MATERIALES NO FERROSOS: NÍQUEL

-Mineral de donde se obtiene: El níquel aparece en forma de metal en los meteoritos junto con el hierro y se encuentra en el núcleo de la Tierra también junto al hierro. Combinado se encuentra en minerales diversos como garnierita, millerita, pentlandita y pirrotina.

 -Características: Es un elemento metálico magnético, de aspecto blanco plateado, utilizado principalmente en aleaciones. Es uno de los elementos de transición del sistema periódico y su número atómico es 28. El níquel es un metal duro, maleable y dúctil, que puede presentar un intenso brillo.Tiene propiedades magnéticas por debajo de 345 ºC.  El níquel metálico no es muy activo químicamente.Es soluble en ácido nítrico diluido, y se convierte en pasivo (no reactivo) en ácido nítrico concentrado.  No reacciona con los álcalis.  Tiene un punto de fusión de 1.455 °C, y un punto de ebullición de 2.730 °C, su densidad es de 8,9  y su masa atómica 58,69 uma.

-Minas: Las minas de Canadá, Cuba y Rusia producen hoy día el 70% del níquel consumido. Otros productores son Bolivia, Colombia, Puerto Rico, Venezuela, Nueva Caledonia provincia de ultramar de Francia y Republica Dominicana. Actualmente en España no hay ninguna mina de níquel.                                                                                                                  

-Proceso de obtención: Los minerales de níquel están ampliamente difundidos en pequeñas concentraciones; los yacimientos explotables deberían enriquecerse mediante procesos geoquímicos hasta un mínimo de 0,5% de contenido de Ni. Los nódulos de manganeso que se extraen de las profundidades marinas contienen grandes cantidades de níquel. Los minerales de Ni más importantes son: la pirrotina o pirita magnética, la garnierita, la nicolita o niquelina, el níquel aresenical, y el níquel antimónico.Se obtiene mediante procesos muy diversos, según la naturaleza de la mena y los futuros usos. En algunos casos, las aleaciones niquel-hierro que se obtienen como producto intermedio, se incorporan directamente a la fabricación de aceros. Cuando se parte de minerales sulfurosos, se los transforma primero en mata que luego se machaca y tritura; a partir de allí, mediante el proceso carbonílico, se obtiene primero el níquel tetracarbonilo y luego el níquel en polvo de alta pureza. Cuando se parte de óxidos, el metal se obtiene a través de procesos electrolíticos.

-Aleaciones:

• Las aleaciones níquel-cobre (monel) son muy resistentes a la corrosión, utilizándose en motores marinos e industria química.
• La aleación níquel-titanio (nitinol-55) presenta el fenómeno de efecto térmico de memoria y se usa en robótica, también existen aleaciones que presentan superplasticidad.

-Aplicaciones: El níquel es, después del manganeso, el metal más usado en ferroaleaciones, pero también tiene otras numerosas aplicaciones, proporciona a las aleaciones dureza, tenacidad, ligereza, cualidades anticorrosivas, térmicas y eléctricas. Se emplea principalmente en aleaciones al níquel y otras, tales como: latones y bronces al níquel, y aleaciones con cobre. También está muy extendido su empleo en la acuñación de monedas y niquelado. Comunmente en el comercio del níquel puro es integrado en forma de lingotes, municiones, pallets y polvo, así como en forma de óxido conteniendo de 75 a 90% de níquel.

 

 

MATERIALES FERROSOS

5º Efectos de aleaciones del acero

• Acero-níquel: Mejora las propiedades del tratamiento térmico reduciendo la temperatura de endurecimiento y distorsión al ser templado. Al emplearse conjuntamente con el Cromo, aumenta la dureza y la resistencia al desgaste.
• Acero-cromo: Aumenta la profundidad del endurecimiento y mejora la resistencia al desgaste y corrosión.
• Acero-cinc:
• Acero-vanadio: Imparte dureza y ayuda en la formación de granos de tamaño fino. Aumenta la resistencia a los impactos (resistencia a las fracturas por impacto) y también la resistencia a la fatiga.

ENSAYO DE RESILIENCIA

El ensayo de resiliencia, también llamado de impacto o choque, proporciona una medida de la tenacidad del material e indirectamente de su ductilidad ya que en general existe una correlación entre ambas características; el valor numérico obtenido, sin embargo, es similar al de la resiliencia por lo que también se denomina ensayo de resiliencia.

La razón de esta coincidencia se debe al hecho de que en el ensayo de impacto la carga que provoca la rotura de la probeta se aplica de forma instantánea impidiendo la deformación plástica del material provocando en la práctica la fractura frágil de materiales dúctiles.

El valor obtenido en el ensayo constituye una referencia válida para prever el comportamiento de los materiales frente a cargas dinámicas (variables) y valorar si un material concreto será adecuado en una determinada situación, si bien, a diferencia de otras características determinadas mediante ensayo, como por ejemplo las del ensayo de tracción, el valor de la resiliencia no tiene utilidad en los cálculos de diseño.

 

Realización del ensayo

El ensayo destructivo, como muestra la figura, consiste en romper una probeta entallada golpeándola con un péndulo.

Partiendo de una altura H incial desde la que se deja caer el péndulo de peso P y alcanzando éste después de romper la probeta una altura h (girando en total un ángulo α + β) se puede calcular la energía absorbida por la probeta en el impacto suponiendo que ésta es igual a la perdida por el péndulo.

Cuanta mayor sea la fragilidad del material y menor su tenacidad más facilmente romperá el péndulo la probeta y mayor altura alcanzará tras el impacto. Materiales muy dúctiles y tenaces que son capaces de absorber grandes cantidades de energía de impacto pueden incluso resistir el choque sin llegar a romperse; en este caso el valor de la resilencia queda sin determinar.

 

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Artículo de prueba en el blog de 1º Bachillerato D de Tecnología Industrial, IES Aljada (Puente Tocinos)

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