CLASIFICACION Y DISTINCION DE LOS MATERIALES

A. Metales
Los metales y las aleaciones que incluyen al acero, aluminio, magnesio, zinc, hierro fundido, titanio, cobre, níquel, entre algunos; tienen como características una adecuada conductividad térmica y eléctrica, ademas resistencia mecanica, alta rigidez, ductilidad y resistencia al impacto.
Ejemplo:
1. Cobre.- Una de sus aplicaciones son alambres para conductores eléctricos y sus propiedades van desde su alta conductividad hasta confiabilidad aceptable.
2. Hierro fundido gris.- Con él se hacen bloques para motores de automóvil, y algunas de sus propiedades son maleabilidad, maquinabilidad, absorción de vibraciones, entre algunas.
Los metales son útiles en aplicaciones estructurales o de carga, y se prefiere el empleo de sus combinaciones denominadas aleaciones. La manera mas general de clasificación de los materiales es la siguiente:
a) Metalicos
* Ferrosos

* No ferrosos
b) No metalicos
* Organicos
* Inorganicos

1.-Metales Ferrosos
Los metales ferrosos como su nombre lo indica su principal componente es el fierro, sus principales características son su gran resistencia a la tensión y dureza. Las principales aleaciones se logran con el estaño, plata, platino, manganeso, vanadio y titanio. Los principales productos representantes de los materiales metalicos son:
* Fundición de hierro gris
* Hierro maleable
* Aceros
* Fundición de hierro blanco
Su temperatura de fusión va desde los 1360ºC hasta los 1425ªC y uno de sus principalesproblemas es la corrosión.
2.-Metales no Ferrosos
Por lo regular tienen menor resistencia a la tensión y dureza que los metales ferrosos, sin embargo su resistencia a la corrosión es superior. Su costo es alto en comparación a los materiales ferrosos pero con el aumento de su demanda y las nuevas técnicas de extracción y refinamiento se han logrado abatir considerablemente los costos, con lo que su competitividad ha crecido notablemente en los últimos años. Los principales metales no ferrosos utilizados en la manufactura son:
* Aluminio
* Cobre
* Magnesio
* Níquel
* Plomo
* Titanio
* Zinc
Los metales no ferrosos son utilizados en la manufactura como elementos complementarios de los metales ferrosos, también son muy útiles como materiales puros o aleados los que por sus propiedades físicas y de ingeniería cubren determinadas exigencias o condiciones de trabajo, por ejemplo el bronce (cobre, plomo, estaño) y el latón (cobre zinc).

B. Ceramicos.
Ceramico.- Material inorganico que puede ser cristalino y/o amorfo. Los materiales de ceramica como ladrillos, el vidrio, la losa, los aislantes y los abrasivos, tienen escasa conductividad térmica y eléctrica, tiene buena resistencia y dureza, son deficientes en ductilidad y resistencia al impacto. Por lo anterior son menos usados en aplicaciones estructurales.
Ejemplo:
1.- los vidrios planos para ventana tienen buena transparencia y son aislantes térmicos.
2.- Los refractarios para contener material fundido y sus propiedades es que son aislantes térmicos,tienen alto punto de fusión, inertes ante el metal fundido.
Los materiales ceramicos se pueden clasificar:
a) Con base en la clase de sus compuestos químicos: óxidos, nitruros, carburos, fluoruros, sulfuros.
b) Por su funcionalidad: Eléctricos, magnéticos, ópticos, de construcción, químicos, domésticos.
Los tipos de enlace que une a los ceramicos son el iónico y el covalente. Los materiales ceramicos se procesan en polvo debido a que no se pueden fundir tan facilmente como lo hacemos con los metales y esta es una diferencia entre un metal y un ceramico.
Un material ceramico es un material inorganico con elevada temperatura de fusión, por lo común duro y fragil. En cambio un material vitroceramico son formas ceramicas que se producen en el estado vítreo y que posteriormente se dejan cristalizar durante un tratamiento térmico para lograr una mejor resistencia a la tenacidad.
A continuación se dan a conocer ejemplos de ciertos materiales ceramicos y sus usos:
* Alúmina.- Se usa para contener metales fundidos, tienen elevada resistencia mecanica, se usa en empaques electrónicos, aisladores de bujías, etc.
* Nitrato de Bario.- Material ceramico electrónico de mas alta utilización, se usa para capacitares.
* Diamante.- Material mas duro que existe en la naturaleza, se usa en abrasivos para pulverizar y pulir, en herramientas de corte y joyería.
* Silíceo Silica.- Su uso mas amplió es como ingrediente de vidrios y vitroceramicos, aislamientos térmicos, refractarios y abrasivos.
Cabe mencionar que algunos de los polvos ceramicosmas comunes son el óxido de alúmina, bióxido de titanio, óxido de zinc y oxido de zirconio.
Algunas de las características mas comunes es que es que se funden a altas temperaturas y presentan un comportamiento fragil a la tensión, los materiales ceramicos con un tamaño pequeño de grano son mas resistentes que los de grano grueso, ademas del tamaño de grano dependen otras características como magnéticas, dieléctricas y ópticas.
La diferencia entre un vidrio un vitroceramico y ceramico radica en:
* Vitroceramico.-Derivado del vidrio pero con estructura cristalina
* Vidrio.- Sustancia inorganica amorfa.
C.- Polímeros.
El caucho, el plastico y muchos tipos de adhesivos, se producen creando estructuras moleculares a partir del petróleo en un proceso llamado polimerización. Los polímeros tiene baja conductividad térmica y eléctrica, poca resistencia mecanica y a altas temperaturas.
Ejemplo:
1.-El polietileno se aplica para empacado de alimentos, una de sus propiedades es que es facilmente con formable en delgadas películas flexibles e impermeables.
2.-Epoxicos.- Se aplican en encapsulado de circuitos integrados y como propiedad es buen aislante eléctrico y resiste a la humedad.
Un polímero es una macromolécula formada de la unión de moléculas mas pequeñas llamadas monómeros. Dentro de los polímeros encontramos los polímeros sintéticos tales como PE, PS, ABS, Nylon, PET y los naturales como son la celulosa como pulpa de madera y algodón y hule. La diferencia que encontramos entre un polímero natural y uno sintético es que elnatural se encuentra en su estado normal en la naturaleza y los sintéticos son modificaciones que se le hacen a los naturales para obtener mejores propiedades.
Los tipos de enlace que unen a los polímeros es el enlace Covalente y el de Van der Waals, ademas todos los polímeros tienen una estructura tridimensional compleja. Los polímeros se clasifican por sus mecanismos de polimerización, por su estructura y por su comportamiento.
Un homopolímero es una macromolécula formada por un solo tipo de monómeros; en cambio el copólimero se forma por dos o mas monómeros diferentes. Los termoplasticos son aquellos que reblandecen al calentarse y fluyen al aplicarseles una fuerza, al enfriarse pueden calentarse de nuevo y volver a reblandecer, polimerizan en cadenas lineales. (1-D) , los termo fijos son aquellos que reblandecen al calentarse por primera vez al enfriarse y volver a calentarse de nuevo se queman, polimerizan en redes moleculares (3D).
La polimerización es un proceso en el cual moléculas mas pequeñas se unen para crear moléculas gigantes. La polimerización puede ser por adición y su característica es que la unidad repetitiva tiene la misma fórmula química que la del monómero o por condensación y su característica involucra la aparición de un subproducto agua o alcohol.
Aplicaciones y características de algunos polímeros:
* -Polipropileno:
* -De acuerdo al acomodo del CH3
* A tactico.- Es aquel donde los grupos CH3 estan colocados ala azar
* Isostatico.- Los grupos CH3 estan colocados del mismo lado de la cadena principal.* Sindiotactico.- Los grupos CH3 estan alternados a uno y otro lado de la cadena principal.
* -Aplicaciones.- Envolturas de cajas de cigarros, jeringas, popotes, tapetes, etc.
* -Homopolímero.-Es de alta rigidez, tiene altas propiedades ópticas, es brillante y de facil procesamiento
* -Copólimero.-Es traslucido, dúctil, no posee barrera a las grasas, es permeable al agua.
* -Aplicaciones.- Se usa para contenedores de chocolates finos, bolsas y para defensas de automóviles.
* *ABS:
* -Acrilonitrilo.- Resistencia química, al rayado, al envejecimiento, al calor, a la tensión.
* -Butadieno.- Resistencia al impacto.
* -Estireno.- Procesabilidad, rigidez, brillo, transparencia.
* -Aplicaciones.- Paneles de computadora, carcasas de planchas, cajas de teléfono.

* -PET:
* -Es un material semicristalino, alta resistencia al impacto, transparente, larga vida, excelente al O2.
* -Generalmente se usa para embalague de bebidas carbonatadas, agua potable, aceite comestible, productos industriales, cosméticos, empaque de alimentos.
* -PVC:
* -Material amorfo menos de 10% de cristalinidad,
* -Se aplica en la industria eléctrica, piso, construcciones.
D.- Materiales Compuestos
Estan construidos por dos o mas materiales que generan propiedades que uno solo no puede dar, como le concreto, el triplay y la fibra de vidrio.
Ejemplo:
1.- Grafito en matriz epoxica.- Se aplica en componentes aeronauticos por su propiedad adecuada resistencia-peso.
2.-Carburo de tungsteno en matriz de cobalto.-Se aplica en herramientas de corte para maquinado gracias a su alta dureza y buena resistencia al impacto.
Un material compuesto se compone de:
* Matriz ----------- Refuerzo/Relleno
* Polimérica ------- Metal- Ceramico
* Ceramica ------- Metal- Polímero
* Metalica ------- Polímero- Ceramico
* Matriz.- Material que se encuentra en mayor proporción.
* Refuerzo.- Agregado en la matriz con el fin de mejorar propiedades del artículo terminado.
* Relleno.- Agregado en la matriz cuyo único fin es aglomerar mas material sin alterar las propiedades resultantes del material.
Los compuestos se clasifican en tres:
1) Con partículas,
2) Con fibras
3) Laminares

1) Compuestos Particulados.- Tienen grandes cantidades de partículas gruesas que no bloquean el deslizamiento con eficacia. Podemos encontrar:
* Carburos cementados.- Contienen partículas ceramicas duras dispersas en una matriz metalica.
* Contactos eléctricos.-Los materiales utilizados en interruptores y relevadores para contactos eléctricos deben ser resistentes al desgaste y conducir la electricidad, por lo que se usa plata reforzada con tungsteno
* Compuestos particulados de metales fundidos.- Son fundiciones de aluminio con partículas de SiC dispersas para aplicación automotriz, incluyendo pistones y bielas.
2) Compuestos reforzados con fibras.- Tienen mayor resistencia a la fatiga, mayor rigidez y mejor relación resistencia-peso, esto se logra al incorporar fibras resistentes y rígidas aunque fragiles, en una matriz blanda y dúctil,pues la matriz trasmite la resistencia a la fibra y esta resiste la fuerza.
* Longitud y diametro de las fibras.- Las fibras pueden ser cortas, largas o continuas, se caracterizan sus dimensiones mediante la relación forma, la resistencia mejora cuando la relación de forma es grande.
* Cantidad de fibras.- Una fracción de volumen de fibras incrementa la resistencia y la rigidez del compuesto, la fracción maxima es 80%.
* Propiedades de las fibras.- Son resistentes rígidas y de poco peso, las características mas importantes son resistencia específica y modulo especifico.
* Propiedades de las matrices.- Soporta a las fibras manteniéndolas en su posición correcta, trasfiere la carga a las fibras fuertes, las protege de los daños.
* Compuestos avanzados.- Son de matriz polimérica y reforzados con fibras poliméricas, metalicas o ceramicas. Se utilizan para artículos deportivos. Raquetas, palos de golf, cañas de pescar, etc.

* Compuestos de matriz metalica.- Se refuerzan con fibras metalicas o ceramicas para resistencia a la alta temperatura., en compuestos matriz metalica se usa el aluminio como en motores diesel, las fibras poliméricas por tener baja temperatura de fusión y degradación no se usan comúnmente, estos compuestos tienen aplicaciones en turborreactores y cohetes, una aplicación única para los compuestos de matriz metalica es el alambre superconductor que se requiere en los reactores de fusión.
* Compuestos de matriz ceramica: Los compuestos carbono-carbono, se usan para tener alta resistencia a latemperatura en aplicaciones aeroespaciales; los compuestos carbono-carbono se fabrican formando un tejido de fibra de carbono en un molde y luego se impregna con una resina organica, luego se piroliza y la resina se hace carbono; los compuestos matriz ceramica-fibra ceramica han obtenido una mayor resistencia y tenacidad a la fractura, los refuerzos de fibra mejoran la tenacidad de la matriz ceramica; la diferencia de la matriz ceramica con respecto a al polimérica o metalica es que la unión entre la matriz y el refuerzo/relleno debe ser mala y no buena.
3) Metales Compuestos Laminares.- Incluyen recubrimientos delgados, superficies protectoras mas gruesas, revestimientos metalicos, bimetalicos, laminados; estan diseñados para mejorar la resistencia a la corrosión conservando bajo costo, alta resistencia o bajo peso; tienen una resistencia superior al desgaste o a la abrasión y características de expansión térmicas poco usuales; para construir compuestos laminados se usan técnicas de deformación y de unión tales como:
* -Unión por laminación adhesiva.- Se colocan varias capas, entre ellas se coloca una película de polímero que no ha terminado de polimerizar, al comprimirse a altas temperaturas se polimeriza y se logra la unión.
* -Unión por explosión.- Una carga explosiva proporciona la presión requerida para la unión de los metales.
* -Soldadura capilar.- Las hojas metalicas separadas por un espacio pequeño, se calienta por encima de la temperatura de fusión del material de aporte, el cual ya fundido es atraído por acción capilara la unión

Propiedades y Usos Típicos de Metales.
Fundición gris

Contiene grafito en forma de hojuelas que causan baja resistencia y ductilidad, tienen alta resistencia a la compresión, buena maquinabilidad, resisten ala desgaste y a la fatiga térmica.
La mayoría de las fundiciones grises son aleaciones hipoeutécticas que contienen entre 2,5 y 4% de carbono. El proceso de grafitización se realiza con mayor facilidad si el contenido de carbono es elevado, las temperaturas elevadas y si la cantidad de elementos gratificantes presentes, especialmente el silicio, es la adecuada.
Para que gratifican la cementita eutéctica y la proeutectoide, aunque no la eutectoide, y así obtener una estructura final perlítica hay que controlar cuidadosamente el contenido de silicio y la velocidad de enfriamiento. El grafito adopta la forma de numerosas laminillas curvadas que son las que proporcionan a la fundición gris su característica fractura grisacea o negruzca.

Si la composición y la velocidad de enfriamiento son tales que la cementita eutectoide también se grafítica presentara entonces una estructura totalmente ferrítica ..Por el contrario, si se impide la grafitización de la cementita eutectoide, la matriz sera totalmente perlítica .La fundición gris constituida por mezcla de grafito y ferrita es la mas blanda y la que menor resistencia mecanica presenta; la resistencia a la tracción y la dureza aumentan con la cantidad de carbono combinada que existe, alcanzando su valor maximo en la fundición gris perlítica.
La mayoría de lasfundiciones contienen fósforo procedente del mineral de hierro en cantidades variables entre 0,10 y 0,90%, el cual se combina en su mayor parte con el hierro formando fosfuro de hierro (Fe3P). Este fosfuro forma un eutéctico ternario con la cementita y la austenita (perlita a temperatura ambiente) conocida como esteatita , la cual es uno de los constituyentes normales de las fundiciones. La esteadita, por sus propiedades físicas, debe controlarse con todo cuidado para obtener unas características mecanicas óptimas.

Fundición Blanca

Es una aleación dura y fragil, con cantidades masivas de Fe3C. Son aquellas en las que todo el carbono se encuentra combinado bajo la forma de cementita. Todas ellas son aleaciones hipoeutécticas y las transformaciones que tienen lugar durante su enfriamiento son analogas a las de la aleación de 2,5 % de carbono.
La figura 1 muestra la microestructura típica de las fundiciones blancas, la cual esta formada por dendritas de austenita transformada (perlita), en una matriz blanca de cementita. Observando la misma figura con mas aumentos, vemos que las areas oscuras son perlita

Estas fundiciones se caracterizan por su dureza y resistencia al desgaste, siendo sumamente quebradiza y difícil de mecanizar. Esta fragilidad y falta de maquinabilidad limita la utilización industrial de las fundiciones ' totalmente blancas ', quedando reducido su empleo a aquellos casos en que no se quiera ductilidad como en las camisas interiores de las hormigoneras, molinos de bolas, algunos tipos de estampas de estirar y en las boquillasde extrusión. También se utiliza en grandes cantidades, como material de partida, para la fabricación de fundición maleable.

Hierro Maleable

El Hierro, es un elemento metalico, magnético, maleable y de color blanco plateado. Tiene de número atómico 26 y es uno de los elementos de transición del sistema periódico.
También, es uno de los elementos metalicos mas abundantes en el planeta. Constituye aproximadamente el 4.5% de la corteza terrestre. Generalmente es encontrado en forma de óxido de magnetita (Fe304), hermatita (Fe203), limonita, u óxidos hidratados (Fe203 + NH20) También existen pequeñas cantidades de hierro combinadas con aguas naturales, en las plantas, y ademas es un componente de la sangre.
El hierro fue descubierto en la prehistoria y era utilizado como adorno y para fabricar armas. El objeto mas antiguo existente, es un grupo de cuentas oxidadas encontrado en Egipto, y data del 4000 a.c. El término arqueológico edad del hierro se aplica sólo al periodo en el que se extiende la utilización y el trabajo del hierro. El procesado moderno del hierro no comenzó en Europa central hasta la mitad del siglo XIV.
Fundición Maleable.- Se forma por el tratamiento térmico de la fundición o hierro blanco, con el tratamiento descomponen la cementita y se forman nódulos de grafito, esto genera resistencia y ductilidad.
Algunas características de este metal
El hierro puro tiene una dureza que oscila entre 4 y 5. Es blando, maleable y dúctil. Se magnetiza facilmente a temperatura ordinaria, y es difícil magnetizarlo en caliente. Aunos 790 °C desaparecen las propiedades magnéticas. El punto de fusión del hierro, es de unos 1.535 °C, un punto de ebullición de 2.750 °C. La densidad relativa de este metal es de 7,86. Su masa atómica es 55,847.

Estructura
El hierro tiene una estructura centrada en el cuerpo, a temperaturas normales. A temperaturas mas altas, tiene una estructura cúbica centrada en la cara. Este hecho es de gran importancia practica. En su forma de acero, el hierro siempre contiene una pequeña cantidad de carbono. Los atomos de carbono son menores que los atomos de hierro y, a temperaturas altas, se encajan en los espacios abiertos de la estructura centrada en la cara. Cuando el hierro se enfría, adquiere una forma cubica centrada en el cuerpo. En esa forma, los atomos de carbono no pueden colocarse en los espacios mas pequeños. Entonces, la red cristalina del hierro se distorsiona, debido al tamaño tan grande de los atomos de carbono, o el carbono se separa del hierro como carburo de hierro, Fe 3C.
Los cristales del hierro y del Fe3 existen en muchos tamaños y formas. La estructura final del cristal esta determinada por el por ciento del hierro y la rapidez de enfriamiento. Estas diferencias en la estructura cristalina, le dan la gran versatilidad que tiene el acero como un material industrial. También explican el hecho de que las propiedades del acero se pueden cambiar gradualmente por el tratamiento del calor.
Químicamente el hierro es un metal activo. Se combina con los halógenos (flúor, cloro, bromo, yodo y astato) y con el azufre, fósforo,carbono y silicio. Desplaza al hidrógeno de la mayoría de los acidos débiles. Arde con oxígeno formando tetróxido triférrico (óxido ferrosoférrico), Fe3O4. Expuesto al aire húmedo, se corroe formando óxido de hierro hidratado, una sustancia pardo-rojiza, escamosa, conocida comúnmente como orín. La formación de orín es un fenómeno electroquímico en el cual las impurezas presentes en el hierro interactúan eléctricamente con el hierro metal. Se establece una pequeña corriente en la que el agua de la atmósfera proporciona una disolución electrolítica. El agua y los electrólitos solubles aceleran la reacción. En este proceso, el hierro metalico se descompone y reacciona con el oxígeno del aire para formar el orín. La reacción es mas rapida en aquellos lugares donde se acumula el orín, y la superficie del metal acaba agujereandose, osea, se corroe.
Al sumergir hierro en acido nítrico concentrado, se forma una capa de óxido que lo hace pasivo, es decir, no reactivo químicamente con acidos u otras sustancias. La capa de óxido protectora se rompe facilmente golpeando o sacudiendo el metal, que vuelve así a ser activo.
Aplicaciones y producción
El hierro puro, preparado por la electrólisis de una disolución de sulfato de hierro (II), tiene un uso limitado. El hierro comercial contiene invariablemente pequeñas cantidades de carbono y otras impurezas que alteran sus propiedades físicas, pero éstas pueden mejorarse considerablemente añadiendo mas carbono y otros elementos de aleación.
La mayor parte del hierro se utiliza en formas sometidas a untratamiento especial, como el hierro forjado, el hierro colado y el acero. Comercialmente, el hierro puro se utiliza para obtener laminas metalicas galvanizadas y electroimanes. Los compuestos de hierro se usan en medicina para el tratamiento de la anemia, es decir, cuando desciende la cantidad de hemoglobina o el número de glóbulos rojos en la sangre.
En 1994, la producción anual de hierro se aproximaba a los 975 millones de toneladas.
Compuestos
Los compuestos de hierro (II) se oxidan facilmente a compuestos de hierro (III). El compuesto mas importante de hierro (II) es el sulfato de hierro (II), FeSO4, denominado caparrosa verde, que normalmente existe en forma de cristales verde palido que contienen siete moléculas de agua de hidratación. Se obtiene en grandes cantidades como subproducto al limpiar el hierro con baño químico, y se utiliza como mordiente en el teñido, para obtener tónicos medicinales y para fabricar tinta y pigmentos.
El óxido de hierro (III), un polvo rojo amorfo, se obtiene tratando sales de hierro (III) con una base, y también oxidando pirita. Se utiliza como pigmento, y se denomina rojo de hierro o rojo veneciano. También se usa como abrasivo para pulir y como medio magnetizable de cintas y discos magnéticos. El cloruro de hierro (III), que se obtiene en forma de cristales brillantes de color verde oscuro al calentar hierro con cloro, se utiliza en medicina y como una disolución alcohólica llamada tintura de hierro.
Los iones de hierro (II) y hierro (III) se combinan con los cianuros para formar compuestos decoordinación. El hexacianoferrato (II) de hierro (III) o ferrocianuro férrico, Fe4[Fe(CN)6]3, es un sólido amorfo azul oscuro formado por la reacción de hexacianoferrato (II) de potasio con una sal de hierro (III) y se conoce como azul de Prusia. Se usa como pigmento en pintura y como añil en el lavado de ropa para corregir el tinte amarillento dejado por las sales de hierro (II) en el agua. El hexacianoferrato (III) de potasio, K3Fe(CN)6, llamado prusiato rojo, se obtiene del hexacianoferrato (III) de hierro (II), Fe3[Fe(CN)6]2. A éste se le llama también azul de Turnbull y se usa para procesar el papel de calco. El hierro experimenta también ciertas reacciones fisicoquímicas con el carbono, que son esenciales para fabricar el acero.

Aceros

Los aceros son aleaciones de hierro carbono, aptas para ser deformadas en frío y en caliente. Generalmente el porcentaje de carbonono excede e 1,76%. El acero se obtiene sometiendo e arrabio a un proceso de descarburacion y eliminación de impurezas llamado afino (oxidación del elemento carbono)
Atendiendo al porcentaje de carbono, los aceros se clasifican en:
* Aceros hipoentectoides, si su porcentaje de carbono es inferior al punto S(entectoide), o sea al 0,89%.
* Aceros hiperentectoides, si su porcentaje de carbono es superior al punto S.
Desde el punto de vista de su composición, los aceros se pueden clasificar en dos grandes grupos:

Aceros al carbono

formados principalmente por hierro y carbono
Aceros aleados:

Contienen, ademas del carbono otros elementos en cantidadessuficientes como para alterar sus propiedades (dureza, puntos críticos, tamaño del grano, templabilidad, resistencia a la corrosión)
Con respecto a su composición, puede ser de baja o alta aleación y los elementos que puede contener el acero pueden ser tanto deseables como indeseables, en forma de impurezas.
Elementos que influyen en la resistencia a la corrosión.
El cromo favorece la resistencia a la corrosión; integra la estructura del cristal metalico, atrae el oxígeno y hace que el acero no se oxide. El molibdeno y el volframio también favorecen la resistencia ala oxidación.
Clasificación según la aplicación de los metales
En la industria, cada fabricante designa los aceros que produce con una denominación arbitraria, lo cual origina una verdadera complicación a la hora de elegir un acero o de establecer las equivalencias entre aceros de distintos fabricantes. Para evitar este inconveniente, el instituto del hierro y el acero adopta una clasificación que se ha incluido en las normas UNE españolas. (también existen las normas AISI de Estados Unidos)
El IHA clasifica los materiales metalúrgicos en 5 grandes grupos:
F- Aleaciones férreas
L- Aleaciones ligeras
C- Aleaciones de cobre
V- Aleaciones varias
S- Productos sintetizados
 
Estos productos metalúrgicos se clasifican en series, grupos y tipos.
Las series que corresponden a los aceros van desde la F-100 hasta la F-900.
La serie F-300 corresponde a los aceros resistentes a la oxidación y a la corrosión, en particular la serie F-310 corresponde a los aceros inoxidables.
Losaceros se suministran en estado bruto de forja o laminación
Tratamientos
Son los procesos a los que se somete los metales y aleaciones ya sea para modificar su estructura, cambiar la forma y tamaño de sus granos o bien por transformación de sus constituyentes.
El objeto de los tratamientos es mejorar las propiedades mecanicas, o adaptarlas, dandole características especiales a las aplicaciones que se le van a dar la las piezas de esta manera se obtiene un aumento de dureza y resistencia mecanica, así como mayor plasticidad o maquinabilidad para facilitar su conformación.
Los tratamientos pueden ser mecanicos, térmicos o consistir en la aportación de algún elemento a la superficie de la pieza.
Tratamientos térmicos: recocido, temple, revenido, normalizado
Tratamientos termoquímicos: cimentación, nitruración, cianurizacion, etc.
Tratamientos mecanicos
Se somete al metal a operaciones de deformación frío o caliente para mejorar sus propiedades mecanicas y ademas darle formas determinadas.
Al deformar mecanicamente un metal mediante martillado, laminado, etc., sus granos son deformados alargandose en el sentido de la deformación. Lo mismo pasa con las impurezas y defectos, se modifican las estructuras y las propiedades del metal.
Tratamientos en frío
Son los tratamientos realizados por debajo de la temperatura de recristalizacion, pueden ser profundos o superficiales.
Aumento de la dureza y la resistencia a la tracción.
Disminuye su plasticidad y tenacidad
Cambio en la estructura: deformación de granos y tensiones originadas, sedice entonces que el metal tiene acritud (cuanto mas deformación, mas dureza)
Se produce fragilidad en el sentido contrario a la deformación (falta de homogeneidad en la deformación iguales tensiones en las diferentes capas del metal)
Cuando el metal tiene acritud, solo debe usarse cuando no importe su fragilidad o cuando los esfuerzos solo actúen en la dirección de la deformación
Aceros resistentes a la oxidación y la corrosión
En los aceros inoxidables, la acción de los elementos aleados es sustancial, ademas de estructural, y depende del porcentaje del o los elementos de la aleación
El cromo es el elemento aleado que mas influye en la resistencia a la oxidación y a la corrosión de los aceros. Un 12% de cromo ya impide la corrosión por el aire ambiente húmedo. Para la oxidación a altas temperaturas se puede necesitar hasta un 30 %.
El Níquel mejora la resistencia a la corrosión de los aceros al cromo y el Molibdeno mejora la resistencia a la oxidación altas temperaturas.
Aceros inoxidablesson resistentes a la corrosión atmosférica, s los acidos y alcalis y a la oxidación a temperaturas no muy elevadas.
Clasificación según estructura en estado de utilización:
* Aceros ferriticos:
Estructura ferritica a cualquier temperatura (o se convierte en estructura ausenitica en el calentamiento). El grano no se regenera
Composición:
15-18% de cromo y una maxima de 0,12% de carbono
Resistencia a la corrosión superior a la de los martensiticos
20-80% de cromo y una maxima de 0,35% de carbono
Aceros al cromo-aluminio hasta un 4% masresistentes a la oxidación
Son difíciles de soldar y se usan en embuticion profunda por su gran ductilidad.
Son magnéticos.
 
Aceros martensiticos
-Gran dureza cuando se los enfría rapidamente una vez austenizados.
-12 - 14 % de cromo, 0,20 - 0,50% de carbono
-Principalmente en cuchillería.
-16-18% de cromo, 0,60-1; 20% de carbono
-Por temple adquieren grandes durezas.
-Resistentes a la corrosión y al desgaste
-Tipo normalizado AISI -311: acero inoxidable extra dulce.
-Menos del 0,1% de carbono, 13% de cromo y 0,30 % de níquel.
-Resiste a la corrosión atmosférica, la del agua corriente y la de los acidos y alcalis débiles.
-Facilmente sondable
-Usos: utensilios domesticos, griferia, ornamentacion, cuberteria, etc.
Aceros austeniticos:
-Estructura auseniticos a cualquier temperatura
-Baja conductividad calorífica
-Es el tipo de aceros mas utilizados
-Tipo normalizado AISI -314 Acero inoxidable ausenitico al cromo níquel conocido como18/8.Contiene 0,08% de carbono, 18% de cromo y 9% de níquel.
-Muy dúctil y resistente a la corrosión atmosférica, al agua de mar, al ataque de productos alimenticios, ciertos acidos minerales y de la mayoría de los acidos organicos.
Usos:
Construcción de equipos para la industria química y de la alimentación
Utensilios de cocina y aparatos domésticos que no requieren soldaduras en las zonas sometidas a fuerte corrosión.
Admite pulidos con acabados a espejo, por lo que también se usa para ornamentación.

Aluminio

Es el segundo metal mas abundante en la tierra
-El desarrollo de laenergía eléctrica y del proceso Hall-Heroult para la reducción electrolítica del Al2O3 hacia metal liquido permitió que el aluminio se muy utilizado en ingeniería y muy económico.
-Sus aplicaciones son botes de bebidas, aplicaciones domésticas, equipos para procesos químicos, equipo de trasmisión de energía eléctrica, componentes automotrices, ensambles aeroespaciales, etc.
-Entre sus mejores propiedades encontramos: Tiene una densidad de 2.70 gramos por centímetro cúbico, tiene un módulo de elasticidad alto, relación resistencia-peso excelentes, se usa cuando el peso es un factor importante como aeronaves y aplicaciones automotrices, las aleaciones de aluminio pueden ser 30 veces mas resistentes al aluminio puro, alta conductividad eléctrica y térmica, resistencia a la oxidación y corrosión, trabaja a bajas temperaturas y tiene mala resistencia al desgaste.
El aluminio se puede clasificar en:
* Aleaciones para forja.- Se conforman mediante deformación plastica, tienen composiciones y microestructuras diferentes a las de fundición; las aleaciones para forja 1xxx y 3xxx son de una sola fase y sus propiedades dependen del endurecimiento; las aleaciones 5xxx contienen dos fases a temperatura ambiente ademas es un compuesto intermetalico duro y fragil; las aleaciones 2xxx,6xxx y 7xxx son endurecibles por envejecimiento.
* Aleaciones para fundición.- Contienen suficiente silicio para causar una reacción eutéctica, dandoles bajos puntos de fusión y fluencia adecuada; tienen buena fluidez que hace que el metal liquido pase por el molde y nose solidifique prematuramente.
Cobre

Elemento químico, de símbolo Cu, con número atómico 29; uno de los metales de transición e importante metal no ferroso. Su utilidad se debe a la combinación de sus propiedades químicas, físicas y mecanicas, así como a sus propiedades eléctricas y su abundancia. El cobre fue uno de los primeros metales usados por los humanos.
La mayor parte del cobre del mundo se obtiene de los sulfuros minerales como la calcocita, covelita, calcopirita, bornita y enargita. Los minerales oxidados son la cuprita, tenorita, malaquita, azurita, crisocola y brocantita. El cobre natural, antes abundante en Estados Unidos, se extrae ahora sólo en Michigan. El grado del mineral empleado en la producción de cobre ha ido disminuyendo regularmente, conforme se han agotado los minerales mas ricos y ha crecido la demanda de cobre. Hay grandes cantidades de cobre en la Tierra para uso futuro si se utilizan los minerales de los grados mas bajos, y no hay probabilidad de que se agoten durante un largo periodo. 
El cobre es el primer elemento del subgrupo Ib de la tabla periódica y también incluye los otros metales de acuñación, plata y oro. Su atomo tiene la estructura electrónica 1s22s22p63s23p63d104s1. El bajo potencial de ionización del electrón 4s1 da por resultado una remoción facil del mismo para obtener cobre(I), o ion cuproso, Cu+, y el cobre(II), o ion cúprico, Cu2+, se forma sin dificultad por remoción de un electrón de la capa 3d. El peso atómico del cobre es 63.546. tiene dos isótopos naturales estables 63Cu y 65Cu.También se conocen nueve isótopos inestables (radiactivos). El cobre se caracteriza por su baja actividad química. Se combina químicamente en alguno de sus posibles estados de valencia. La valencia mas común es la de 2+ (cúprico), pero 1+ (cuproso) es también frecuente; la valencia 3+ ocurre sólo en unos cuantos compuestos inestables. 
Un metal comparativamente pesado, el cobre sólido puro, tiene una densidad de 8.96 g/cm3 a 20ºC, mientras que el del tipo comercial varía con el método de manufactura, oscilando entre 8.90 y 8.94. El punto de fusión del cobre es de 1083.0 (+/-) 0.1ºC (1981.4 +/- 0.2ºF). Su punto de ebullición normal es de 2595ºC (4703ºF). El cobre no es magnético; o mas exactamente, es un poco paramagnético. Su conductividad térmica y eléctrica son muy altas. Es uno de los metales que puede tenerse en estado mas puro, es moderadamente duro, es tenaz en extremo y resistente al desgaste. La fuerza del cobre esta acompañada de una alta ductibilidad. Las propiedades mecanicas y eléctricas de un metal dependen en gran medida de las condiciones físicas, temperatura y tamaño de grano del metal. 
De los cientos de compuestos de cobre, sólo unos cuantos son fabricados de manera industrial en gran escala. El mas importante es el sulfato de cobre(II) pentahidratado o azul de vitriolo, CuSO4 . 5H2O. Otros incluyen la mezcla de Burdeos; 3Cu(OH)2CuSO4; verde de París, un complejo de meta arsenito y acetato de cobre; cianuro cuproso, CuCN; óxido cuproso, Cu2O; cloruro cúprico, CuCL2; óxido cúprico, CuO; carbonato basico cúprico; naftenatode cobre, el agente mas ampliamente utilizado en la prevención de la putrefacción de la madera, telas, cuerdas y redes de pesca. Las principales aplicaciones de los compuestos de cobre las encontramos en la agricultura, en especial como fungicidas e insecticidas; como pigmentos; en soluciones galvanoplasticas; en celdas primarias; como mordentes en teñido, y como catalizadores.   
Aplicaciones y propiedades
-El cobre se produce mediante un proceso piro metalúrgico (altas temp.), para esto se concentra mineral de cobre con azufre y se convierte en un masa de sulfuro de hierro y sulfuro de cobre, se introduce oxígeno y el sulfuro de hierro se hace óxido de hierro y el sulfuro de cobre se hace cobre impuro llamado blíster que al final es purificado.
-Las aleaciones de cobre tienen resistencia a la fatiga y buena termofluencia; resistencia mecanica menor a la del aluminio o magnesio.
-Las aleaciones se aplican en componentes eléctricos como alambres, bombas, valvulas y componentes de plomería.
Su punto de fusión es de 1.083 °C, mientras que su punto de ebullición es de unos 2.567 °C, y tiene una densidad relativa de 8,9 g/cm3. Su masa atómica es 63,846.
El cobre ha sido utilizado para una gran variedad de aplicaciones a causa de sus ventajosas propiedades como son la conductividad del calor y electricidad, la resistencia a la corrosión, así como su maleabilidad y ductilidad, ademas de su belleza. Debido a su extraordinaria conductividad, sólo superada por la plata, el uso mas extendido del cobre se da en la industria eléctrica.
Suductilidad permite transformarlo en cables de cualquier diametro, desde 0,025 mm en adelante. La resistencia a la tracción del alambre de cobre estirado es de unos 4.200 kg/cm2. Puede usarse tanto en cables y líneas de alta tensión exteriores como en el cableado eléctrico en interiores, cables de lamparas y maquinaria eléctrica en general: generadores, motores, reguladores, equipos de señalización, aparatos electromagnéticos y sistemas de comunicaciones.
A lo largo de la historia, el cobre se ha utilizado para acuñar monedas y confeccionar útiles de cocina, tinajas y objetos ornamentales. En un tiempo era frecuente reforzar con cobre la quilla de los barcos de madera para proteger el casco ante posibles colisiones. El cobre puede galvanizarse facilmente como tal o como base para otros metales. Con este fin se emplean grandes cantidades en la producción de electrotipos (reproducción de caracteres de impresión).
La metalurgia del cobre varía según la composición de la mena. El cobre en bruto se tritura, se lava y se prepara en barras. Los óxidos y carbonatos se reducen con carbono. Las menas mas importantes, las formadas por sulfuros, no contienen mas de un 12% de cobre, llegando en ocasiones tan sólo al 1%, y han de triturarse y concentrarse por flotación. Los concentrados se funden en un horno de reverbero que produce cobre metalico en bruto con una pureza aproximada del 98%. Este cobre en bruto se purifica posteriormente por electrólisis, obteniéndose barras con una pureza que supera el 99,9 por ciento.
El cobre puro es blando pero puedeendurecerse posteriormente. Las aleaciones de cobre, mucho mas duras que el metal puro, presentan una mayor resistencia y por ello no pueden utilizarse para fines eléctricos. No obstante, su resistencia a la corrosión es casi tan buena como la del cobre puro y son de facil manejo. Las dos aleaciones mas importantes son el latón, una aleación con cinc, y el bronce, una aleación con estaño. A menudo tanto el cinc como el estaño se funden en una misma aleación, haciendo difícil una diferenciación precisa entre el latón y el bronce. Ambos se emplean en grandes cantidades. También se usa el cobre en aleaciones con oro, plata y níquel, y es un componente importante en aleaciones como el monel, el bronce de cañón y la plata alemana.
El cobre forma dos series de compuestos químicos: de cobre (I), en la que el cobre tiene una valencia de 1, y de cobre (II), en la que su valencia es de 2. Los compuestos de cobre (I) apenas tienen importancia en la industria y se convierten facilmente en compuestos de cobre (II) al oxidarse por la simple exposición al aire. Los compuestos de cobre (II) son estables. Algunas soluciones de cobre tienen la propiedad de disolver la celulosa, por lo que se usan grandes cantidades de cobre en la fabricación de rayón. También se emplea el cobre en muchos pigmentos, en insecticidas como el verde de Schweinfurt, o en fungicidas como la mezcla de Burdeos, aunque para estos fines esta siendo sustituido ampliamente por productos organicos sintéticos.
Estado natural
El cobre ocupa el lugar 25 en abundancia entre los elementos dela corteza terrestre. Frecuentemente se encuentra agregado con otros metales como el oro, plata, bismuto y plomo, apareciendo en pequeñas partículas en rocas, aunque se han encontrado masas compactas de hasta 420 toneladas. El cobre se encuentra por todo el mundo en la lava basaltica, localizandose el mayor depósito conocido en la cordillera de los Andes en Chile, bajo la forma de pórfido.
Este país posee aproximadamente el 25% de las reservas mundiales conocidas de cobre y a comienzos de 1980 se convirtió en el primer país productor de este mineral. Los principales yacimientos se localizan en Chuquicamata, Andina, El Salvador y El Teniente. Las principales fuentes del cobre son la calcopirita y la bornita, sulfuros mixtos de hierro y cobre. Otras menas importantes son los sulfuros de cobre calcosina, que se encuentra en Chile, México, Estados Unidos y la antigua URSS; y la covellina, en Estados Unidos.
La enargita, un sulfoarseniato de cobre, se encuentra en Yugoslavia, Surafrica y América del Norte; la azurita, un carbonato basico de cobre, en Francia y Australia, y la malaquita, otro carbonato basico de cobre, en los montes Urales, Namibia y Estados Unidos. La tetraedrita, un sulfantimoniuro de cobre y de otros metales, y la crisocolla, un silicato de cobre, se hallan ampliamente distribuidos en la naturaleza. La cuprita, un óxido, en España, Chile, Perú y Cuba, y la atacamita, un cloruro basico, cuyo nombre proviene de la región andina de Atacama, en el norte de Chile y Perú.


Magnesio

Con una densidad de sólo dos tercios dela del aluminio, tiene incontables aplicaciones en casos en donde el ahorro de peso es de importancia. También tiene muchas propiedades químicas y metalúrgicas deseables que lo hacen apropiado en una gran variedad de aplicaciones no estructurales.  
Es muy abundante en la naturaleza, y se halla en cantidades importantes en muchos minerales rocosos, como la dolomita, magnesita, olivina y serpentina. Ademas se encuentra en el agua de mar, salmueras subterraneas y lechos salinos. Es el tercer metal estructural mas abundante en la corteza terrestre, superado solamente por el aluminio y el hierro. 
El magnesio (magnesio) es químicamente muy activo, desplaza al hidrógeno del agua en ebullición y un gran número de metales se puede preparar por reducción térmica de sus sales y óxidos con magnesio. Se combina con la mayor parte de los no metales y practicamente con todos los acidos. El magnesio reacciona sólo ligeramente o nada con la mayor parte de los alcalis y muchas sustancias organicas, como hidrocarburos, aldehídos, alcoholes, fenoles, aminas, ésteres y la mayor parte de los aceites.
Utilizado como catalizador, el magnesio sirve para promover reacciones organicas de condensación, reducción, adición y desalienación. Se ha usado largo tiempo en la síntesis de compuestos organicos especiales y complejos por medio de la conocida reacción de Grignard. Los principales ingredientes de aleaciones son: aluminio, manganeso, zirconio, zinc, metales de tierras raras y torio.
Los compuestos de magnesio se utilizan mucho en la industria y laagricultura.  El metal, aislado por vez primera por el químico britanico Humphry Davy en 1808, se obtiene hoy en día principalmente por la electrólisis del cloruro de magnesio fundido. El magnesio es maleable y dúctil cuando se calienta. Exceptuando el berilio, es el metal mas ligero que permanece estable en condiciones normales. El oxígeno, el agua o los alcalis no atacan al metal a temperatura ambiente. Reacciona con los acidos, y cuando se calienta a unos 800 °C reacciona también con el oxígeno y emite una luz blanca radiante.
El magnesio tiene un punto de fusión de unos 649 °C, un punto de ebullición de unos 1.107 °C y una densidad de 1,74 g/cm3; su masa atómica es 24,305. El magnesio ocupa el sexto lugar en abundancia natural entre los elementos de la corteza terrestre. Existe en la naturaleza sólo en combinación química con otros elementos, en particular, en los minerales carnalita, dolomita y magnesita, en muchos silicatos constituyentes de rocas y como sales, por ejemplo el cloruro de magnesio, que se encuentra en el mar y en los lagos salinos. Es un componente esencial del tejido animal y vegetal.
* -Es mas ligero al aluminio y su resistencia a la corrosión es casi igual al aluminio.
* -Tiene bajo módulo de elasticidad, baja resistencia a la fatiga y al desgaste.
* -Riesgo durante la fundición y maquinado pues se combina facilmente con el oxígeno y arde.
* -Tiene estructura HC y es menos dúctil que el aluminio.
Aplicaciones
El magnesio forma compuestos bivalentes, siendo el mas importante el carbonato de magnesio(MgCO3), que se forma por la reacción de una sal de magnesio con carbonato de sodio y se utiliza como material refractario y aislante. El cloruro de magnesio (MgCl2·6H2O), que se forma por la reacción de carbonato u óxido de magnesio con acido clorhídrico, se usa como material de relleno en los tejidos de algodón y lana, en la fabricación de papel y de cementos y ceramicas.
Otros compuestos son el citrato de magnesio (Mg3(C6H5O7)2·4H2O), que se forma por la reacción de carbonato de magnesio con acido cítrico y se usa en medicina y en bebidas efervescentes; el hidróxido de magnesio, (Mg(OH)2), formado por la reacción de una sal de magnesio con hidróxido de sodio, y utilizado en medicina como laxante, 'leche de magnesia', y en el refinado de azúcar; sulfato de magnesio (MgSO4·7H2O), llamado sal de Epson y el óxido de magnesio (MgO), llamado magnesia o magnesia calcinada, que se prepara calcinando magnesio con oxígeno o calentando carbonato de magnesio, y que se utiliza como material refractario y aislante, en cosméticos, como material de relleno en la fabricación de papel y como laxante antiacido suave.
Las aleaciones de magnesio presentan una gran resistencia a la tracción. Cuando el peso es un factor a considerar, el metal se utiliza aleado con aluminio o cobre en fundiciones para piezas de aviones; en miembros artificiales, aspiradoras e instrumentos ópticos, y en productos como esquíes, carretillas, cortadoras de césped y muebles para exterior. El metal sin alear se utiliza en flashes fotograficos, bombas incendiarias y señales luminosas,como desoxidante en la fundición de metales y como afinador de vacío, una sustancia que consigue la evacuación final en los tubos de vacío.
La producción mundial estimada de magnesio en 1989 fue de 350.000 toneladas.
Níquel

Símbolo Ni, número atómico 28, metal duro, blanco plateado, dúctil y maleable. La masa atómica del níquel presente en la naturaleza es 58.71. El níquel tiene cinco isótopos naturales con masas atómicas de 58, 60, 61, 62, 64. También se han identificado siete isótopos radiactivos, con números de masa de 56, 57, 59, 63, 65, 66 y 67.
La mayor parte del níquel comercial se emplea en el acero inoxidable y otras aleaciones resistentes a la corrosión. También es importante en monedas como sustituto de la plata. El níquel finamente dividido se emplea como catalizador de hidrogenación. 
 
El níquel es un elemento bastante abundante, constituye cerca de 0.008% de la corteza terrestre y 0.01% de las rocas ígneas. En algunos tipos de meteoritos hay cantidades apreciables de níquel, y se piensa que existen grandes cantidades en el núcleo terrestre. Dos minerales importantes son los sulfuros de hierro y níquel, pentlandita y pirrotita (Ni, Fe)xSy; el mineral garnierita, (Ni, Mg)SiO3.nH2O, también es importante en el comercio. El níquel se presenta en pequeñas cantidades en plantas y animales. Esta presente en pequeñas cantidades en el agua de mar, el petróleo y en la mayor parte del carbón. 
 
El níquel metalico es fuerte y duro (3.8 en la escala de Mohs), Cuando esta finamente dividido, es de color negro. La densidad delníquel es 8.90 veces la del agua a 20ºC (68ºF); se funde a 1455ºC (2651ºF) y hierve a 2840ºC (5144ºF); es sólo moderadamente reactivo. Resiste la corrosión alcalina y no se inflama en trozos grandes, pero los alambres muy finos pueden incendiarse. Esta por encima del hidrógeno en la serie electroquímica; se disuelve con lentitud en acidos diluidos liberando hidrógeno. En forma metalica es un agente reductor fuerte.
El níquel es dispositivo en sus compuestos, pero también puede existir en los estados de oxidación 0, 1+, 3+, 4+. Ademas de los compuestos simples o sales, el níquel forma una variedad de compuestos de coordinación o complejos. La mayor parte de los compuestos de níquel son verdes o azules a causa de la hidratación o de la unión de otros ligados al metal. El ion níquel presente en soluciones acuosas de compuestos simples es a su vez un complejo, el [Ni(H2O)6]2+.   
Propiedades
El níquel es un metal duro, maleable y dúctil, que puede presentar un intenso brillo. Tiene propiedades magnéticas por debajo de 345 °C. Aparece bajo cinco formas isotópicas diferentes. El níquel metalico no es muy activo químicamente. Es soluble en acido nítrico diluido, y se convierte en pasivo (no reactivo) en acido nítrico concentrado. No reacciona con los alcalis. Tiene un punto de fusión de 1.455 °C, y un punto de ebullición de 2.730 °C, su densidad es de 8,9 g/cm3 y su masa atómica 58,69.
Estado Natural
El níquel aparece en forma de metal en los meteoros. También se encuentra, en combinación con otros elementos, en minerales como la garnierita,milerita, niquelita, pentlandita y pirrotina, siendo estos dos últimos las principales menas del níquel. Ocupa el lugar 22 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre.
Las menas de níquel contienen generalmente impurezas, sobre todo de cobre. Las menas de sulfuros, como las de pentlandita y pirrotina niquelífera se suelen fundir en altos hornos y se envían en forma de matas de sulfuro de cobre y níquel a las refinerías, en donde se extrae el níquel mediante procesos diversos. En el proceso electrolítico, el níquel se deposita en forma de metal puro, una vez que el cobre ha sido extraído por deposición a un voltaje distinto y con un electrólito diferente. En el proceso de Mond, el cobre se extrae por disolución en acido sulfúrico diluido, y el residuo de níquel se reduce a níquel metalico impuro. Al hacer pasar monóxido de carbono por el níquel impuro se forma carbonilo de níquel (Ni(CO)4), un gas volatil. Este gas calentado a 200 °C se descompone, depositandose el níquel metalico puro.
El níquel se emplea como protector y como revestimiento ornamental de los metales; en especial de los que son susceptibles de corrosión como el hierro y el acero. La placa de níquel se deposita por electrólisis de una solución de níquel. Finamente dividido, el níquel absorbe 17 veces su propio volumen de hidrógeno y se utiliza como catalizador en un gran número de procesos, incluida la hidrogenación del petróleo.
El níquel se usa principalmente en aleaciones, y aporta dureza y resistencia a la corrosión en el acero. El acero de níquel, quecontiene entre un 2% y un 4% de níquel, se utiliza en piezas de automóviles, como ejes, cigüeñales, engranajes, llaves y varillas, en repuestos de maquinaria y en placas para blindajes. Algunas de las mas importantes aleaciones de níquel son la plata alemana, el invar, el monel, el nicromo y el permalloy. Las monedas de níquel en uso son una aleación de 25% de níquel y 75% de cobre. El níquel es también un componente clave de las baterías de níquel-cadmio.
Los mayores depósitos de níquel se encuentran en Canada, y se han descubierto ricos yacimientos en el norte de Quebec en 1957. Le siguen en importancia como productores de níquel, Cuba, Puerto Rico, la antigua Unión Soviética (URSS), China y Australia. La producción mundial minera de níquel alcanzó en 1991 unas 923.000 toneladas.
Compuestos
El níquel forma fundamentalmente compuestos divalentes, aunque se dan casos en estados de oxidación formales que varían entre -1 y +4. La mayoría de las sales de níquel, como el cloruro de níquel (II), NiCl2, sulfato de níquel (II), NiSO4, y nitrato de níquel (II), Ni(NO3)2, presentan color verde o azul, y estan generalmente hidratadas. El sulfato de amonio y níquel (NiSO4 · (NH4)2SO4 · 6H2O) se utiliza en soluciones para galvanizado de níquel.
Los compuestos del níquel se identifican frecuentemente añadiendo un reactivo organico, la dimetilglioxima, la cual reacciona con el níquel para formar un precipitado floculante de color rojo.

Plomo

Elemento químico, Pb, número atómico 82 y peso atómico 207.19. El plomo es un metal pesado (densidadrelativa, o gravedad específica, de 11.4 s 16ºC (61ºF)), de color azuloso, que se empaña para adquirir un color gris mate. Es flexible, inelastico, se funde con facilidad, se funde a 327.4ºC (621.3ºF) y hierve a 1725ºC (3164ºF). Las valencias químicas normales son 2 y 4. Es relativamente resistente al ataque de los acidos sulfúrico y clorhídrico. Pero se disuelve con lentitud en acido nítrico. El plomo es anfótero, ya que forma sales de plomo de los acidos, así como sales metalicas del acido plúmbico. El plomo forma muchas sales, óxidos y compuestos organometalicos.   
Industrialmente, sus compuestos mas importantes son los óxidos de plomo y el tetraetilo de plomo. El plomo forma aleaciones con muchos metales y, en general, se emplea en esta forma en la mayor parte de sus aplicaciones. Todas las aleaciones formadas con estaño, cobre, arsénico, antimonio, bismuto, cadmio y sodio tienen importancia industrial.   
Los compuestos del plomo son tóxicos y han producido envenenamiento de trabajadores por su uso inadecuado y por una exposición excesiva a los mismos. Sin embargo, en la actualidad el envenenamiento por plomo es raro en virtud de la aplicación industrial de controles modernos, tanto de higiene como relacionados con la ingeniería.
El mayor peligro proviene de la inhalación de vapor o de polvo. En el caso de los compuestos organoplúmbicos, la absorción a través de la piel puede llegar a ser significativa. Algunos de los síntomas de envenenamiento por plomo son dolores de cabeza, vértigo e insomnio. En los casos agudos, por lo común sepresenta estupor, el cual progresa hasta el coma y termina en la muerte. El control médico de los empleados que se encuentren relacionados con el uso de plomo comprende pruebas clínicas de los niveles de este elemento en la sangre y en la orina. Con un control de este tipo y la aplicación apropiada de control de ingeniería, el envenenamiento industrial causado por el plomo puede evitarse por completo.   
El plomo rara vez se encuentra en su estado elemental, el mineral mas común es el sulfuro, la galeana, los otros minerales de importancia comercial son el carbonato, cerusita, y el sulfato, anglesita, que son mucho mas raros. También se encuentra plomo en varios minerales de uranio y de torio, ya que proviene directamente de la desintegración radiactiva (decaimiento radiactivo). Los minerales comerciales pueden contener tan poco plomo como el 3%, pero lo mas común es un contenido de poco mas o menos el 10%. Los minerales se concentran hasta alcanzar un contenido de plomo de 40% o mas antes de fundirse.    
El uso mas amplio del plomo, como tal, se encuentra en la fabricación de acumuladores. Otras aplicaciones importantes son la fabricación de tetraetilplomo, forros para cables, elementos de construcción, pigmentos, soldadura suave y municiones.    
 Se estan desarrollando compuestos organoplúmbicos para aplicaciones como son la de catalizadores en la fabricación de espuma de poliuretano, tóxicos para las pinturas navales con el fin de inhibir la incrustación en los cascos, agentes biocidas contra las bacterias grampositivas, protección dela madera contra el ataque de los barrenillos y hongos marinos, preservadores para el algodón contra la descomposición y el moho, agentes molusquicidas, agentes antihelmínticos, agentes reductores del desgaste en los lubricantes e inhibidores de la corrosión para el acero.  
Merced a su excelente resistencia a la corrosión, el plomo encuentra un amplio uso en la construcción, en particular en la industria química. Es resistente al ataque por parte de muchos acidos, porque forma su propio revestimiento protector de óxido. Como consecuencia de esta característica ventajosa, el plomo se utiliza mucho en la fabricación y el manejo del acido sulfúrico.     
Durante mucho tiempo se ha empleado el plomo como pantalla protectora para las maquinas de rayos X. En virtud de las aplicaciones cada vez mas amplias de la energía atómica, se han vuelto cada vez mas importantes las aplicaciones del plomo como blindaje contra la radiación.  
Su utilización como forro para cables de teléfono y de televisión sigue siendo una forma de empleo adecuada para el plomo. La ductilidad única del plomo lo hace particularmente apropiado para esta aplicación, porque puede estirarse para formar un forro continuo alrededor de los conductores internos.   
El uso del plomo en pigmentos ha sido muy importante, pero esta decreciendo en volumen. El pigmento que se utiliza mas, en que interviene este elemento, es el blanco de plomo 2PbCO3.Pb(OH)2; otros pigmentos importantes son el sulfato basico de plomo y los cromatos de plomo.   
Se utilizan una gran variedad decompuestos de plomo, como los silicatos, los carbonatos y sales de acidos organicos, como estabilizadores contra el calor y la luz para los plasticos de cloruro de polivinilo. Se usan silicatos de plomo para la fabricación de fritas de vidrio y de ceramica, las que resultan útiles para introducir plomo en los acabados del vidrio y de la ceramica. El azufro de plomo, Pb(N3)2, es el detonador estandar para los explosivos. Los arsenatos de plomo se emplean en grandes cantidades como insecticidas para la protección de los cultivos. El litargirio (óxido de plomo) se emplea mucho para mejorar las propiedades magnéticas de los imanes de ceramica de ferrita de bario.
Asimismo, una mezcla calcinada de zirconato de plomo y de titanato de plomo, conocida como PZT, esta ampliando su mercado como un material piezoeléctrico.  

Estaño

Elemento químico, de símbolo Sn, número atómico 50 y peso atómico 118.69. Forma compuesto de estaño(II) o estañoso(Sn2+) y estaño(IV) o estanico (Sn4+), así como sales complejas del tipo estanito (M2SnX4) y estanato (M2SnX6).  
Se funde a baja temperatura; tiene gran fluidez cuando se funde y posee un punto de ebullición alto. es suave, flexible y resistente a la corrosión en muchos medios. Una aplicación importante es el recubrimiento de envases de acero para conservar alimentos y bebidas. Otros empleos importantes son: aleaciones para soldar, bronces, pletres y aleaciones industriales diversas. Los productos químicos de estaño, tanto inorganicos como organicos, se utilizan mucho en las industrias de galvanoplastia,ceramica y plasticos, y en la agricultura. 
 El mineral del estaño mas importante es la casiterita, SnO2. No se conocen depósitos de alta calidad de este mineral. La mayor parte del mineral de estaño del mundo se obtiene de depósitos aluviales de baja calidad.   
 Existen dos formas alotrópicas del estaño: estaño blanco y estaño gris. Es estño reacciona tanto con acidos fuertes como con bases fuertes, pero es relativamente resistente a soluciones casi neutras. En muy diversas circunstancias corrosiva, no se desprende el gas hidrógeno del estaño y la velocidad de corrosión esta controlada por el suministro de oxígeno u otros agentes oxidantes; en su ausencia, la corrosión es despreciable.
Se forma una película delgada de óxido estanico sobre el estaño que esta expuesto al aire y esto origina una protección superficial. Las sales que tienen una reacción acida en solución, como el cloruro de aluminio y el cloruro férrico, atacan el estaño en presencia de oxidantes o aire. La mayor parte de los líquidos no acuosos, como los aceite, los alcoholes o los hidrocarburos clorinados, no tienen efectos obvios sobre el estaño o son muy pequeños. El estaño y las sales inorganicas simples no son tóxicos, pero sí lo son algunas formas de compuesto organoestañosos. 
El óxido estanoso, SnO es un producto cristalino de color negro-azul, soluble en los acidos comunes y en bases fuertes. Se emplea para fabricar sales estanosas en galvanoplastia y en manufactura de vidrio. El óxido estanico, SnO2, es un polvo blanco, insoluble en acidos y alcalis. Es un excelenteopacador de brillo y componente de colorantes ceramicos rosas, amarillos y marrones y de cuerpos refractarios y dieléctricos. Es un importante agente pulidor del marmol y de las piedras decorativas. 
El cloruro estanoso, SnCl2, es el ingrediente principal en el galvano estañado acido con electrólitos e intermediario de algunos compuesto químicos de estaño. El cloruro estanico, SnCl4, en la forma pentahidratada es un sólido blanco. Se utiliza en la preparación de compuestos organoestañosos y químicos para añadir peso a la seda y para estabilizar perfumes y colores en jabones. El fluoruro estañoso, SnF2, compuesto blanco soluble en agua, es un aditivo de las pastas dentales. 
 Los compuestos organoestañosos son aquellos en que existe al menos un enlace estaño-carbono; el estaño suele presentar un estado de oxidación de +IV. Los compuestos organoestañosos que encuentran aplicación en la industria son los que tienen la fórmula R4Sn, R3SnX, R2SnX2 y RSnX3. R es un grupo organico, como metilo, butilo, octilo, o fenilo, mientras que X es un sustituyente inorganico, por lo regular cloruro, fluoruro, óxido, hidróxido, carboxilatos o tioles. 
 Efectos del Estaño sobre la salud 
El estaño se aplica principalmente en varias sustancias organicas. Los enlaces organicos de estaño son las formas mas peligrosas del estaño para los humanos. A pesar de su peligro son aplicadas en gran número de industrias, tales como la industria de la pintura y del plastico, y en la agricultura a través de los pesticidas.  El número de aplicaciones de las sustanciasorganicas del estaño sigue creciendo, a pesar del hecho de que conocemos las consecuencias del envenenamiento por estaño. 
Los efectos de las sustancias organicas de estaño pueden variar. Dependen del tipo de sustancia que esta presente y del organismo que esta expuesto a ella. El estaño trietílico es la sustancia organica del estaño mas peligrosa para los humanos. Tiene enlaces de hidrógeno relativamente cortos. Cuanto mas largos sean los enlaces de hidrógeno, menos peligrosa para la salud humana sera la sustancia del estaño. Los humanos podemos absorber enlaces de estaño a través de la comida y la respiración y a través de la piel. La toma de enlaces de estaño puede provocar efectos agudos así como efectos a largo plazo
El estaño es muy dúctil y maleable a 100 °C de temperatura y es atacado por los acidos fuertes. Ordinariamente es un metal blanco plateado, pero a temperaturas por debajo de los 13 °C se transforma a menudo en una forma alotrópica (claramente distinta) conocida como estaño gris, que es un polvo amorfo de color grisaceo con una densidad relativa de 5,75. Debido al aspecto moteado de los objetos de estaño que sufren esta descomposición, a esta acción se la denomina comúnmente enfermedad del estaño o peste del estaño. Al doblar una barra de estaño ordinaria, ésta emite un sonido crepitante llamado grito del estaño, producido por la fricción de los cristales.
El estaño ocupa el lugar 49 entre los elementos de la corteza terrestre. El estaño ordinario tiene un punto de fusión de 232 °C, un punto de ebullición de 2.260 °C yuna densidad relativa de 7,28. Su masa atómica es 118,69. El mineral principal del estaño es la casiterita (o estaño vidrioso), SnO2, que abunda en Inglaterra, Alemania, la península de Malaca, Bolivia, Brasil y Australia.
En la extracción de estaño, primero se muele y se lava el mineral para quitarle las impurezas, y luego se calcina para oxidar los sulfuros de hierro y de cobre. Después de un segundo lavado, se reduce el mineral con carbono en un horno de reverbero; el estaño fundido se recoge en la parte inferior y se moldea en bloques conocidos como estaño en lingotes. En esta forma, el estaño se vuelve a fundir a bajas temperaturas; las impurezas forman una masa infusible. El estaño también puede purificarse por electrólisis.
Compuestos
El estaño forma acido estantico, H2SnO4, al calentarlo en aire u oxígeno a altas temperaturas. Se disuelve en acido clorhídrico formando cloruro de estaño (II), SnCl2, y en agua regia produciendo cloruro de estaño (IV), SnCl4, y reacciona con una disolución de hidróxido de sodio formando estannito de sodio y gas hidrógeno. El estaño se disuelve en acido nítrico frío y muy diluido, formando nitrato de estaño (II) y nitrato de amonio; en acido nítrico concentrado produce acido metaestannico, H2SnO3.
El sulfuro de estaño (II), SnS, se obtiene en forma de precipitado castaño oscuro por la acción del sulfuro de hidrógeno sobre una disolución de cloruro de estaño (IV). El sulfuro de estaño (IV), SnS2, se produce pasando sulfuro de hidrógeno a través de una disolución de sal de estaño (IV). Los doshidróxidos de estaño, Sn(OH)2 y Sn(OH)4, se producen añadiendo un hidróxido soluble a disoluciones de sales de estaño (II) y de estaño (IV). El óxido de estaño (II), SnO, un polvo negro insoluble, se obtiene calentando oxalato de estaño (II) en ausencia de aire. En presencia de aire, el óxido estaño (II) arde para formar el dióxido, u óxido estaño (IV), SnO2, un sólido blanco insoluble. El dióxido también puede prepararse calentando acido estantico o estaño metalico en aire a alta temperatura.
Aplicaciones
El estaño es un metal muy utilizado en centenares de procesos industriales en todo el mundo. En forma de hojalata, se usa como capa protectora para recipientes de cobre, de otros metales utilizados para fabricar latas, y artículos similares. El estaño es importante en las aleaciones comunes de bronce (estaño y cobre), en la soldadura (estaño y plomo) y en el metal de imprenta (estaño, plomo y antimonio) (véase Metalistería). También se usa aleado con titanio en la industria aeroespacial, y como ingrediente de algunos insecticidas. El sulfuro estaño (IV), conocido también como oro musivo, se usa en forma de polvo para broncear artículos de madera. Los países mayores productores de estaño son China, Indonesia, Perú, Brasil y Bolivia
Zinc

Elemento químico de símbolo Zn, número atómico 30 y peso atómico 65.37. Es un metal maleable, dúctil y de color gris. Se conocen 15 isótopos, cinco de los cuales son estables y tienen masas atómicas de 64, 66, 67, 68 y 70. Cerca de la mitad del zinc común se encuentra como isótopo de masa atómica 64.
Losusos mas importantes del zinc los constituyen las aleaciones y el recubrimiento protector de otros metales. El hierro o el acero recubiertos con zinc se denominan galvanizados, y esto puede hacerse por inmersión del artículo en zinc fundido (proceso de hot-dip), depositando zinc electrolíticamente sobre el artículo como un baño chapeado (electro galvanizado), exponiendo el artículo a zinc en polvo cerca de su punto de fusión (sherardizing) o rociandolo con zinc fundido (metalizado).  
El zinc es uno de los elementos menos comunes; se estima que forma parte de la corteza terrestre en un 0.0005-0.02%. Ocupa el lugar 25 en orden de abundancia entre los elementos. Su principal mineral es la blenda, marmatita o esfalerita de zinc, ZnS. Es un elemento esencial para el desarrollo de muchas clases de organismos vegetales y animales. La deficiencia de zinc en la dieta humana deteriora el crecimiento y la madurez y produce también anemia. La insulina es una proteína que contiene zinc. El zinc esta presente en la mayor parte de los alimentos, especialmente en los que son ricos en proteínas. En promedio, el cuerpo humano contiene cerca de dos gramos de zinc.  
El zinc puro y recientemente pulido es de color blanco azuloso, lustroso y moderadamente duro (2.5 en la escala de Mohs). El aire húmedo provoca su empañamiento superficial, haciendo que tenga color gris. El zinc puro es dúctil y maleable pudiéndose enrollar y tensar, pero cantidades pequeñas de otros metales como contaminantes pueden volverlo quebradizo. Se funde a 420ºC (788ºF) y hierve a 907ºC(1665ºF). Su densidad es 7.13 veces mayor que la del agua, ya que un pie cúbico (0.028m3) pesa 445 Ib (200 Kg).  
El zinc es buen conductor del calor y la electricidad. Como conductor del calor, tiene una cuarta parte de la eficiencia de la plata. A 0.91ºK es un superconductor eléctrico. El zinc puro no es ferromagnético.   Es un metal químicamente activo. Puede encenderse con alguna dificultad produciendo una flama azul verdosa en el aire y liberando óxido de zinc en forma de humo. El zinc metalico en soluciones acidas reacciona liberando hidrógeno para formar iones zinc, Zn2+. Se disuelve también en soluciones fuertemente alcalinas para formar iones di negativos de tetrahidroxozincatos, Zn(OH)2-4, escrito algunas veces como ZnO2-2.en las fórmulas de los zincatos.  
El zinc es siempre divalente en sus compuestos, excepto algunos cuando se une a otros metales, que se denominan aleaciones de zinc. Forma también muchos compuestos de coordinación. En la mayor parte de ellos la unidad estructural fundamental es un ion central de zinc, rodeado por cuatro grupos coordinados dispuestos espacialmente en las esquinas de un tetraedro regular.
Es un elemento metalico blanco azulado que tiene muchas aplicaciones industriales. El cinc es uno de los elementos de transición del sistema periódico; su número atómico es 30. Los minerales de cinc se conocen desde hace mucho tiempo, pero el cinc no fue reconocido como elemento hasta 1746, cuando el químico aleman Andreas Sigismund Marggraf aisló el metal puro calentando calamina y carbón de leña.Propiedades y estado natural
El cinc puro es un metal cristalino, insoluble en agua caliente y fría, y soluble en alcohol, en los acidos y en los alcalis. Es extremadamente fragil a temperaturas ordinarias, pero se vuelve maleable entre los 120 y los 150 °C, y se lamina facilmente al pasarlo entre rodillos calientes. No es atacado por el aire seco, pero en aire húmedo se oxida, cubriéndose con una película carbonada que lo protege de una posterior corrosión. Tiene un punto de fusión de 420 °C, un punto de ebullición de 907 °C y una densidad relativa de 7,14. Su masa atómica es 65,38.
Ocupa el lugar 24 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre. No existe libre en la naturaleza, sino que se encuentra como óxido de cinc (ZnO) en el mineral cincita y como silicato de cinc (2ZnO·SiO2H2O) en la hemimorfita. También se encuentra como carbonato de cinc (ZnCO3) en el mineral esmitsonita, como óxido mixto de hierro y cinc (Zn(FeO2)O2) en la franklinita, y como sulfuro de cinc (ZnS) en la esfalerita, o blenda de cinc. Las menas utilizadas mas comúnmente como fuente de cinc son la esmitsonita y la esfalerita.
El primer paso en el proceso metalúrgico es transformar los minerales en óxidos, sometiéndolos a altas temperaturas. Después se reducen los óxidos con carbono en un horno eléctrico y el cinc hierve y se destila en la retorta, en donde tiene lugar la reducción. El cinc obtenido por destilación contiene pequeñas cantidades de hierro, arsénico, cadmio y plomo, y es conocido en metalurgia como peltre. En otro método de refinarlo, losminerales se calcinan y se lixivian con acido sulfúrico. Después de separar las impurezas, la disolución se electroliza. El cinc electrolítico es puro y tiene cualidades superiores como, por ejemplo, una mayor resistencia a la corrosión.
Aplicaciones
El metal se usa principalmente como capa protectora o galvanizador para el hierro y el acero, y como componente de distintas aleaciones, especialmente del latón. También se utiliza en las placas de las pilas (baterías) eléctricas secas, y en las fundiciones a troquel. El óxido de cinc, conocido como cinc blanco, se usa como pigmento en pintura. También se utiliza como rellenador en llantas de goma y como pomada antiséptica en medicina. El cloruro de cinc se usa para preservar la madera y como fluido soldador. El sulfuro de cinc es útil en aplicaciones relacionadas con la electroluminiscencia, la fotoconductividad, la semiconductividad y otros usos electrónicos; se utiliza en los tubos de las pantallas de televisión y en los recubrimientos fluorescentes