metales

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RECOPILADO POR: MSc. ING. CLAUDIA ARAUZ SANCHEZ. 
 
 
 
 
 “METALES” 
 
 
 
 
 RECOPILADO POR: 
 
 MSc. ING. CLAUDIA ARAUZ SANCHEZ. 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA 
RECINTO UNIVERSITARIO PEDRO ARAUZ PALACIOS 
DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCION 
 
RECOPILADO POR: MSc. ING. CLAUDIA ARAUZ SANCHEZ. 
ASPECTOS GENERALES DE LOS METALES 
El concepto de metal se refiere tanto a elementos puros, así como aleaciones con características 
metálicas, como el acero y el bronce. Los metales comprenden la mayor parte de la tabla periódica 
de los elementos y se separan de los no metales por una línea diagonal entre el boro y el polonio. 
En comparación con los no metales tienen baja electronegatividad y baja energía de ionización, por 
lo que es más fácil que los metales cedan electrones y más difícil que los ganen. 
Los metales se diferencian del resto de elementos, fundamentalmente en el tipo de enlace que 
constituyen sus átomos. Se trata de un enlace metálico y en él los electrones forman una «nube» 
que se mueve, rodeando todos los núcleos. Este tipo de enlace es el que les confiere las 
propiedades de conducción eléctrica, brillo, etc. 
Hay todo tipo de metales: metales pesados, metales preciosos, metales ferrosos, metales no 
ferrosos, etc., y el mercado de metales es muy importante en la economía mundial. 
Los metales poseen propiedades físicas características, entre ellas son conductores de la 
electricidad. La mayoría de ellos son de color grisáceo, pero algunos presentan colores distintos; 
el bismuto (Bi) es rosáceo, el cobre (Cu) rojizo y el oro (Au) amarillo. En otros metales aparece más 
de un color; este fenómeno se denomina policromismo. 
Otras propiedades serían: 
 Maleabilidad: capacidad de los metales de hacerse láminas al ser sometidos a esfuerzos de 
compresión. 
 Ductilidad: propiedad de los metales a moldearse en alambre e hilos al ser sometidos a 
esfuerzos de tracción. 
 Tenacidad: resistencia que presentan los metales al romperse o al recibir fuerzas bruscas 
(golpes, etc.) 
 Resistencia mecánica: capacidad para resistir esfuerzo de tracción, compresión, torsión y 
flexión sin deformarse ni romperse. 
Suelen ser opacos o de brillo metálico, tienen alta densidad, son dúctiles y maleables, tienen 
un punto de fusión alto, son duros, y son buenos conductores (calor y electricidad). 
La ciencia de materiales define un metal como un material en el que existe un traslape entre la 
banda de valencia y la banda de conducción en su estructura electrónica (enlace metálico). Esto le 
da la capacidad de conducir fácilmente calor y electricidad, y generalmente la capacidad de reflejar la 
luz, lo cual le da su peculiar brillo. 
OBTENCION DE LOS METALES 
La mayor parte de los metales se encuentran en la naturaleza combinados con otros elementos, 
formando minerales metálicos. 
El primer paso en la obtención del metal consiste en localizar y extraer el mineral, que normalmente 
se encuentra en el subsuelo. A esta etapa corresponden los trabajos de minería. Para la extracción 
de los minerales se debe realizar primero un estudio del lugar en donde se ubica la materia prima 
para, posteriormente, proceder a la excavación del área en forma de minas subterráneas o a cielo 
abierto con la ayuda de grandes máquinas. En ocasiones, los metales se mezclan con otros 
https://es.wikipedia.org/wiki/Acero
https://es.wikipedia.org/wiki/Bronce
https://es.wikipedia.org/wiki/No_metal
https://es.wikipedia.org/wiki/Boro
https://es.wikipedia.org/wiki/Electronegatividad
https://es.wikipedia.org/wiki/Elemento_qu%C3%ADmico
https://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_qu%C3%ADmico
https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomo
https://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_met%C3%A1lico
https://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAcleo_at%C3%B3mico
https://es.wikipedia.org/wiki/Lustre
https://es.wikipedia.org/wiki/Metal_pesado
https://es.wikipedia.org/wiki/Metal_precioso
https://es.wikipedia.org/wiki/Econom%C3%ADa_mundial
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compuestos para formar aleaciones. Como los minerales metálicos están mezclados con otros 
materiales, hay que triturar la roca extraída para separar el mineral metálico del resto de materiales. 
 
Una vez obtenido el mineral metálico, es necesario separar el metal que contiene del resto de 
componentes. Esta separación se realiza mediante diferentes procesos siderúrgicos o metalúrgicos: 
 
-La metalurgia: es el conjunto de industrias que se encargan de la extracción y trasformación de los 
minerales metálicos. 
-Siderurgia: rama de metalurgia que trabaja con los materiales ferrosos. Incluye el proceso de 
extracción. 
CLASIFICACION Y TIPOS DE METALES 
Los metales se clasifican en dos categorías, ferrosos y no ferrosos. En los metales ferrosos podemos 
distinguir los aceros y el hierro fundido; mientras que en los metales no ferrosos encontramos los 
metales ligeros, los metales pesados, los no pesados y las aleaciones. 
 
A- Ferrosos: 
 Acero: El término acero sirve comúnmente para denominar, en ingeniería metalúrgica, 
a una mezcla de hierro con una cantidad de carbono variable entre el 0,03 % y el 
2,14 % en masa de su composición, dependiendo del grado. Si la aleación posee una 
concentración de carbono mayor del 2,14 %, se producen fundiciones que, en 
oposición al acero, son mucho más frágiles y no es posible forjarlas, sino que tienen 
que ser moldeadas. 
No se debe confundir el acero con el hierro, que es un metal duro y relativamente dúctil, 
con diámetro atómico (dA) de 2,48 Å, con temperatura de fusión de 1535 °C y punto de 
ebullición 2740 °C. Por su parte, el carbono es un no metal , blando y frágil en la 
mayoría de sus formas alotrópicas (excepto en la forma de diamante). La difusión de 
este elemento en la estructura cristalina del anterior se logra gracias a la diferencia en 
diámetros atómicos, formándose un compuesto intersticial. 
https://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_metal%C3%BArgica
https://es.wikipedia.org/wiki/Mezcla
https://es.wikipedia.org/wiki/Hierro
https://es.wikipedia.org/wiki/Carbono
https://es.wikipedia.org/wiki/Fundici%C3%B3n_de_hierro
https://es.wikipedia.org/wiki/Forja
https://es.wikipedia.org/wiki/Hierro
https://es.wikipedia.org/wiki/Metal
https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomo
https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%85ngstr%C3%B6m
https://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_fusi%C3%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/Grado_Celsius
https://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/No_metal
https://es.wikipedia.org/wiki/Alotrop%C3%ADa
https://es.wikipedia.org/wiki/Diamante
https://es.wikipedia.org/wiki/Difusi%C3%B3n_(f%C3%ADsica)
https://es.wikipedia.org/wiki/Elemento_qu%C3%ADmico
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La diferencia principal entre el hierro y el acero se halla en el porcentaje del carbono: el 
acero es hierro con un porcentaje de carbono de entre el 0,03 % y el 1,075 %; a partir 
de este porcentaje se consideran otras aleaciones con hierro. 
Cabe destacar que el acero posee diferentes constituyentes según su temperatura, 
concretamente, de mayor a menor dureza, perlita, cementita y ferrita; además de la 
austenita (para mayor información consultar el artículo Diagrama hierro-carbono). 
El acero conserva las características metálicas del hierro en estado puro, pero la 
adición de carbono y de otros elementos tanto metálicos como no metálicos mejora 
sus propiedades físico-químicas. 
Existen muchos tipos de acero en función del elemento o los elementos aleantes que 
estén presentes. La definición en porcentaje de carbono corresponde a los aceros al 
carbono, en los cuales este no metal es el único aleante, o hay otros pero en 
menores concentraciones. Otras composiciones específicas reciben denominaciones 
particulares en función de múltiples variables como por ejemplo los elementos que 
predominan en su composición (aceros al silicio), desu susceptibilidad a ciertos 
tratamientos (aceros de cementación), de alguna característica potenciada (aceros 
inoxidables) e incluso en función de su uso (aceros estructurales). Usualmente estas 
aleaciones de hierro se engloban bajo la denominación genérica de aceros especiales, 
razón por la que aquí se ha adoptado la definición de los comunes o "al carbono" que 
además de ser los primeros fabricados y los más empleados, sirvieron de base para 
los demás. Esta gran variedad de aceros llevó a Siemens a definir el acero como «un 
compuesto de hierro y otra sustancia que incrementa su resistencia». 
 Hierro Fundido: Este es un elemento que suele ser altamente empleado para la 
construcción y edificaciones solo a base de metal, como es el caso de muebles, 
puentes y estructuras arquitectónicas o decorativas. El hierro fundido es una aleación 
de silicio, carbono, azufre, manganeso y fosforo, y ha granjeado su nombre dada la 
superficie exterior una vez que es diseñado, que luce porosa o bien escamosa. 
 
B- No ferrosos: Determinados por que en su composición prescinden del elemento hierro. 
 Metales ligeros: Considerados aquellos que en su composición molecular disponen de 
una densidad inferior, que oscila entre los 4.5. Entre estos están el Titanio (Ti), 
Aluminio (Al) y Magnesio (Mg). 
 
 Metales Pesados: Su composición atómica contiene alto grado de densidad, la cual se 
mide en proporción al agua; dada esta característica su uso es solo industrial, el más 
empleado de todos es el plomo. 
 Metales no Pesados: También conocidos como metales ultraligeros, aquellos de 
apariencia blancuzca y que además los hace livianos de peso y muy manipulables 
ante los agentes externos. 
 Aleaciones: Aquellos compuestos por diversos elementos, y cuyos usos son de 
orfebrería. Ejemplo de material no ferroso: 
Estaño (Sn): Su densidad es relativamente elevada, su punto de fusión alcanza los 
231 ºCelsius, tiene una resistencia de tracción de 5 kilogramos/mm²; en estado puro 
tiene un color brillante pero a temperatura ambiente se oxida y lo pierde; a temperatura 
ambiente es muy blando y flexible, sin embargo al calentarlo es frágil y quebradizo; por 
debajo de -18º C se empieza a descomponer convirtiéndose en un polvo gris, este 
proceso se conoce como peste de estaño; al doblarse se oye un crujido denominado 
https://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_f%C3%ADsica
https://es.wikipedia.org/wiki/Acero_al_carbono
https://es.wikipedia.org/wiki/Acero_al_carbono
https://es.wikipedia.org/wiki/Concentraci%C3%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/Acero_el%C3%A9ctrico
https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Acero_de_cementaci%C3%B3n&action=edit&redlink=1
https://es.wikipedia.org/wiki/Acero_inoxidable
https://es.wikipedia.org/wiki/Acero_inoxidable
https://es.wikipedia.org/wiki/Esta%C3%B1o
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grito de estaño. Las Aleaciones más importantes son el Bronce, Cobre y Estaño y las 
soldaduras blandas (plomo + estaño con proporciones de estaño entre el 25 % y el 
90 %). Entre sus aplicaciones más importantes son la fabricación de hojalata y para 
proteger el acero contra la oxidación. 
Cobre (Cu): En la naturaleza se encuentra como cobre nativo, o formando minerales 
compuestos como la calcopirita, la calcosina, la malaquita y la cuprita; su densidad es 
de 8,9 kilogramos/dm³; su punto de fusión es de 1083 ºC, su resistencia de tracción es 
de 18 kilogramos/mm²; es dúctil, manejable y posee una alta conductividad eléctrica y 
térmica. Las aleaciones más importantes son el bronce (cobre + estaño), latón que se 
compone de cobre y cinc. Aplicaciones: campanas, engranes, cables eléctricos, 
motores eléctricos, etc. 
Cobalto (Co): Su densidad es de 8,6 kilogramos/dm³; su punto de fusión es de 1490 
ºC; tiene propiedades análogas al níquel pero no es magnético. Entre las aleaciones y 
aplicaciones: se emplea para endurecer aceros para herramienta (aceros rápidos) y 
como elemento para la fabricación de metales duros empleados para herramientas de 
corte. 
CONTROL DE CALIDAD DE LOS METALES 
La diversificación de la línea de servicios ha conducido a desarrollar ensayos novedosos en el área 
de metales, específicamente Ensayos No Destructivos en proyectos que tiene como propósito 
ofrecer un servicio completo en inspección y control de calidad en obras de infraestructura. 
La afirmación corresponde a los Laboratorios de Metales, en la cual se están implementado 
conjuntamente con la inspección y control de calidad en toda la estructura metálica la utilización de 
técnicas como: Inspección visual, Partículas Magnéticas y Ultrasonido Industrial: Entre las 
bondades de la incorporación de estas técnicas se destaca que al tener un análisis de la calidad de 
un material sin necesidad de enviar una pieza a un laboratorio, con esto se realiza la evaluación y 
determina si en efecto la estructura o el equipo está en las condiciones para el cual fue diseñado y sí 
cumple con los requerimientos de mediciones de acuerdo a las normas. 
Por ejemplo, el ultra sonido industrial, permite la evaluación interna para determinar si existe algún 
tipo de discontinuidad o anomalía que puede en algún momento generar un defecto, tal es el caso de 
un recipiente a presión que se encuentre sometido a altas temperaturas y tenga una explosión el 
ultrasonido industrial permite evaluar internamente el equipo y determinar el riesgo del equipo en un 
rango de tiempo. El Laboratorio de Metales y Ensayos No Destructivos es fundamental en una 
construcción de superestructura metálica de envergadura ya que con ensayos mecánicos que 
permite la verificación de las condiciones de calidad que entrega el fabricante y establecer la 
veracidad de las condiciones en la parte de metales a fin de evaluar la calidad y el tipo de materiales 
metálicos que se tengan en una obra especifica. 
https://es.wikipedia.org/wiki/Hojalata
https://es.wikipedia.org/wiki/Cobre
https://es.wikipedia.org/wiki/Cobre_nativo
https://es.wikipedia.org/wiki/Calcopirita
https://es.wikipedia.org/wiki/Calcosina
https://es.wikipedia.org/wiki/Malaquita
https://es.wikipedia.org/wiki/Cuprita
https://es.wikipedia.org/wiki/Lat%C3%B3n
https://es.wikipedia.org/wiki/Cobalto
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Existen otros ensayes para medir la calidad en los metales tal como “Ensaye de tensión” 
EL conocimiento de las propiedades de los materiales utilizados en Ingeniería es un aspecto 
fundamental para el diseñador en su propósito de desarrollar las mejores soluciones a las diversas 
situaciones que se presentan en su cotidiano quehacer. La realización correcta de ensayos en los 
materiales, nos permite conocer su comportamiento ante diferentes circunstancias, al igual que la 
determinación de sus propiedades fundamentales. En este laboratorio se analiza el comportamiento 
del acero al ser sometido a un esfuerzo de tensión uniaxial. El ensayo se realiza en una Máquina 
Universal De Ensayos (REF. UH 50-A Shimatzu) y la operación consiste en someter una probeta a 
una carga uniaxial gradualmente creciente (es decir, estática) hasta que ocurra la falla. 
 
 
 
 
 
 
RECOPILADO POR: MSc. ING. CLAUDIA ARAUZ SANCHEZ. 
WEB GRAFIA 
https://es.wikipedia.org/wiki/Metal 
https://sites.google.com/site/rodrigoisla14/home/metales---introduccion/1-
proceso-de-obtencion 
https://www.clasificacionde.org/clasificacion-de-metales/ 
https://civilgeeks.com/2013/09/24/calidad-en-metales-con-ensayos-no-
destructivos-end/ 
www.tecnologia-informatica.es. 
Avallone, Eugene A. Manual del Ingeniero mecánico, tercera edición, McGraw-Hill 
http://udistrital.edu.co:8080/c/document_library/get_file?uuid=1404d4ad-0b86-4473-8ade-
8292e80b0eac&groupId=19625 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://es.wikipedia.org/wiki/Metal
https://sites.google.com/site/rodrigoisla14/home/metales---introduccion/1-proceso-de-obtencion
https://sites.google.com/site/rodrigoisla14/home/metales---introduccion/1-proceso-de-obtencion
https://www.clasificacionde.org/clasificacion-de-metales/https://civilgeeks.com/2013/09/24/calidad-en-metales-con-ensayos-no-destructivos-end/
https://civilgeeks.com/2013/09/24/calidad-en-metales-con-ensayos-no-destructivos-end/
http://www.tecnologia-informatica.es/
http://udistrital.edu.co:8080/c/document_library/get_file?uuid=1404d4ad-0b86-4473-8ade-8292e80b0eac&groupId=19625
http://udistrital.edu.co:8080/c/document_library/get_file?uuid=1404d4ad-0b86-4473-8ade-8292e80b0eac&groupId=19625