Siderúrgia

Siderúrgia

Introducció el següents minerals dintre del alt forn:

·         -mineral de ferro

·         -carbó de coc (genera altes temperatures)

·         -pedra calcaria (provoca l’escòria)

D’aquest tres material sorgirà el ferro colat i l’escòria. Com que l’escòria(residus) serà menys dens que el ferro surarà a sobre del ferro colat que es traurà per un orifici del alt forn. El ferro colat també pesarà per un altre orifici que anirà para el següent procés. El segon procés és la deshidratació, que consisteixen treure la humita del material en forma de vapor. El tercer pas zona de reducció: el CO es forma gas, puja i es forma amb oxigen  convertint-se amb CO2, aquet gas surt per la part superior del alt forn. zona de carburació carboni + aliatge= aliatge fèrric. Zona de fusió que es fusiona el carboni amb el ferro. Surt de forma liquida.  

Aliatge

ALIATGE

Es un element obtinguts a partir de dos elements químics i un dels dos es un metall. Presenta característica pròpia d’un metall. ex:

·         -aliatge lleuger (alumini)

·         -aliatge  ultralleuger (alumini)

·         -llautó (coure)

·         -bronze (coure)

·         -duralumini (alumini)

·         -acer (ferro)

pàg 206 tema 7

El procés metal.lúrgic

El procés metal·lúrgic

El conjunt de proses per obtenir el metall. Per poder aquest metalls s’ha de seguir uns processos:

-mineria: extracció de mineral i separar la part rica amb el que l’acompanya.

- metal·lúrgia: separació dels metalls dels altres elements que l’acompanya

-Indústries: elaboració del metall per fer objectes.

Extracció del mineral de la mina i separar la part rica i l’altre part que l’acompanya i ens queda un mineral enriquit. En el procés metal·lúrgia obtenim el metall brut separant dels altres elements i per últim la mecanització o conformació per obtenir objectes, que se’n diu industries metàl·liques.

Materials. Titani

Titani

Propietats

· Lleuger entre l’alumini i l’acer (-alumini, titani i acer+)

· És molt resistent mecànicament comparat amb el més lleuger

§  Resistència a la corrosió

§  Molt abundant que el coure

§  Difícil de extreure més car que el coure

§  Es considera fisiològicament inert ( no es al·lèrgic), no reacciona amb àcid orgànic

§  Coeficient de dilatació molt baix

§  No magnètic

§  Fàcil de emetre coloració

§  Flexible i resistent

Aplicacions

·         Medicina

·         Naval

·         Aeronàutica

·         Aeroespacial

No deixa ditades XD !!

Materials. Magnesi

Magnesi

Propietats

·         Densitat inferior a l’alumini. És el metall més lleuger

·         Color plata lluent

·         Temperatura de fusió baix

·         Resistent a la corrosió (aire sec) però no a l’aigua (humitat)

·         No es gens plàstic

Aplicacions

·         En estat pur : desoxidant (reacciona molt amb el oxigen)

·         Aliatges ultralleugers

o   Alumini : fàcil de emmotllar

o   Zinc:més plasticitat

o   Magnesi resistència a la corrosió

Materials. Níquel

Níquel

Propietats

·         Blanc molt lluent

·         Molt mal·leable

·         Magnètic

·         Resistent a la tracció i el desgast

·         Molt inalterable (no es rovella)

·         No es oxidable ni amb l’aigua l’aire i els productes químics

Aplicacions

·         Fabricacions dels imants barat

·         Instrument quirúrgic i laboratori

·         Niquelat protegeix de l’oxidació i dona aspecte lluent

-pàgina 240 (tema 8) juntament amb el magnesi, titani, plom, estany, zinc

Materials. Zinc

Zinc

Propietats:

·         Molt resistent a la corrosió de l’aigua i l’aire, per això es utilitza en el galvanitzant

·         Mal·leable

·         Punt de fusió baix

·         Color blavós

Aplicacions

·         Galvanitzant

o   Lamines per revestir l’acer per no ser oxidat

·         Aliatge zamak:

o   Peces que tenen una certa resistència

·         Aliatge zinc amb titànic per revestiment canaletes i acabats en exterior d’edifici

Materials. Estany

Estany

propietats

·         Punt de fusió baix

·         Tou

·         Dúctil i mal·leable

·         Poc resistent a la tracció

·         Resistent a la corrosió

Aplicacions

·         Revestiment de lamines d’acer, anomenades llaunes per evitar la corrosió

·         Estany + coure= bronze

Materials. Plom

Plom

Propietats

·         Molt dens

·         Baixa resistència mecànica ( a la tracció)

·         Tou

·         Dúctil i mal·leable

·         No té acritud

·         Molt elàstic

·         Temperatura de fusió molt baixa

·         Resistent a la corrosió

·         No es pot llença a la natura, molt contaminat.

Aplicacions

·         Protecció del soroll, raig x i raig gamma per la seva densitat

·         Per fer pintura antioxidant, recipient i canonada d’àcid

·         Aliat amb antimoni y estany millora la resistència mecànica

Materials. Alumini

Alumini

Material molt abundant a la  terra

Difícil de obtenir (un procés complicat), cal un quantitat de energia de extracció.

Dues fases

Extreure del metall i reducció

Propietats

·         Més lleuger després del magnesi

·         Bon conductor elèctric i tèrmic

·         Molt dúctil i mal·leable

·         Tou

·         Punt de fusió baix, fàcil de emmotllar

·         Molt resistent a l’aigua i l’aire però no a l’aigua del mar

·         Admet molt mètodes de conformació con injecció, extrusió laminat, emmotllament i etc.

Aplicacions :

·         Cable elèctric d’ alta tensió

·         Intercanviador de calor i estris de cuina

·         Envasos

·         Mal·leabilitat paper d’alumini

·         Cables elèctric

·         Aliatges lleugers: són els que tenen la base d’alumini

o   Augmenta la resistència i la duresa

o   Hi ha dos grups:

§  Aliatges lleugers per fusió i emmotllament (peses de forma complicats)

§  Aliatges lleugers per forja o laminació (fils)

Materials. Coure

Coure

Propietats

·         Es troba al medi , no cal procés d’extracció

·         El coure és dens, dúctil(fer cables), mal·leable(fer lamines),tou(fàcil de ratlla)

·          El coure es treballar amb fre té molta acritud (donen cops)i augmenta la duresa resistència i fragilitat

·         Gran conductivitat tèrmica i elèctrica

·         És resistent a la corrosió

·         Fàcil de recuperar i reciclar

Aplicacions :

·         Intercanvi de calor

·         Cables elèctrics

·         Per activitat tèrmica

·         Per resistència a la corrosió

·         Elaboracions de llautons i bronze

Llautons: aliatge de coure +zinc; la utilització del zinc millorar les propietats mecàniques (duresa i resistència) del coure  però disminueix en la conductivitat elèctrica i tèrmica, baix punt de fusió (fàcil de emmotllar)

Bronze: aliatge de coure+estany (tradicionalment) o altres materials a part el zinc; l’estany millora les propietats de fusió (punt de fusió molt baix)  facilita l’ emmotllament i també augmenta la seva duresa i resistència també augmenta la resistència a la corrosió. Disminueix la resistivitat tèrmica i elèctrica

-Pàgina 237 del llibre (tema 8)

Materials. Fosa

Fosa

La fosa és un aliatge del ferro amb carboni comprès entre 1.76 i 6.67%.

Hi ha quatre tipus de fosa: blanca, grisa laminar, grisa mal·leable, grisa dúctil.

Propietats

·         Fonen a baixes temperatures ,> 1130ºC

·         Fàcil d’emmotllar  per la seva baixa temperatura de fusió (emmotllament de forma liquida).

·         Gran resistència mecànica i són dur. Són fràgils,es dir, es trenca amb un sol cop (s’ha de utilitzar suficient força), no es deformable.

·          No es pot mecanitzar ni soldar

·         S’utilitza per fer coses de duresa, emmotllament i altres coses.

-consultar pàgina del llibre 213 , 214 i 215 (tema 7)

Materials. Acer

Acer

El acer és un aliatge del ferro amb carboni comprès entre 0.1 i 1.76%.

Hi ha tres tipus d’ acer: baix, mitja, alt, depenent del seu contingut de carboni.

Propietats

·         Fonen a altes temperatures, uns 1400.

·         Són difícil de emmotllar (posar-lo en una molla), és  podem conformar per forja i laminació, és dúctil i mal·leable.

o   Forja: a cops

o   Laminació: per pressió

·         Es  pot mecanitzar (fer forats o soldar)

·         Es fa servir per laminació i en general les peces de duresa.

-consultar pàgina del llibre 213 i 214 (tema 7)

Propietats i Assaigs.Diagrama de tracció

Diagrama de tracció

Es utilitzar per expressar característiques mecàniques del materials a partir de l’assaig de tracció.

Zona elàstica: deformació que desapareix quan deixa de fer l’esforç. Es compleix la llei de hooke. Es pot interpretar com la rigidesa del material.

+ gran mòdul elàstic  + rígid -  deformació

Formula:

Zona plàstic: és l’esforç màxim que pot suportar un material sense tenir cap deformació permanent.

Formula:

Fluència: Allargament del material amb casi igual d’esforç.

Enduriments:Es provocat per la deformació i cal augmentar l’esforç o tensió per poder continuar la deformació.

Esforç de trencament :L’esforç màxim que pot suportar el material abans de trencar-se.

Allargament: es la longitud que pot allargar un material abans el trencament.

Propietats i Assaigs. Propietat Electromagnètiques

Propietat Electromagnètiques

Conductivitat elèctrica: comportament en presència de camp elèctric

Formula:

+ ample + fàcil passa electrons

+llarg + difícil passa electrons

Permeabilitat magnètic

v  Paramagnètics

Ø  Mr=M/No= a > 1 (lleugerament)

v  Diamagnètics

Ø  Mr <1 (lleugerament)

v  Ferromagnètics

Ø  Mr>>1 (condueix el camp magnètic)

v  Superconductors

Ø  Mr=0 (no pot entravessar)

Propietats i Assaigs. Propietats tèrmiques

Propietats tèrmiques

Conductivitat termica: velocitat de propagació de la calor

Conducció : sòlid

Convenció : fluid

Formula

Te: T exterior

Ti: T interior

Propietats i Assaigs. Propietats mecàniques

Propietats mecàniques

Descriu el comportament dels materials davant d’una aplicació de forces externes que es fa en les proves de laboratori que s’anomenen assaig, aquest ens poden ajudar a conèixer el material.

Depenent de la cohesió entre els àtoms pot variar en funció de l’estructura i la direccionalitat

Resistència :

§  Tracció: estirar

§  Comprensió: aixafar

§  Flexió: doblegar

§  Torsió: retorçar

§  Cisallament: tallar

Apliquem un esforç

Resistència difícil de desforma

Elàstic: es recuperar la seva forma original

Duresa: oposició a ser ratllat o penetrat

Tenacitat: resistència al xoc

Plasticitat: es mante desformat

Ductilitat: fil

Mal·leabilitat: lamines

Propietats i Assaigs. Propietats

Propietats

Poden ser :

v Mecàniques

Ø  Resistència

§  Tracció: estirar

§  Comprensió: aixafar

§  Flexió: doblegar

§  Torsió: retorçar

§  Cisallament: tallar

Ø  Duresa

Ø  Tenacitat

Ø  Plasticitat

§  Ductilitat

§  Mal·leabilitat

v Tèrmiques

Ø  Dilatació

Ø  Conductivitat

v Electromagnètiques

Ø  Permeabilitat elèctrica              

Ø  Conductivitat elèctrica