dimarts, 2 d’abril del 2013

Activitat 1


1. Caldrà recordar l’estructura atòmica de la matèria i que els elements químics no es troben purs a la natura (excepte en molt contades ocasions) sinó que es barregen entre ells i formen molècules i compostos. També caldrà recordar que l’estructura cristal·lina és tan important com la composició química a l’hora de decidir les propietat d’una substància.


En l'actualitat s’ha descobert que l’àtom no és una partícula indivisible, sinó que en ell existeixen una sèrie de partícules subatòmiques. Els protons (de càrrega positiva), els neutrons (no tenen càrrega) y els electrons (amb càrrega negativa) són les més importants. Els àtoms també estan formats per un nucli, de volum reduït i carregat positivament, envoltat per diversos electrons orbitals, dels quals el nombre varia segons l'element químic.
Des del punt de vista químic, els elements metàl·lics, que estudiem en la unitat, són aquells que manifesten caràcter electropositiu, tenen pocs electrons de valència i tendeixen a perdre'ls. Són d'elements que tenen petit potencial d'ionització, baixa afinitat electrònica i petita electronegativitat. Tendeixen a cedir electrons per formar ions positius, i la majoria dels elements de la taula periòdica són metalls.

Els elements químics no es troben purs a la natura sinó que es barregen entre ells i formen molècules i compostos. Normalment, dos àtoms junts conformen un sistema més estable (amb menor energia potencial).
La primera classificació que es pot fer dels materials en estat sòlid, és segons la disposició dels àtoms o ions que ho formen. Si aquests àtoms o ions es col·loquen ordenadament, seguint un model que es repeteix en les tres direccions de l'espai, es diu que el material és cristal·lí. Si els àtoms o ions es disposen d'una manera totalment aleatòria, sense seguir cap tipus de seqüència ni ordre, estaríem davant d’un material no cristal·lí.






dilluns, 1 d’abril del 2013

Activitat 2



2. Descriu el procés metal·lúrgic.

Degut a que pocs dels metalls i en petites quantitats es poden trobar en estat pur a la natura: metalls com l'or, plata, mercuri, platí i coure; la indústria a elaborat un procés metal·lúrgic per a l'obtenció d'aquest.

El procés metal·lúrgic  es situa principalment en tres situacions: la mineria, la metal·lúrgia i les indústries metàl·liques.



Gràfica del procés metal·lúrgic


La mineria, consisteix en dos processos, l’extracció i en l’enriquiment. En l’extracció, obtenim el mineral d’un jaciment adequat (mina). En l’enriquiment, preparem els minerals separant la part rica del mineral dels altres que l’acompanyen, obtenim així mineral enriquit.

Una vegada obtenim el mineral enriquit, aquest passa a la metal·lúrgia, que s’encarrega de dos nous processos. L’obtenció, d’aquell mineral enriquit i l’afinament, que consisteix en la separació del metall dels altres minerals que l’acompanyen químicament. D’aquest procés obtenim el metall útil per a aplicacions industrials.


Finalment l’última estació són les indústries metàl·liques que s’encarreguen del procés de mecanització o conformació, els qual elaboren articles útils a partir del metall obtingut.

diumenge, 31 de març del 2013

Activitat 3


3. Fes una ressenya històrica del ferro.



Iron is probably the most precious of all metals. It has been used since prehistoric times. The name “iron” comes from the Scandinavian “iarn”. There are some stories about the origin of iron. Some say that it was a gift of the Gods. Others that it came from meteoric sources. Iron can be reduced from several ores in the Nature. It's told that iron was produced for the first time when some ore pieces reduced when fires were kept for a long time, and people observed that with higher temperatures iron lead better. This method was improved until the creation of furnace.

Iron was known more than 7000 years ago, and in China they used the steal since 2250 a.C. In the Prehistoric, Bronze was more used than iron, because it was easier to manipulate. But it was abandoned by 500 a.C. because of the lack of copper and the abundance of iron. This fact leads people to develop new techniques for iron working.

After the fall off the Roman Empire, the iron production suffered an important development. In particular in Spain with the famous steel blades of Toledo and its craftsmen, who went to other countries where they introduced the bloomery, which originated the big furnaces. The products got obtained from the bloomery were a kind of malleable iron or steel. The furnaces produced a variety of iron that was suitable for casting and molding. When the Cort discovered a transformation process to forge this kind of iron, with lower costs, the production considerably increased in England.






dissabte, 30 de març del 2013

Activitat 4


4. Què és l’amalgamatge?


L’amalgamatge, és coneix com l’aliatge de mercuri amb metalls alcalins (liti, sodi, potassi, rubidi, cesi i franci) o amb altres com l’or, l’argent, el plom, l’estany i la plata (amb tots els metalls comuns, excepte el ferro i el platí).

L’objectiu d’aquest procés, és descompondre els aliatges mitjançant la calor alliberant així el mercuri, en un procés de destil·lació. D’aquesta manera, recuperem l’or i la plata nativa de materials aurífers o argentífers. Aquests aliatges de mercuri amb metalls, reben el nom d’amalgames, i en la mineria aurífera, serveix per recuperar l’or i poder separar els minerals acompanyants. 

El mercuri (Hg), a temperatures ordinàries, és un líquid brillant, molt dens, de color blanc platejat. És lleugerament volàtil a temperatura ambient, el qual produeix vapors molt tòxics. La seva solidificació, es produeix a temperatures elevades agafant un aspecte semblant al de l’argent.

El tipus d’amalgames més coneguts són:

-  Amalgama sodi: utilitza sodi en un estat excitat per a produir llum.
-  Amalgama d’or: s’utilitza per al daurat dels vidres.
-  Amalgama d’estany: utilització per l’azogament de miralls.
-  Amalgama de zinc i sodi: com a agent reductors.
-  Amalgama dental: s’utilitzaven per empastar dents. Aquestes van arribar a ser conegudes per la polèmica del seu mal que podien arribar a fer, degut al seu compost de metalls (50% mercuri líquid i 37% de plata; les de coure, 45-50% de mercuri i 2% de coure i d’estany, 2% d’estany i zinc).


El primer ús d’amalgamatge  per a la producció d’or, data de la mineria Bòsnia, època de Neró (54-68 aC). Avui dia, aquesta tècnica s’utilitza en la mineria aurífera de forma generalitzada.

divendres, 29 de març del 2013

Activitat 5


5. El material amb què s’ha elaborat la peça d’una avió té la composició següent: 95% alumini, 4% coure, 0,5% magnesi i 0,5% manganès (duralumini). Determina:


a) La quantitat de coure mCu que conté si l’objecte té una massa m=12,4Kg.
4% de 12,4 kg = 0,496 Kg de Cu


b) La quantitat mMg de Mg (magnesi) necessari per obtenir maliatge=12420 Kg d’aliatge.
0,5% de 12420 kg = 62,1 Kg de Mg


c) La quantitat d’aliatge maliatge que es pot preparar amb mAl = 10000Kg d’alumini.
Massa aliatge · 95% = mAl
Massa aliatge = mAl/95% = 10000/95% = 10526,3157 Kg d’aliatge

dijous, 28 de març del 2013

Activitat 6


6. Fes un resum dels metalls que han format part de la composició de les monedes al llarg de la història.


Monedes d’euro:

- Les monedes d’un, dos i cinc cèntims estan composades d’acer recobert per coure.

Les monedes de deu, vint i cinquanta cèntims estan composades d’aliatge de coure (or nòrdic)
Les monedes d’un euro estan composades en l’interior per cuproníquel i en l’exterior per níquel i llautó.
- Les monedes de dos euros estan composades en l’interior per níquel i llautó i en l’exterior per cuproníquel.




dimecres, 27 de març del 2013

Activitat 7


7. Fes una llista d’aliatges de diferents metalls.

Aliatges de coure

Aliatges de ferro

Altres aliatges


dimarts, 26 de març del 2013

Activitat 8


8. Fes un informe sobre el sector metal·lúrgic a Espanya i a Catalunya actualment.



Degut a la guerra civil i més tard a la dictadura, la industrialització, i conseqüenment la metal·lúrgia, va ser molt tardía a Espanya. Catalunya va ser el centre de l'industrailització d'Espanya, encara que ara el sector metal·lúrgic espanyol ha superat el català (uns 12% de llocs de treballs més). Des de l'any 1996 els treballadors de l'indústria metal·lúrgia han millorat notablement la seva qualificació, però en els últims anys s'han despatxat a molts treballadors.
De fet, un 25% del PIB s'obté d'aquesta indústria i un 47% de les exportacions catalanes estàn lligades a empreses metal·lúrgiques.

dilluns, 25 de març del 2013

Activitat 9


9. Fes una descripció d’un procés siderúrgic.


-              El procés siderúrgic es fa amb l’objectiu d’obtenir foses o acer.

La primera fase es igual i consta de l’obtenció del ferro colat a l’alt forn. El ferro colat conté un alt nivell de carboni i impureses: sofre, fòsfor, etc. que cal eliminar.

Representació del procés siderurgic


La segona fase depèn del material que es vol obtenir. En el cas de l’acer el ferro colat en estat encara líquid es porta als convertidors, on s’elimina part del carboni i les impureses per obtenir l’acer desitjat. Llavors en un procés de colada continua i un tren de laminatge, se n’obtindran diverses formes comercials. En el cas de necessitar obtenir foses, el ferro cola de l’alt forn es porta a uns altres forns, com ara els de cubilot, on s’afina fins obtenir la fosa desitjada. Després s’aboca en motlles per obtenir les formes desitjades. 


diumenge, 24 de març del 2013

Activitat 10


10. Realitza una breu història de la siderúrgia a Espanya.


La indústria siderúrgica espanyola ha experimentat un endarreriment tècnic, combustible car o de mala qualitat i un mercat de dimensions reduïdes que van fer que la siderúrgia espanyola, al llarg del segle XIX, no pogués competir amb productes anglesos, belgues o alemanys.

Els primers alts forns privats van sorgir a Lugo (Galícia), el 1794 i en Sargadelos. Anteriorment, ja s'havien instalat alguns alts forns, que  la Monarquia utilitzava per a les seves necessitats d'armament.

Més tard, la siderúrgia va passar a Andalusia, seguint el model europeu d'alts forns al carbó vegetal i afinació i l’aminació a l'hulla. Es van instal·lar plantes a Marbella (Màlaga) i en Cazalla de la Sierra (Sevilla). Però la siderúrgia andalusa no va poder prolongar més enllà del 1863, "Quan les fàbriques asturianes de Mieres (des 1852) i La Felguera (des de 1.859) van començar a treballar a ple rendiment".

La primícia a Astúries va ser deguda a l'abundància d'hulla i de mena de ferro en el seu territori, però aquesta primícia, va passar a Biscaia. En acabar al 1876 la Segona Guerra Carlina, alguns empresaris europeus per tal d'aconseguir mineral barat per als seus alts forns, van començar a instal·lar-se a la riba del Nervión. L'oferta apareixia així dividida entre els productors asturians i bascos. Va començar una  substitució dels convertidors Bessemer per altres sistemes de fabricació, difosos a Europa i els EUA. Va aparèixer així el "forn obert"  que millorava el mètode anterior.

En l'època de la Gran Guerra, el primer productor siderúrgic d'Espanya era Biscaia, seguida d'Astúries i després Santander, Àlaba, Guipúscoa i Navarra. Les fàbriques andaluses havien deixat de produir. I Alts Forns de Biscaia empresa creada el 1902, a partir de la fusió de dues societats, es va convertir en la dominant en la siderúrgia espanyola.

Després de la Primera Guerra Mundial, a les províncies cantàbriques es van afegir dues noves competidores, Barcelona i sobretot València, que als anys 20 va superar a Astúries.

Després amb el franquisme, es va crear Ensidesa, que va donar lloc a Aceralia, que es va integrar amb la francesa Usinor i la luxemburguesa Arbedo, creant així l'actual Arcelor.

dissabte, 23 de març del 2013

Activitat 11


11. Les característiques mecàniques d’un material depenen, tant de la seva composició química, com de l’estructura cristal·lina que tingui, els tractaments tèrmics modifiquen aquesta estructura cristal·lina, sense modificar la composició química, i fan que els materials adquireixin unes característiques mecàniques concretes, mitjançant un procés d’escalfaments i refredaments successius fins a aconseguir l’estructura cristal·lina desitjada. Explica els diferents tractaments tèrmics.


Els tractaments tèrmics consisteixen a sotmetre l'acer a uns canvis controlats de temperatura (escalfaments i refredaments successius) per tal de variar les proporcions dels seus constituents. A l'hora de parlar del tractaments tèrmics hi ha de referir-se a dos punts bastant importants, el primer, la temperatura AC1 és aquella a la qual comença a aparèixer el constituent austenita i es troba a 723 graus; l'altre punt es la temperatura AC3 que és aquella on la massa de l'acer s'ha transformat en austenita, el valor d'aquesta temperatura varia segons el contingut en carboni de l'acer. Els tractaments tèrmics més utilitzats són el tremp, el revingut, la recuita i el normalitzat.


Revingut:


El revingut és el procés que s'utilitza per augmentar la tenacitat dels acers que han estat sotmesos al tremp. Aquest tractament consisteix en escalfar l'acer fins a una temperatura inferior als 723 graus i refredar-la posteriorment amb l'aire. D'aquesta manera també s’aconsegueix reduir les tensions internes de l'acer trempat. el problema d'aquest procediment és que redueix la resistència mecànica i el límit elàstic de l’acer.


Recuita:

La recuita és el tractament tèrmic que s’utilitza per disminuir la duresa i incrementar la plasticitat d’un acer per poder-lo deformar i treballar fàcilment. En general consisteix en un escalfament a temperatura elevada i un refredament lent. Segons la temperatura màxima del tractament i la velocitat del refredament en distingeixen diferents tipus de recuita:

-   Recuita de regeneració: per a acers amb un contingut de carboni > 0,6%
-   Recuita globular supercrítica: per a acers aliats i per a eines.
- Recuita d’estovament: és un tractament idèntic al revingut però que s’aplica a peces que no han estat prèviament trempades. S’utilitza per a acers aliats de gran resistència, ja que si se’ls aplica una recuita de regeneració no es podria evitar el tremp de la peça en el refredament.
-  Recuita contra acritud: per eliminar l’acritud produïda en els processos de conformació.


Normalitzat:

El normalitzat, forma part d’un dels tractament tèrmics que s’encarrega de l’escalfament fins a la temperatura d’austenització i un refredament a l’aire (procés amb velocitat més lenta que el tremp però més ràpida que la recuita).

Amb el normalitzat el que busquem són dos objectius. La primera és en  la utilització d’ acers amb  poca quantitat de carboni (entre 0,15 i 0,5%) que han estat deformats en fred o calor. L’objectiu és la eliminació de les possibles tensions internes produïdes per les mateixes deformacions i tornar-los a l’estat inicial amb les seves propietats originals.

El segon objectiu, consisteix en l’afinament  de l’estructura granular, en la reducció de la grandària dels grans d’acer, millorant així les seves propietats mecàniques.


El tremp:

Quan es vol aconseguir un acer amb elevada duresa i resistència mecànica s’utilitza el tremp.

El procés consisteix a:

Escalfar l’acer fins que tota la massa es transformi en austenita.(Depenent del carboni la temperatura requerida serà més alta o menys.)

Refredament ràpid per assegurar que tota l’austenita es transforma en martensita.

Els diferents mitjans de refredament depenen de la velocitat que requereixi i son:
Aigua        Mercuri          Olis minerals(derivats del petroli)
Sals foses  Plom fos          Aire a temperatura ambient

*Per a cada acer existeix una velocitat determinada de refredament mínima per assegurar la transformació completa en martensita. Per aconseguir el tremp cal refredar-lo a una velocitat poc superior a la mínima.