Al final de esta lección, debería ser capaz de:
El proceso para la extracción de metales en su forma natural se llama metalurgia. Los compuestos de metales que se encuentran mezclados con suelo, arena, piedra caliza y rocas se llaman minerales. La extracción de metales a partir de minerales con fines comerciales es económica y requiere un esfuerzo mínimo. Estos minerales se llaman menas. Se agrega una sustancia a la carga en el horno con el fin de eliminar las impurezas. Esta sustancia se llama fundente. La metalurgia implica el proceso de purificación de metales, así como la formación de aleaciones.
La metalurgia también estudia el comportamiento químico y físico de los elementos metálicos, los compuestos intermetálicos, así como sus mezclas denominadas aleaciones . La metalurgia es diferente de la metalurgia. La metalurgia depende de la metalurgia. Una persona que practica la metalurgia se llama metalúrgico .
La metalurgia se puede agrupar ampliamente en metalurgia física y metalurgia química. La metalurgia física se ocupa de las propiedades físicas, el rendimiento físico y las propiedades mecánicas de los metales. La metalurgia química se centra en la oxidación y reducción de metales y su desempeño químico.
Históricamente, la metalurgia se ha centrado principalmente en la producción de metales. La producción de metales comienza con el procesamiento del mineral para extraer el metal. Esto incluye la mezcla de metales para producir aleaciones. Las aleaciones metálicas se componen principalmente de una mezcla de dos o más elementos metálicos. El estudio de la producción de metales se clasifica en metalurgia ferrosa y metalurgia no ferrosa.
La metalurgia ferrosa involucra aleaciones y procesos basados en hierro. La metalurgia no ferrosa involucra aleaciones y procesos que se basan en otros metales además del hierro.
Los procesos metalúrgicos tradicionales incluyen la producción de metales, el análisis de fallas, el tratamiento térmico y la unión de metales como la soldadura blanda, fuerte y blanda. Las áreas emergentes en el campo de la metalurgia incluyen nanotecnología, materiales biomédicos, materiales electrónicos como semiconductores, así como ingeniería de superficies.
El proceso de extraer metales de sus minerales y refinarlos para su uso es metalurgia. Los siguientes son los diferentes pasos en los procesos metalúrgicos o de extracción de metales.
Trituración y molienda . Este es el primer proceso en metalurgia. Se trata de triturar minerales en un polvo fino en un molino de barras o una trituradora. Este proceso se llama pulverización.
La concentración de minerales . Este es el proceso de eliminación de impurezas de un mineral. También se le llama preparación de minerales. A continuación se presentan varios métodos de concentración de minerales.
A continuación se muestra una ilustración del proceso de extracción del cobre.
Extracción de metales . La metalurgia extractiva implica la extracción de metales valiosos de los minerales y luego su refinación en una forma más pura. Para convertir un sulfuro de metal u óxido de metal en un metal puro, debe reducir el mineral química, física o electrolíticamente.
Refinación y purificación de metales impuros . Los metales como el aluminio, el cobre y el hierro se encuentran en la naturaleza en estados combinados. Pueden estar en forma de carbonatos, sulfuros u óxidos. Los metales extraídos de sus minerales no siempre están en su forma pura. Contienen impurezas que deben eliminarse. El propósito de este proceso es asegurar que el metal producido esté en su forma más pura. El proceso de purificación de los metales extraídos se llama refinación. Existen diferentes métodos de refinación de metales. El método utilizado depende de las impurezas presentes y su diferencia de propiedades con el metal que se está refinando.
Otros campos relacionados con la metalurgia incluyen:
Los metales comunes utilizados en ingeniería incluyen hierro, cobre, magnesio, zinc, níquel, titanio, silicio y aluminio. Estos metales se utilizan principalmente como aleaciones con la excepción del silicio. El sistema de aleación de hierro y carbono es muy común hoy en día. Incluye hierro fundido y acero. Los aceros al carbono simples tienen carbono como único elemento de aleación. Se utilizan en aplicaciones de alta resistencia y bajo costo donde ni la corrosión ni el peso son una preocupación importante.
El acero inoxidable, como las aleaciones de níquel, el acero galvanizado, las aleaciones de titanio o, a veces, las aleaciones de cobre se aplican cuando se requiere resistencia a la corrosión.
Las aleaciones de magnesio y las aleaciones de aluminio se utilizan principalmente cuando se requieren piezas resistentes y ligeras, como en la ingeniería aeroespacial y de automoción.
Las aleaciones de cobre y níquel como Monel se aplican en ambientes altamente corrosivos, así como para aplicaciones no magnéticas.
Las superaleaciones a base de níquel como Inconel se aplican en aplicaciones de alta temperatura como turbocompresores, recipientes a presión, intercambiadores de calor y turbinas de gas.
Los metales se forman a través de procesos como:
Los procesos de trabajo en frío se refieren a la alteración de la forma de un producto mediante la fabricación, laminación u otros procesos, con el producto aún frío. Esto ayuda a aumentar su resistencia, un proceso llamado endurecimiento por trabajo .
Los metales se pueden tratar térmicamente para cambiar las propiedades de ductilidad, resistencia, tenacidad, resistencia a la corrosión y dureza. Los procesos más comunes de tratamiento térmico incluyen el revenido, el templado y el recocido.
Hemos aprendido eso;
