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5.2.1.- Pesados (I).

Cobre (Cu) y aleaciones

Imagen de racord de latón.

El cobre es un metal de color rojo brillante, muy dúctil (se obtienen hilos muy finos) y maleable (pueden formarse láminas hasta de 0,02 mm de espesor), con elevada conductividad eléctrica y térmica, y muy resistente a la corrosión.

A lo largo de la historia, el cobre se ha utilizado para fabricar armas, herramientas, monedas, útiles de cocina, tinajas y objetos ornamentales.

Actualmente, debido a su extraordinaria conductividad eléctrica (sólo superada por la plata), y su ductilidad (se puede transformar en cables de cualquier diámetro) su uso más extendido se da en la industria eléctrica; por su conductividad térmica, se emplea en calderas, y utensilios de cocina, y también se emplea en construcción en forma de planchas para cubrir techos, canalizaciones de gas y agua, etc.

Sus propiedades son:

 
  • Densidad: 8,9 kg/dm3.
  • Punto de fusión: 1083 ºC.
  • Resistencia a la tracción varía de unos 20 Kg/mm2 (fundido) hasta 40 Kg/mm2 (laminado).
  • Alargamiento: 20%.
  • Módulo de elasticidad: 120GPa.

Las aleaciones de cobre con otros metales no ferrosos poseen mejores propiedades mecánicas, son mucho más duras que el metal puro, presentan una mayor resistencia a la tracción, gran resistencia a la corrosión y fácil mecanización, aunque pierden conductividad eléctrica y calorífica. Las más conocidas son:

  • Bronce: son aleaciones de cobre y estaño, aumentando la dureza con el % de estaño. Se emplean en fabricación de campanas, engranajes, esculturas, cables eléctricos, etc.
  • Latón: son aleaciones de cobre y zinc, con un máximo de éste del 50% ya que a partir de este porcentaje las aleaciones resultan frágiles. Se emplea en tortillería, grifería, llaves y válvulas para gas y agua, canalizaciones, bisagras, etc.
  • Cuproaluminio (cobre y aluminio): hélices de barco, turbinas, etc.
  • Alpaca (cobre más níquel y cinc): joyería barata, cubiertos, etc.
  • Cuproníquel (cobre más níquel): monedas, contactos eléctricos, etc.

La designación numérica de las aleaciones de cobre ( bronces y latones ) según UNE-37-103-78 se realiza asignando la letra mayúscula C seguida de un guión y cuatro cifras numéricas.

Estaño (Sn) y aleaciones

Imagen de recipiente de hojalata.

El estaño es un metal pesado de aspecto muy brillante, aunque a temperatura ambiente pierde el brillo exterior a causa de la oxidación. Es muy blando y maleable en frío, y pueden obtenerse hojas de papel de estaño de décimas de milímetro de espesor, pero se vuelve frágil y quebradizo en caliente.

Por debajo de -18°C el estaño empieza a descomponerse y a convertirse en un polvo gris, fenómeno que se conoce como "enfermedad o peste del estaño". Cuando se dobla se oye un crujido denominado "grito del estaño".

Sus propiedades son:

  • Densidad: 7,28 kg/dm3.
  • Punto de fusión: 231 °C.
  • Resistencia a la tracción: 5 Kg/mm2
  • Alargamiento: 40%.
  • Módulo de elasticidad: 41GPa.

Las aleaciones de estaño más importantes son: 

  • Bronce, que como ya se ha comentado es una aleación de cobre y estaño.
  • Soldaduras blancas, aleaciones de plomo y estaño con proporciones de éste entre el 25 y 90%.
  • Aleaciones de bajo punto de fusión.

Una de las aplicaciones más importantes del estaño es la fabricación de hojalata, que consiste en recubrir una chapa de acero con  capas muy finas de estaño, protegiendo el acero de la oxidación. Se emplea también como recubrimiento del cobre para evitar que se cubra de “cardenillo”. Y al no ser tóxico, es también muy empleado en la industria de la alimentación.

Zinc (Zn) y aleaciones

Imagen de lingotes de Zamak.

El Zinc es un metal de color blanco azulado, muy resistente a la corrosión en el aire y en el agua (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), y muy poco resistente al ataque de ácidos y sales.

Es frágil y quebradizo a temperatura ambiente, pero se vuelve maleable entre los 120 y los 150 °C, por lo que se lamina fácilmente en rodillos calientes; a partir de los 205 ºC se vuelve otra vez frágil. Tiene el mayor coeficiente de dilatación térmica de todos los metales.

El metal puro se usa principalmente como recubrimiento para producir acero galvanizado (protegiendo el acero contra la oxidación), en las placas de las pilas eléctricas secas, y en las fundiciones a troquel. Se usa como pigmento en pintura de exteriores, por sus propiedades antioxidantes, así como elemento de relleno en llantas de goma y como pomada antiséptica en medicina, también para la fabricación de recipientes, o de planchas para cubiertas de tejados.

Sus propiedades son:

  • Densidad: 7,13 kg/dm3.
  • Punto de fusión: 419 °C.
  • Resistencia a la tracción oscila entre 3 y 20 Kg/mm2 según sean piezas moldeadas (fundidas) o forjadas.
  • Alargamiento: 20%.

Entre las aleaciones de zinc, destacan:

  • Latones, por ser más barato el Zn que el Sn, en muchas aplicaciones los latones sustituyen a los bronces.
  • Aleado con aluminio, cobre y magnesio, da lugar a una aleación, Zamak, muy empleada en la obtención de piezas de gran precisión y calidad que no requieren mecanizados posteriores.

Recomendación

Busca en Internet más información acerca de la "peste del estaño" y del "grito del estaño". A ver qué encuentras.