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Nonferrous metals

Nonferrous metals contain either no iron or only insignificant amounts used as an alloy. Some of the more common nonferrous metals Steelworkers work with are as follows: copper, brass, bronze, copper-nickel alloys, lead, zinc, tin, aluminum, and Duralumin.

Note: These metals are nonmagnetic.

Copper

This metal and its alloys have many desirable properties. Among the commercial metals, it is one of the most popular. Copper is ductile, malleable, hard, tough, strong, wear resistant, machinable, weldable, and corrosion resistant. It also has high-tensile strength, fatigue strength, and thermal and electrical conductivity. Copper is one of the easier metals to work with but be careful because it easily becomes work-hardened; however, this condition can be remedied by heating it to a cherry red and then letting it cool. This process, called annealing, restores it to a softened condition. Annealing and softening are the only heat-treating procedures that apply to copper. Seams in copper are joined by riveting, silver brazing, bronze brazing, soft soldering, gas welding, or electrical arc welding. Copper is frequently used to give a protective coating to sheets and rods and to make ball floats, containers, and soldering coppers.

 


Metales no ferrosos

Los metales no ferrosos no contienen hierro o sólo cantidades insignificantes del mismo usado como aleación. Algunos de los metales no ferrosos mas comunes con que los  metalúrgicos trabajan son los siguientes : cobre, latón, bronce, aleaciones de cobre y níquel, plomo, cinc, estaño, aluminio y duraluminio.

Nota : estos metales son no magnéticos

Cobre

Este metal y sus aleaciones tienen muchas propiedades deseables. Entre los metales comerciales, éste es uno de los mas populares. El cobre es dúctil , maleable, duro, tenaz, resistente, resistente al desgaste, maquinable, soldable y resistente a la corrosión. El mismo además dispone de alta resistencia a la tracción, resistencia a la fatiga y conductividad térmica y eléctrica. El cobre es uno de los metales mas fáciles de trabajar pero hay que poner atención porque el mismo se vuelve fácilmente endurecido por acritud; si embargo esta condición puede ser remediada mediante calentamiento del mismo a un rojo cereza y luego dejándolo enfriarse. Este proceso, llamado recocido, lo retorna a una condición de ablande. El recocido y el ablandamiento son los únicos procedimientos de tratamiento con calor que son aplicables al cobre. Las costuras en el cobre son unidas mediante remachado, soldadura con plata, soldadura al bronce, soldadura blanda, soldadura a gas, o soldadura al arco eléctrico. El cobre es frecuentemente usado para dar un recubrimiento protector a hojas y rodillos y para hacer pelotas flotantes, contenedores y cobre para soldadura.

True Brass

This is an alloy of copper and zinc. Additional elements, such as aluminum, lead, tin, iron, manganese, or phosphorus, are added to give the alloy specific properties. Naval rolled brass (Tobin bronze) contains about 60% copper, 39% zinc, and 0.75% tin. This brass is highly corrosion-resistant and is practically impurity free.

Brass sheets and strips are available in several grades: soft, 1/4 hard, 1/2 hard, full hard, and spring grades. Hardness is created by the process of cold rolling. All grades of brass can be softened by annealing at a temperature of 550ºF to 600ºF then allowing it to cool by itself without quenching. Overheating can destroy the zinc in the alloy.

Bronze

Bronze is a combination of 84% copper and 16% tin and was the best metal available before steel-making techniques were developed. Many complex bronze alloys, containing such elements as zinc, lead, iron, aluminum, silicon, and phosphorus, are now available.

Today, the name bronze is applied to any copper-based alloy that looks like bronze. In many cases, there is no real distinction between the composition of bronze and that of brass.

Copper-Nickel Alloys

Nickel is used in these alloys to make them strong, tough, and resistant to wear and corrosion. Because of their high resistance to corrosion, copper nickel alloys, containing 70% copper and 30% nickel or 90% copper and 10% nickel, are used for saltwater piping systems.

Small storage tanks and hot-water reservoirs are constructed of a copper-nickel alloy that is available in sheet form. Copper-nickel alloys should be joined by metal-arc welding or by brazing.

Lead

A heavy metal that weighs about 710 pounds per cubic foot. In spite of its weight, lead is soft and malleable and is available in pig and sheet form. In sheet form, it is rolled upon a rod so the user can unroll it and cut off the desired amount. The surface of lead is grayish in color; however, after scratching or scraping it, you can see that the actual color of the metal is white. Because it is soft, lead is used as backing material when punching holes with a hollow punch or when forming shapes by hammering copper sheets. Sheet lead is also used to line sinks or protect bench tops where a large amount of acid is used. Lead-lined pipes are used in systems that carry corrosive chemicals. Frequently, lead is used in alloyed form to increase its low-tensile strength. Alloyed with tin, lead produces a soft solder. When added to metal alloys, lead improves their machinability.

Caution

When working with lead, you must take proper precautions because the dust, fumes, or vapors from it are highly poisonous.

Zinc

You often see zinc used on iron or steel in the form of a protective coating called galvanizing. Zinc is also used in soldering fluxes, die castings, and as an alloy in making brass and bronze.

 

Latón

Esta es una aleación de cobre y cinc. Elementos adicionales, tales como el aluminio, plomo, estaño, manganeso o fósforo son agregados para dar a la aleación propiedades específicas. El latón laminado naval ( latón Tobin) contiene aproximadamente 60% de cobre, 39% de cinc, y 0,75% de estaño. Este latón es altamente resistente a la corrosión y es prácticamente libre de impurezas.

Las hojas y bandas de latón están disponibles en varios grados: blando, ¼ de dureza, ½ de dureza, completamente dura y tipo resorte. La dureza es creada por el proceso de laminado en frío. Todos los grados de latón pueden ser ablandados por recocido a una temperatura de 550ºF a 600ºF, dejándolo luego que se enfríe por sí mismo sin templado.

El sobrecalentamiento puede destruir el cinc en la aleación.

Bronce

El bronce es una combinación de 84% de cobre y 16% de estaño y fue el mejor metal disponible antes de que las técnicas de fabricación del acero fueras desarrolladas. Muchas aleaciones complejas de bronce, conteniendo elementos tales como el cinc, plomo, hierro, aluminio, silicio y fósforo están ahora disponibles.

En la actualidad, el nombre bronce es aplicado a cualquier aleación basada en el cobre que se ve como bronce. En muchos casos, no hay una distinción real entre la composición del bronce y la del latón.

Aleaciones de cobre - níquel

El níquel es usado en estas aleaciones para hacerlas mas fuertes, tenaces y resistentes al desgaste y corrosión. Debido a su alta resistencia a la corrosión, las aleaciones de cobre níquel, conteniendo 70% de cobre y 30% de níquel o 90% de cobre y 10% de níquel, son usadas para sistemas de cañerías de agua salada.

Pequeños tanques de almacenamiento y reservorios de agua caliente son construidos de una aleación de cobre níquel que está disponible en forma de hojas. Las aleaciones de cobre níquel deberá ser unidas por soldadura de arco de metal o por soldadura al bronce.

Plomo

Un metal pesado que pesa aproximadamente 710 onzas por pies cúbicos. A pesar de su peso, el plomo es blando y maleable y está disponible en forma de galápagos y en forma de hojas. En la forma de hojas, el mismo es arrollado alrededor de un rodillo de manera que el usuario puede desenrollarlo y cortar la cantidad deseada. La superficie del plomo es grisácea en color; sin embargo, luego de ser rayado o raspado, se podrá ver que el color real es blanco. Debido a que el mismo es blando, el plomo es usado como material de apoyo cuando se realizan perforaciones con un punzón o al crear formas por martillado de hojas de cobre. El plomo en hojas es además usado para líneas de sumideros o para proteger la parte superior de bancos de trabajo donde grandes cantidades de ácido es usado. Las cañerías de plomo son usadas en sistemas que transportan químicos corrosivos. Frecuentemente, el plomo es usado en forma de aleación para incrementar su baja resistencia a la tracción. Aleado con el estaño, el plomo produce un agente soldador blando. Al ser agregado a las aleaciones de metal, el plomo mejora su maquinabilidad.

Precaución

Al trabajar con plomo, usted debe tomar las precauciones apropiadas debido a que el polvo, humos o vapores del mismo son altamente venenosos.

Cinc

Usted verá con frecuencia al cinc sobre el hierro o el acero en la forma de un recubrimiento protector llamado galvanizado. El cinc es además usado en flujos de soldadura, moldes de fundición y como aleación para hacer latón y bronce.

Tin

Tin has many important uses as an alloy. It can be alloyed with lead to produce softer solders and with copper to produce bronze. Tin-based alloys have a high resistance to corrosion, low-fatigue strength, and a compressive strength that accommodates light or medium loads. Tin, like lead, has a good resistance to corrosion and has the added advantage of not being poisonous; however, when subjected to extremely low temperatures, it has a tendency to decompose.

Aluminum

This metal is easy to work with and has a good appearance. Aluminum is light in weight and has a high strength per unit weight. A disadvantage is that the tensile strength is only one third of that of iron and one fifth of that of annealed mild steel.

Aluminum alloys usually contain at least 90% aluminum.  The addition of silicon, magnesium, copper, nickel, or manganese can raise the strength of the alloy to that of mild steel. Aluminum, in its pure state, is soft and has a strong affinity for gases. The use of alloying elements is used to overcome these disadvantages; however, the alloys, unlike the pure aluminum, corrode unless given a protective coating. Threaded parts made of aluminum alloy should be coated with an antiseize compound to prevent sticking caused by corrosion.

Duralumin

One of the first of the strong structural aluminum alloys developed is called Duralumin. With the development of a variety of different wrought-aluminum alloys, a numbering system was adopted. The digits indicate the major alloying element and the cold-worked or heat-treated condition of the metal. The alloy, originally called Duralumin, is now classified in the metal working industries as 2017-T. The letter T indicates that the metal is heat-treated.

Alclad

This is a protective covering that consists of a thin sheet of pure aluminum rolled onto the surface of an aluminum alloy during manufacture. Zinc chromate is a protective covering that can be applied to an aluminum surface as needed. Zinc chromate is also used as a primer on steel surfaces for a protective coating.

Monel

Monel is an alloy in which nickel is the major element. It contains from 64% to 68% nickel, about 30%  copper, and small percentages of iron, manganese, and cobalt. Monel is harder and stronger than either nickel or copper and has high ductility. It resembles stainless steel in appearance and has many of its qualities. The strength, combined with a high resistance to corrosion, make Monel an acceptable substitute for steel in systems where corrosion resistance is the primary concern. Nuts, bolts, screws, and various fittings are made of Monel. This alloy can be worked cold and can be forged and welded. If worked in the temperature range between 1200°F and 1600°F, it becomes “hot short” or brittle.

 

 

Estaño

El estaño tiene muchos usos importantes como aleación. El mismo puede ser aleado para producir soldadura blanda y con el cobre para producir bronce. Aleaciones basadas en el estaño tienen alta resistencia a la corrosión, baja resistencia a la fatiga y una resistencia compresiva que acomoda cargas livianas y medias. El estaño, como el plomo, tiene una buena resistencia a la corrosión y tiene la ventaja agregada de no ser venenoso; sin embargo, al estar sujeto a temperaturas extremadamente bajas, éste tiene tendencia a descomponerse.

Aluminio

Este metal es fácil de trabajar y tiene una buena apariencia. El aluminio es liviano en peso y tiene una alta resistencia por unidad de peso. Una desventaja es que la resistencia de tracción es sólo un tercio de la del hierro y un quinto de la del acero dulce recocido.

Las aleaciones de aluminio contienen al menos 90% de aluminio. El agregado de silicio, magnesio, cobre, níquel o manganeso pueden elevar la resistencia de la aleación a aquella del acero dulce. El aluminio, en su estado puro, es blando y tiene una fuerte afinidad por los gases. El uso de elementos de aleación es usado para superar estas desventajas; sin embargo, las aleaciones, a diferencia del aluminio puro, se corroen a no ser que se les de un recubrimiento protector. Las partes roscadas hechas de aleación de aluminio deben ser recubiertas con un compuesto antiaferrador para prevenir la adhesión causada por la corrosión.

Duraluminio

Una de las primeras aleaciones fuertes de aluminio estructural  desarrolladlas es llamada Duraluminio. Con el desarrollo de una variedad de diferentes aleaciones forjadas, fue adoptado un sistema de numeración. Los dígitos indican el elemento principal de la aleación y la condición de trabajo en frío o de tratamiento al calor del metal. La aleación, originariamente llamada Duraluminio, está ahora clasificada en las industrias de trabajo de metal como 2017-T. La letra T indica que el metal está tratado en caliente.

Alclad

Esta es una cubiera protectora que consiste en una delgada hoja de aluminio puro enrollada sobre la superficie de una aleación de aluminio durante la manufactura. El cromato de cinc es una cubierta protectora que puede ser aplicada a una superficie de aluminio según se requiera. El cromato de cinc es además usado como primera mano de recubrimiento protector sobre superficies de acero.

Monel

El monel es una aleación en la cual el níquel es el elemento principal. La misma contiene desde 64% a 68% de níquel, aproximadamente 30% de cobre, y pequeños porcentajes de hierro, manganeso y cobalto. El monel es mas resistente y fuerte que el níquel o el cobre y tiene alta ductilidad. El mismo semeja al acero inoxidable en apariencia y tiene muchas de sus cualidades. La resistencia del material, combinada con una alta resistencia a la corrosión, hacen del Monel un sustituto aceptable para el acero en sistemas donde la resistencia a la corrosión es la preocupación principal. Las tuercas, bulones, tornillos y varios adaptadores están hechos de Monel. Esta aleación puede ser trabajada en frío y puede ser forjada y soldada. Si es trabajada en el rango de temperaturas entre 1200ºF y 1600ºF, la misma se vuelve frágil.

K-Monel

This is a special type of alloy developed for greater strength and hardness than Monel. In strength, it is comparable to heat-treated steel. K-monel is used for instrument parts that must resist corrosion.

Inconel

This high-nickel alloy is often used in the exhaust systems of aircraft engines. Inconel is composed of 78.5% nickel, 14% chromium, 6.5% iron, and 1% of other elements. It offers good resistance to corrosion and retains its strength at high-operating temperatures.

K-Monel

Este es un tipo especial de aleación desarrollada para  mayor resistencia del material que el Monel. En cuanto a la resistencia del metal, la misma es comparable al acero tratado en caliente. El K-Monel es usado para partes de instrumentos que deben resistir a la corrosión.

Inconel

Esta aleación con alto contenido de níquel es con frecuencia usada  en los sistemas de escape de motores de aeronaves. El Inconel está compuesto de 78,5% de níquel, 14% de cromo, 6,5% de hierro y 1 % de otros elementos. El mismo ofrece una buena resistencia a la corrosión y retiene su resistencia del material a elevadas temperaturas operativas.

 

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