilos ácidos clorhídrico y sulfúrico; en cambio,

el ácido nítrico lo ataca fácilmente.

En construcción se usa para la fabricaciónde un tipo de acero y como recubrimientoprotector de otros metales como el hierro, elcobre y el bronce, que niquelados son de


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uso corriente en la fabricación de canillas,artefactos eléctricos y herrajes decarpintería

Otros metales menos corrientes

A título informativo y por la posible utilidadque pudieran tener en el futuro, damos unalista de aquellos metales que en laactualidad no tienen aplicación enconstrucción.

Antimonio

que en la actualidad tiene uso en losaccesorios para los automotores, funde alos 630°C, aumentando su volumen alsolidificarse.

Cromo, Manganeso, Molibdeno, Silicio,

Tungsteno y Vanadio, se emplean para lafabricación de tipos especiales de aceros.Berilio, Bismuto, Cadmio, Litio, Indio,Magnesio, Mercurio, Oro, Plata, Platino,Radio, Selenio, Sodio, Tantalio, Telurio, Ti-tanio, Zirconio o Circonio.

Como puede apreciarse, la lista es extensa.Algunos, como el oro, la plata y los que sehan indicado especialmente, ya se loscomienza a aplicar en pequeña escala,pero los demás están aún en el campo dela experimentación. Según los ensayosefectuados por los diversos institutos

especializados, se vislumbra un adelantofundamental en la industria de losmetales.

Aleaciones

Por aleación se entiende la unión íntimade dos o más metales en mezclashomogéneas. Es muy raro encontraraleaciones al estado natural; se lasobtiene por fusión, mediante el aumentode la temperatura, al estado sólido.Cuando interviene el mercurio queda al

estado líquido, en cuyo caso sedenomina amalgama.

Cuando se tiene una aleaciónhomogénea y bien definida se denominaeutética . Las aleaciones tienen por objetomodificar en un sentido determinado lascondiciones de los metales, tratando demejorar bajo el punto de vista utilitario, yasea su aspecto o su resistencia me-cánica. Pero el número de aleacionesempleadas en construcción es grande, yalgunas de ellas, como el bronce y ellatón, datan de muy antiguo.

Las aleaciones resultan a vecesverdaderas combinaciones químicas, peroen la mayoría de los casos sonsimplemente mezclas bastante

homogéneas, como puede comprobarsecon el examen microscópico. También sellama aleaciones a las combinaciones delos metales con los metaloides.

Al alearse un metal con otro, queda

afectado el punto de fusión de cada unode ellos. Aunque la proporción sea el50% de cada metal, rara es la vez quepueda calcularse matemáticamente elpunto de fusión de la aleación; uno deesos escasos ejemplos es el de laaleación entre el cobre (punto de fusión1.088°C.) y el níquel (punto de fusión1.454°C.), cuya aleación al 50% resultacon un punto de fusión próximo a la mediaaritmética de esas dos temperaturas.

Bronce

El bronce es una aleación de cobre yestaño en proporción del 80% delprimero y 20% del segundo y tambiénde 95% y 5% respectivamente. Elestaño trasmite al cobre la resistencia ydureza. En construcción está muygeneralizado su uso en cañerías, chapasde aplicación artística, herrajesartísticos, cierta carpintería metálica y enfabricación de elementos revestidos conun baño de níquel o de cromo.

Si a la aleación de cobre y estaño se leagrega zinc, plomo, magnesio, aluminio,se obtiene un material maleable sinsopladuras. Otro tipo de aleación es ladel bronce fosforoso, compuesto porestaño hasta el 30%, desoxidado, con0,5% o más de fósforo; es muy duro ytenaz, se usa para engranajes, motores,etc. En estado de fusión es muy fluido,no reteniendo oxígeno, lo que constituyeuna ventaja para las piezas fundidas porno presentar sopladuras o burbujas.

Bronce de aluminio

Compuesto por el 90% de cobre y el10% de aluminio, es muy parecido al oroy muy apreciado para los trabajosartísticos. Un ejemplo corriente de estadosificación, son las monedas de 5, 10 y20 centavos, doradas de los años 1950;la proporción de los metales es de 92% decobre y 8% de aluminio.

Latón

Constituido por aleaciones de cobre yzinc obtenidas por fusión simultánea; esmás duro que el cobre y de oxidaciónmás difícil. Forjable y laminable, el latóncomún tiene 35% de zinc, con unacoloración amarilla. De color blancogrisáceo cuando tiene más del 50% dezinc, es duro y quebradizo. El latónempleado para soldar contiene del 40 al


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50% de zinc, siendo su punto de fusiónmás bajo que el de los metales a soldar.El latón se expende en el comercio enforma de chapas de 0,12 a 0,17 mm. deespesor, en alambres cuyos diámetrostienen de 0,5 a 2 mm., tornillos,herrajes, etc.

Alpaca o metal blanco

Recibe también el nombre de plataalemana. Está formado por la aleaciónde cobre, níquel y zinc en proporcióndel 50 al 70% de cobre, 13 al 25% deníquel y 13 a 25% de zinc; su color esblanco argentino. La combinación de sucolor tan atractivo y su resistencia a lacorrosión le dan preferencia para lostrabajos arquitectónicos; en Inglaterrafabrican con alpaca los servicios demesa, que llevan las siglas E. P. N. S.El platinoide es un metal blanco,compuesto por 60% de cobre, 14% deníquel, 24% de zinc y 1 a 2 % detungsteno.

Duraluminio

El duraluminio fue descubiertoaccidentalmente por el alemán AlfredWilm en 1906. Es una aleación dealuminio con una base de magnesio,que en un principio recibió el nombre de"endurecimiento del aluminio por

envejecimiento". Es un metal liviano, peromuy duro; tiene la aleación en laproporción de 2,5 a 5% de cobre, 0,5 a4% de magnesio, 4 a 6% de zinc, consilicio, hierro, manganeso y titanio enpequeñas proporciones. En Inglaterradio una resistencia de 6.300 kg/cm².Otra, que dio 4.700 kg/cm², estácompuesta por 2% de cobre, 1% decada uno de los siguientes elementos:níquel, silicio, magnesio y hierro y el0,1% de titanio. Este último es elllamado RR 59 y el anterior RR 77.

El duraluminio se corroe más que otrasaleaciones, motivo por el cual serecubren ambas caras de la chapa deduraluminio con otras de aluminio. Enestas condiciones se lo utiliza mucho enaviación. La proporción conveniente delduraluminio es del 90 al 95% dealuminio, 4,5% de cobre, 0,25% demanganeso, 0,5% de magnesio, 0,5% dehierro y 0,5% de estaño. Para laconstrucción naval se usa la aleacióndenominada AG3M compuesta pormagnesio, manganeso y cromo.

Anticorodal

Siendo el aluminio un material blando, noes apto para construcción, pero con losensayos efectuados para mejorarlo, seconsiguió aumentar su dureza en laaleación que se llamó duraluminio y que

ya hemos citado. En esta aleación no sellegó a obtener otra propiedad esencial,resistencia a la acción atmosférica, por loque los ensayos se continuaron con dosobjetivos: el de aumentar la resistenciamecánica y mantener la resistencia a laacción atmosférica igual o casi igual a la

del aluminio puro.

De estos ensayos surgió una serie dealeaciones entre las cuales se destaca laque se llamó anticorodal, material que laindustria suministra en chapas y flejes oprensado en barras, tubos y perfiles en elcolor natural o coloreado con vistososcolores y muy firmes, todos ellos encuatro calidades: 1) Blanda, el materialpuede doblarse y plegarse fácilmente. 2)Semidura, puede curvarse, pero concuidado y con un radio mínimo del dobledel grueso de la chapa, en caso contrariose rompe. 3) Dura, s e puede doblar concuidado, pero el radio mínimo es decinco veces el grueso de la chapa. 4)Muy dura, dureza de resorte; no esapropiado para curvar debido a su grandureza y poca elasticidad.

Este material no debe ser calentado amás de 120°C., debido a que llegado aesta temperatura disminuye suresistencia; es preferible el manipuleo enfrío. Se recomienda para embutir o en-derezar chapas de hasta 5 mm. de

espesor, el empleo de martillos demadera.

La casa creadora de esta aleación, laAluminium Industrie AG de Neuhausen,Suiza, da como resistencia a la tracciónde 11 a 42 kg/mm² según la calidad, ycomo dureza Brinell, la de 30 a 120kg/mm², también según la calidad. Laresistencia al corte es los 2/3 de laresistencia a la tracción; en cuanto a la dechoque, ensayado en probetas de 10 X10 mm. y sección de ruptura de 10 X7,5 mm., para la calidad 3, da de 1 a 3

kg/cm², y para la calidad 4 de 3 a 6kg/cm². El módulo de elasticidad esaproximadamente 1/3 del de acero,6.500 a 7.200 kg/cm².

Aleaciones de acero

Comúnmente conocidos como acerosespeciales, son aceros al carbono,aleados con otros metales o metaloides,resultantes de la búsqueda delmejoramiento de sus características. Loselementos añadidos corrientemente son:el níquel, el cromo, vanadio, molibdeno,magnesio, silicio, tungsteno, cobalto,aluminio, etc.

Aceros al níquel. Son acerosinoxidables y magnéticos. El níquel


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aumenta la carga de rotura, el límite deelasticidad, el alargamiento y laresistencia al choque o resiliencia, a la parque disminuye las dilataciones por efectodel calor. Cuando contienen del 10 a 15%de níquel se templan aun si se los enfríalentamente.

Aceros al cromo. El cromo comunicadureza y una mayor penetración deltemple, por lo que pueden ser templadosal aceite. Loa aceros con 1,15 a 1,30% decarbono y con 0,80 a 1% de cromo sonutilizados para la fabricación de láminasdebido a su gran dureza, y en pequeñaescala los que tienen 0,3 a 0,4% decarbono y 1% de cromo.

Aceros al cromo-níquel. De uso máscorriente que el primero, se usan en la

proporción de carbono hasta 0,10%,cromo 0,70% y níquel 3% o carbonohasta 15%, cromo 1% y níquel 4%,como aceros de cementación. Los acerospara temple en aceite se emplean condiversas proporciones; uno de usocorriente sería el que tiene carbono0,30%, cromo 0,7% y níquel 3%.

Aceros al cromo-molibdeno. Sonaceros más fáciles de trabajar que losotros con las máquinas herramientas. Elmolibdeno comunica una granpenetración del temple en los aceros; se

emplean cada vez más en construcción,tendiendo a la sustitución del acero alníquel. De los tipos más corrientestenemos los de carbono 0,10%, cromo1% y molibdeno 0,2%, y el de carbono0,3%, cromo 1% y molibdeno 0,2% ; entreestos dos ejemplos hay muchos otroscuya composición varía según suempleo.

Aceros al cromo-níquel molibdeno. Sonaceros de muy buena característicasmecánicas. Un ejemplo de muchaaplicación es el que t iene carbono 0,15%a 0,2%, cromo 1 a 1,25%, níquel 4% ymolibdeno 0,5%.

Aceros inoxidables. Los acerosinoxidables son los resistentes a laacción de los agentes atmosféricos yquímicos. Los primeros que sefabricaron fueron para cuchillería, conla proporción de 13 a 14% de cromo.Otros aceros fueron destinados a lafabricación de aparatos de cirugía, conla proporción de 18 a 20% de cromo y 8a 10% de níquel; son también

resistentes a la acción del agua de mar.Un acero de gran resistencia a laoxidación en caliente es el que tiene 20 a30% de cromo y 5% de aluminio.

Aceros anticorrosivos. Estos son aceros

soldados de alta resistencia y bajo tenorde sus componentes de aleación:carbono, silicio, azufre, manganeso,fósforo, níquel o vanadio, cromo y cobre.A la intemperie se cubren de un óxido queimpide la corrosión interior, lo que permitese los pueda utilizar sin otra protección.

Como resultado de ensayos efectuadospor algo más de diez años, se haestablecido que su resistencia a losagentes atmosféricos es de cuatro aocho veces mayor que los del acerocomún al carbono.

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