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4. Aleaciones. Modificación de las propiedades de los metales.

La industria precisa materiales de propiedades específicas, con el menor coste posible, en general estas propiedades no son capaces de aportarlas los materiales simples por lo que es preciso que se sometan a determinados procesos, con el fin de mejorar estas características, por ello se recurre, entre otros métodos, a las aleaciones.

Importante

Se llama aleación a la mezcla homogénea en estado fundido un metal con al menos otro elemento que puede ser metálico o no, pero el producto final obtenido debe presentar características metálicas.

El componente principal de una aleación metálica será siempre un elemento metálico, que hará prevalecer su estructura cristalina tras la aleación.

Al elemento que está presente en mayor proporción en la aleaión se le llama disolvente, y soluto al que está en menor proporción.

La estructura de una aleación resulta más compleja que la de un metal puro.

Las propiedades de las aleaciones dependen de su composición y del tamaño, forma y distribución de sus fases o microconstituyentes.

 

La adición de un componente aunque sea en muy pequeñas proporciones, incluso inferior al 1% pueden modificar enormemente las propiedades de dicha aleación.

 

 

Aleación de níquel Aleación de plata Aleación de cinc

Imagen Wikimedia.

Creative Commons.

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En comparación con los metales puros, las aleaciones presentan algunas ventajas:

 

 

Las aleaciones se obtienen fundiendo los diversos metales en un mismo crisol y dejando luego solidificar la solución líquida formando una estructura granular cristalina constituida por diferentes microconstituyentes.

 

Aleación camino de iniciar su solidificación
Carga del horno para conseguir una aleación de acero
Imagen Wikimedia. Creative Commons. Imagen Wikimedia. Creative Commons.

Según como interaccionen los componentes de las aleaciones, éstas se pueden clasificar en:

Importante

 

SOUCIONES SÓLIDAS POR SUSTITUCIÓN

El metal A tiene por ejemplo la red representada (BCC). La disolución del componente B en el metal A se efectúa por sustitución parcial de átomos de A por átomos de B.

Las soluciones sólidas por sustitución pueden ser limitadas e ilimitadas.

Cuando la solubilidad es total en estado sólido cualquier cantidad de átomos de A puede ser sustituida por átomos de B.

Para esto deben cumplirse dos condiciones.
  • Que ambos metales tengan la misma red cúbica.
  • Que la diferencia entre las dimensiones de los átomos de disolvente y soluto sea muy pequeña y sobre todo que los elementos que se encuentran muy cerca en la tabla periódica.
Solución sólida por sustitución
Imagen  Elaboración propia
Solución sólida total y limitada
Imagen  Elaboración propia
POR INSERCIÓN

Los átomos del soluto C se sitúan entre los intersticios de los átomos de A.

Es necesario que el tamaño de los átomos de soluto C sea mucho menor que los del disolvente A.

Solución sólida por inserción
Imagen  Elaboración propia

Comprueba lo aprendido

¿Has entendido las aleaciones y sus tipos?

Pregunta 1

Una aleación tiene como objeto obtener materiales con mayor dureza.

Pregunta 2

Una aleación es la mezcla de dos elementos metálicos.

Pregunta 3

En la solución sólida por inserción, los átomos del soluto deben ser mucho más pequeños que los del disolvente.