Clasificación de los metales para Ingeniería

Cada metal tiene diferente estructura y propiedades que lo hace diferente uno de otro, pero existen ciertas cualidades que permiten agruparlos. En primer lugar, todos los metales pueden dividirse en dos grandes grupos: metales negros y metales de color.

Los metales negros tienen color gris oscuro, gran densidad (menos los alcalinotérreos), alta temperatura de fusión, dureza relativamente elevada y en muchos casos poseen polimorfismo.  El metal más característico de este grupo es el hierro.

Los metales de color suelen tener una coloración roja, amarilla o blanca característica.  Poseen una gran plasticidad, poca dureza y temperatura de fusión relativamente baja y en ellos es característica la ausencia de polimorfismo.  El metal más representativo de este grupo es el cobre.

Los metales negros se dividen a su vez en:

Metales férreos:

Los metales férreos son aquellos que contienen hierro como componente principal y son conocidos por su alta resistencia y dureza. Los metales férreos incluyen el hierro puro y las aleaciones de hierro como el acero y el hierro fundido.

El hierro es un metal muy versátil y se utiliza en una gran variedad de aplicaciones, incluyendo la fabricación de estructuras de construcción, vehículos, maquinaria y equipo de transporte. Los metales férreos tienen una alta resistencia a la tracción y son muy duros, lo que los hace adecuados para su uso en aplicaciones que requieren resistencia mecánica y durabilidad.

Hierro, cobalto, níquel (llamados ferromagnéticos) y el manganeso, cuyas propiedades se aproximan a las de aquellos.  El cobalto, el níquel y el manganeso se emplean frecuentemente como elementos de adición a las aleaciones de hierro y como base para las correspondientes aleaciones, de propiedades parecidas a los aceros de alta aleación.

Metales refractarios:

Cuya temperatura de fusión es más alta que la del hierro (es decir, superior a 1539 ºC). Se utilizan como elementos de adicción a los aceros de aleación y como base para las correspondientes aleaciones. Los metales refractarios son aquellos que tienen un alto punto de fusión y una alta resistencia a la deformación a altas temperaturas. Algunos ejemplos de metales refractarios incluyen el titanio, el tungsteno, el molibdeno y el tantalio.

Estos metales son conocidos por su alta dureza y resistencia al desgaste y se utilizan a menudo en aplicaciones que requieren resistencia térmica y mecánica, como en la fabricación de herramientas de corte y en la industria aeroespacial. Los metales refractarios también se utilizan a menudo en la fabricación de aleaciones de alta resistencia para aplicaciones en las que se requiere una alta resistencia a la deformación a altas temperaturas.

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Metales uránicos:

Actínidos, que se utilizan principalmente en aleaciones para energética atómica. Los metales uránicos son un grupo de elementos químicos que incluyen al uranio, el neptunio y el plutonio. Estos metales se encuentran en la serie de transuránicos de la tabla periódica, lo que significa que tienen números atómicos superiores a 92, el número atómico del uranio. Los metales uránicos son conocidos por su radioactividad y se utilizan a menudo como combustibles para reactores nucleares. El plutonio, en particular, ha sido utilizado como material fisionable en la fabricación de bombas nucleares. Los metales uránicos también tienen algunas aplicaciones médicas y científicas.

Metales de las tierras raras (MTR):

Lantano, Cerio, Neodimio, Praseodimio y otros, agrupados bajo la denominación de lantánidos, y el itrio y el escandio, semejantes a los primeros por sus propiedades. 

Estos metales poseen propiedades químicas muy próximas, pero sus propiedades físicas son bastante distintas (Temperatura de fusión y otras).  Se utilizan como aditivos a las aleaciones de otros elementos.  En las condiciones naturales se encuentran juntos y debido a las dificultades que hay para separarlos en elementos aislados, se utilizan generalmente como aleación mixta, llamada “misschmetall´´, qué contiene un 40 – 45% de Ce y un 45 – 50 % de todos los demás elementos de las tierras raras.  Como aleaciones mixtas MTR Deben considerarse también el ferrocerio (aleación de cerio y hierro con cantidades apreciables de otros MTR). El didimio (aleación de neodimio y praseodimio principalmente) y otras.

Metales alcalinotérreos:

En estado metálico libre no se utilizan, a excepción de algunos casos especiales por ejemplo como agentes de transmisión de calor en los reactores atómicos.

Los metales alcalinotérreos son un grupo de metales que se encuentran en la primera columna de la tabla periódica y que incluyen al litio, el sodio, el potasio, el rubidio, el cesio y el franco. Estos metales tienen una reactividad relativamente alta y son conocidos por sus propiedades alcalinas, es decir, por tener un pH mayor a 7 en solución acuosa. Los metales alcalinotérreos tienen múltiples aplicaciones industriales, incluyendo su uso en baterías, productos químicos y medicamentos.

Los metales de color se subdividen en:

Metales ligeros:

Berilio, magnesio, y aluminio, cuya densidad es pequeña.

Los metales ligeros son aquellos metales que tienen una densidad relativamente baja en comparación con otros metales. Algunos ejemplos de metales ligeros incluyen aluminio, magnesio y titanio. Estos metales son a menudo utilizados en aplicaciones en las que es importante reducir el peso, como en la fabricación de aviones y vehículos de carreras. Además, los metales ligeros a menudo tienen buenas propiedades de conductividad térmica y eléctrica, lo que los hace adecuados para su uso en aplicaciones de calentamiento y en la industria electrónica.

Metales nobles:

Tienen una baja reactividad química y, por lo tanto, a menudo se encuentran en la forma elemental en la naturaleza. Los metales nobles incluyen el oro, la plata, el platino y el paladio. Estos metales son conocidos por su brillo y durabilidad y son valorados por sus propiedades químicas estables y su resistencia a la corrosión. Los metales nobles se utilizan a menudo en aplicaciones de joyería, electrónica y en la fabricación de catálisis.

Plata, oro y metales del grupo del platino (platino, paladio, iridio, rodio, osmio, rutenio).  A ellos puede agregarse el seminoble cobre.  Poseen gran resistencia a la corrosión.  3- Metales fácilmente fusibles: zinc, cadmio, mercurio, estaño, plomo, bismuto, talio, antimonio y los elementos con propiedades metálicas debilitadas, galio y germanio.

Referencia tomada de A.P Guliaev de la editorial MIR.