MATERIALS: ELS METALLS

  • View
    216

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of MATERIALS: ELS METALLS

  • MATERIALS: ELS METALLS

    TECNOLOGIES | Versi impresa

  • TECNOLOGIES | MATERIALS: ELS METALLS | Versi impresa

    ELS METALLS | 1

    INTROduCCIQuan descrivim un objecte, noms observant-lo ens s relativament fcil identificar-ne la forma o el color. Fins i tot la seva utilitat. Aix i tot, en alguns casos saber de quin ma-terial est fet ja s ms difcil.

    Davant de la pregunta: De quin material est fet, aix?, probablement contestarem de manera genrica, dient que s de fusta, de plstic, de metall

    Una resposta daquesta mena significaria, per exemple, que intutivament podem dife-renciar un objecte metllic dun altre que no ho s. Per, qu s un metall? Quines en sn les propietats i caracterstiques?

    1. ObTENCI dELS METALLS

    1.1. Procs de producciEls metalls sobtenen, generalment, a partir de la transformaci dalguns minerals. Aquests minerals sn a les roques, que sextreuen directament de la natura.

    Alguns metalls, en canvi, poden trobar-se en estat pur a la natura: lor, la plata, el plat, el coure Sn els anomenats metalls natius.

    Des del moment en qu lsser hum va descobrir els metalls ja va comenar a treballar-los. Les tcniques per extreurels i treballar-los shan anat desenvolupant, des del neol-tic fins als nostres dies, com a conseqncia de la seva abundncia i de la necessitat de trobar nous materials amb qu construir objectes.

    Els metalls es concentren en llocs concrets, que es coneixen amb el nom de jaciments.

    Als jaciments, les roques es troben en forma de filons, estrats o bosses.

    Lexplotaci daquests jaciments es porta a terme mitjanant les mines, que poden ser subterrnies o a cel obert.

    Abans de comenar lexplotaci dun jaciment, es fa un estudi sobre les seves dimensi-ons, la quantitat de metall que cont i la seva qualitat, per determinar-ne la rendibilitat.

    El procs dextracci, obtenci i manipulaci dels metalls sanomena metallrgia.

    En els jaciments trobem roques, que estan formades per minerals de diversos tipus. El mine-ral que cont el metall que es vol extreure s la mena, i la resta de minerals es diu ganga.

    Les roques passen primer per un procs de garbellament, que permet eliminar part de la ganga i trossos inservibles a causa de la seva mida, i desprs segueixen un procs de trituraci, que ho converteix tot en fragments molt petits.

    Aleshores, la barreja mineral triturada que queda saboca a la cella de flotaci, que s un dipsit daigua. All, se separa la ganga, que queda en una capa superior, del mineral metllic, que baixa fins al fons.

    El mineral metllic semmagatzema i desprs es transporta a la planta transformadora.

  • TECNOLOGIES | MATERIALS: ELS METALLS | Versi impresa

    ELS METALLS | 2

    All es porta al forn, on se separa el metall de la resta de components. Daquesta mane-ra, saconsegueix un metall pur. Per obtenir un aliatge, safegeixen al metall fos la resta de metalls amb els quals es vol barrejar.

    La barreja de dos o ms metalls s laliatge. Aquest procs permet lobtenci dun nou metall amb caracterstiques i propietats diferents a les que tenen els metalls que el formen.

    1.2. Formes comercials dels metallsEn el comer, els metalls es presenten en forma de barra, el perfil de la qual segueix uns patrons determinats. Aquest perfil s de dimensions considerablement petites en com-paraci amb la longitud de la barra.

    Actualment, i en funci del tipus dindstria, es fabriquen perfils laminats amb seccions diferents: en forma de U, T, I, L, rodons, hexagonals, rectangulars

    2. PROPIETATS dELS METALLS

    2.1. Propietats fsiquesConductivitat elctrica

    La conductivitat elctrica s la propietat que tenen els cossos de permetre el pas del corrent.

    Com ms gran s la conductivitat elctrica dun material, ms fcilment es despla-cen les crregues per linterior.

    Els metalls sn bons conductors de lelectricitat, sobretot lor, la plata i el coure.

    La majoria dels cables que sutilitzen per al transport delectricitat estan fets de cou-re, ja que s un bon conductor elctric. En alguns tipus de cables la part externa est recoberta de plstic o dun altre material allant.

    Conductivitat trmica

    La conductivitat trmica s la propietat que tenen els cossos de transmetre la calor.

    Com ms gran s la conductivitat trmica dun material, ms fcilment es transmet la calor a travs dell.

    Els metalls sn bons conductors trmics, sobretot el coure.

    densitat

    La densitat s la quantitat de massa de material per unitat de volum.

    La densitat dels metalls s superior a la daltres materials ds com, tot i que cada metall t una densitat determinada.

  • TECNOLOGIES | MATERIALS: ELS METALLS | Versi impresa

    ELS METALLS | 3

    dilataci

    La dilataci s la variaci relativa de les dimensions dun material a causa dun canvi de temperatura.

    Es mesura, generalment, amb el coeficient de dilataci lineal, que correspon a laugment de longitud duna pea dun metre per cada grau centgrad daugment de temperatura. Hi ha taules que contenen aquesta informaci per a cada metall.

    Punt de fusi

    El punt de fusi s la temperatura a la qual un material passa de lestat slid a lestat lquid.

    Cada metall t un punt de fusi determinat, que s molt important tenir en compte a lhora de fabricar peces emmotllades o soldades, eixos giratoris o quan es realitzen altres processos relacionats.

    Fusibilitat

    La fusibilitat s una propietat dels materials que fa referncia a la quantitat de calor que cal aportar-los per fondrels.

    Per augmentar en un kelvin (grau centgrad) la temperatura duna unitat de massa dun material es necessita una quantitat determinada de calor, que s diferent en cada material. Aquesta quantitat sanomena calor especfica.

    La fusibilitat t a veure tant amb el punt de fusi com amb la calor especfica, aix com amb alguna altra propietat dels materials.

    2.2. Propietats mecniques

    2.2.1. Tipus desforQuan sobre un cos hi actuen forces de qualsevol mena, diem que el cos suporta un esfor.

    La reacci duna pea dun determinat material sota un esfor que se li aplica depn de diversos factors: de la intensitat de lesfor, de les mides de la pea, del material de qu est feta i, tamb, del tipus desfor.

    Distingim principalment els segents tipus desforos:

    Tracci

    La tracci s lesfor al qual est sotmesa una pea per lacci de dues forces oposades que lestiren.

    Un esfor daquesta mena augmenta sempre la longitud de la pea en la direcci de les forces i, si s prou intens, en redueix la secci transversal i, finalment, la trenca.

  • TECNOLOGIES | MATERIALS: ELS METALLS | Versi impresa

    ELS METALLS | 4

    Compressi

    La compressi s lesfor al qual est sotmesa una pea per lacci de dues forces oposades que laixafen.

    Un esfor daquesta mena redueix la longitud de la pea en la direcci de les forces i, si s prou intens, naugmenta la secci transversal i, finalment, la trenca.

    Flexi

    La flexi s lesfor al qual est sotmesa una pea per lacci de forces que tendeixen a doblegar-la.

    Un esfor daquesta mena sempre fa que la pea es corbi i, si s prou intens, lacaba trencant.

    Cisallament

    El cisallament s lesfor al qual est sotmesa una pea per lacci de dues forces oposades que sexerceixen sobre punts diferents per molt propers, de manera que tendeix a tallar la pea.

    Un esfor daquesta mena sempre produeix deformacions en la pea i, si s prou intens, lacaba trencant.

    Torsi

    La torsi s lesfor al qual est sotmesa una pea per lacci de dues forces que tendeixen a retorar-la, a deformar-la entorn dun eix.

    Un esfor daquesta mena sempre produeix deformacions en la pea i, si s prou intens, lacaba trencant.

    2.2.2. Resposta als esforosCada material respon duna manera caracterstica als diferents tipus desfor, segons la seva intensitat.

    Malgrat aquestes diferncies, es poden extreure algunes conclusions generals. A mesura que la intensitat de lesfor augmenta, els materials mostren primer les seves propietats elsti-ques, desprs les seves propietats plstiques i, finalment, les seves propietats de resistncia.

    Elasticitat

    Lelasticitat s la propietat de deformar-se que tenen els materials quan suporten un esfor i de tornar a la forma inicial quan el deixen de suportar.

    Un material es comporta de manera elstica quan sofreix esforos dintensitat baixa, fins a un determinat lmit, anomenat lmit delasticitat, que s caracterstic de cada ma-terial. Si se supera, la deformaci es fa permanent i el material pot arribar a trencar-se.

  • TECNOLOGIES | MATERIALS: ELS METALLS | Versi impresa

    ELS METALLS | 5

    Plasticitat

    La plasticitat s la propietat que tenen els materials de conservar les deformacions produdes per lacci dun esfor quan el deixen de suportar.

    Un material es comporta de manera plstica quan sofreix esforos dintensitat supe-rior al seu lmit delasticitat per a un tipus concret desfor.

    Segons el tipus desfor amb el qual un material mostra ms clarament les seves propietats plstiques, distingim:

    Malleabilitat

    La malleabilitat s la propietat que tenen els materials de deformar-se permanentment quan estan sotmesos a un esfor de compressi.

    Els materials malleables permeten obtenir planxes o lmines fcilment.

    ductilitat

    La ductilitat s la propietat que tenen els materials de deformar-se permanentment quan estan sotmesos a un esfor de tracci.

    Els materials dctils permeten obtenir barnilles o fils fcilment.

    Resistncia

    La resistncia s la propietat que tenen els materials de suportar esforos sense trencar-se.

    Sigui quin sigui el material i el tipus desfor que shi apliqui, finalment es produir el trencament. Pel que fa a la resistncia, lnica cosa important s la intensitat de lesfor que la provoca.

    Es diu que els materials que suporten esforos duna gr