Identificación de metales
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Identificación de metales. En las operaciones de producción y reparación, es esencial que el soldador sepa identificar los metal es con el objetivo de seleccionar los metales base y de aporte apropiados para el trabajo, al igual que el proceso de soldadura más conveniente para determinados trabajos. A través de la experiencia se han desarrollado algunos métodos sencillos de prueba que le permiten a un individuo identificar correctamente muchos metales.
Definiciones
|Metal: un elemento que tiene todas o casi todas las siguientes características:
- sólido a temperatura ambiente (a excepción del mercurio);
- opaco (no transparente):
- conductor del calor y la electricidad;
- refleja la luz cuando se pule;
- se dilata con el calor y se contrae en frío;
- compuesto por una estructura cristalina.
Metales ferrosos: metales que contienen un contenido alto de hierro y son generalmente magnéticos.
Metales no ferrosos: metales que contienen poco o nada de hierro y son generalmente no magnéticos.
Métodos para la identificación de algunos metales
Examen visual del color y la estructura granular
Quizás el método más obvio de identificar un metal es el simple examen de su color. Muchos de los metales que se utilizan comúnmente van desde colores plateados como el del aluminio a una color rojo o amarillo como el del cobre. Los aceros y hierros fundidos presentan, por lo general, colores que van de gris plateado a gris, en dependencia de algunos factores como el método de conformado del metal y el acabado que se le da a la superficie.
Si el metal como tal se ha fracturado, entonces un examen cuidadoso de la estructura granular expuesta puede decir mucho acerca de ello. Por ejemplo, la estructura granular del hierro fundido blanco es generalmente gruesa y plateada en apariencia, mientras que la estructura del hierro fundido gris es normalmente más fina y se caracteriza por una apariencia gris opaca.
Nota: si se sospecha que el metal base es enchapado (níquel, cromo, cadmio, cobre, latón, etc.) se debe utilizar una lima o esmeriladora para quitar esta enchapadura y así dejar ver el fondo del metal, el cual entonces puede identificarse fácilmente.
- Blanco plateado: níquel, hierro fundido blanco, aluminio, zinc fundido.
- Gris claro con grano fino: acero con alto contenido de carbono y aleaciones de acero.
- Gris claro con grano grueso: acero con bajo contenido de carbono y aleaciones de níquel.
- Gris moderado con grano medianamente grueso: hierro fundido gris.
- Centro gris con bordes exteriores blanco plateados: hierro fundido maleable.
Prueba de textura
En algunos casos, la apariencia exterior o textura del objeto puede revelar algo de su identidad. Por ejemplo, una superficie rugosa es usualmente una fundición, mientras que una superficie exterior lisa denota un producto conformado. Según el objeto que se examina, la prueba de textura puede suministrar información importante sobre la identidad el metal.
Prueba de peso
Los metales con la misma apariencia exterior se pueden identificar fácilmente por su peso. Por ejemplo, si comparamos dos fundiciones similares, una de aluminio y la otra de zinc, la diferencia en el peso podría llevarnos a identificar al aluminio, que es más ligero.
Algunos ejemplos:
- Peso ligero: aluminio, magnesio.
- Gran peso: acero, acero inoxidable, zinc fundido.
- Peso muy grande: plomo, oro.
| Material |
Símbolo químico |
Peso (lib/pie3) |
Peso (g/cm3) |
|---|---|---|---|
| Aluminio | Al | 160 | 2.7 |
| Acero al carbono | N/A | 490 | N/A |
| Hierro fundido | Fe | 450 | 7.87 |
| Cobre | Cu | 558 | 8.96 |
| Oro | Au | 1205 | 19.3 |
| Plomo | Pb | 710 | 11.4 |
| Magnesio | Mg | 109 | 1.74 |
| Níquel | Ni | 560 | 8.9 |
| Zinc | Zn | 446 | 7.13 |
Prueba de sonido.
Algunos metales emiten un sonido característico al golpearse con un martillo.
- Sonido resonante: acero con alto contenido de carbono, acero al manganeso.
- Sonido sordo: fundiciones, zinc, aluminio.
Prueba de forma.
Los metales se pueden identificar por la forma y el uso operacional. Por ejemplo, los objetos de forma compleja o irregular denotan fundiciones. Además, pueden tener marcas de fundición.
Prueba de fractura.
Si el metal que usted está tratando de identificar ha sido fracturado, un examen cuidadoso para ver evidencias de ductilidad puede suministrar información valiosa. Por ejemplo, una ruptura bien delineada, limpia y sin distorsión es indicativa de metales como el hierro fundido gris, el hierro fundido blanco, el zinc fundido y algunas fundiciones y aleaciones de aluminio. Por otro lado, el acero con alto contenido de carbono se rompe con alguna distorsión; y otros metales como los aceros al carbono sencillos, el aluminio puro y el hierro fundido maleable muestran evidencia de dobleces antes de romperse.
Prueba de virutas.
Una rebaba de metal extraída por medio de un cincel puede ser una clave útil en la identificación de una muestra. Las rebabas lisas continuas son comunes en materiales blandos como el aluminio y el cobre, mientras que las quebradizas y lisas apuntan al acero, al bronce o al latón. Las rebabas pequeñas rotas son comunes de materiales muy quebradizos como el hierro fundido.
PRECAUCIÓN: Utilizar protección adecuada para los ojos cuando se realice esta prueba (espejuelos de seguridad).
Prueba de dureza.
La dureza se puede medir de diferentes maneras. Las pruebas de dureza Brinell y Rockwell son las más comunes y precisas. El equipamiento requerido para estas pruebas se encuentra generalmente en laboratorios de ensayo de materiales. Sin embargo, cuando no se disponga de este equipamiento especializado, una lima nueva de mecánico dará un estimado de la dureza del metal como explica la tabla siguiente.
|
Número Dureza Brinell |
Número Dureza Rockwell |
Resistencia a la lima |
Tipo de Acero | |
|---|---|---|---|---|
| B |
C | |||
| 100 |
57 |
Resistencia alta. La lima le entra bien al metal. |
Acero con bajo contenido de carbono | |
| 200 |
93 |
Resistencia alta. La lima le entra bien al metal pero se requiere de más presión |
Acero con mediano contenido de carbono | |
| 300 |
32 |
Resistencia media. La lima no entra en el metal, requiere de más presión |
Acero de altra aleación. | |
| 400 |
43 |
Resistencia baja. El metal se puede limar, aunque con dificultad. |
Acero con alto contenido de carbono. | |
| 500 | 52 | Resistencia prácticamente nula. El metal es tan duro como la lima. | Acero para herramientas. | |
| 600 | 59 | No hay resistencia. El metal es más duro que la lima | Acero para herramientas endurecido. | |
Prueba magnética.
Las propiedades magnéticas, determinadas mediante el uso de un imám, indicarán si un metal es ferroso o no ferroso, aunque hay algunas excepciones.
Magnéticos:
- Aleaciones ferrosas.
- Acero inoxidable (series 400 - 500).
- Níquel (no ferroso)
- Monel (ligeramente magnético)
No magnéticos:
- No ferrosos: aluminio, cobre, bronce.
- Aceros inoxidables (series 200 - 300)
- Níquel (base ferrosa)
- Aceros al manganeso.
- Inconel.
Prueba de chispa.
Una prueba tosca pero bastante exacta para un metal se puede realizar a partir del estudio de la manga de chispas que se produce durante el esmerilado. La manga de chispas variará según la presión que se haga contra la piedra. Para obtener mejores resultados compare la chispa del metal desconocido con una de un metal conocido.
La mayoría de los metales no ferrosos tales como el aluminio, el magnesio y las aleaciones de cobre no muestran chispas. Dos excepciones de metales de este tipo que desprenden chispas son el níquel y el titanio.
Nota: La identificación de metales por chispas, por ejemplo del acero, no determinará la cantidad exacta de carbono pero establecerá diferencias entre los aceros al carbono de bajo y alto contenido. Para mejores resultados, las dos muestras, (la conocida y la desconocida) deberán someterse con la misma presión contra la piedra de esmeril y el fondo deberá estar oscuro.
PRECAUCIÓN: Utilizar protección adecuada para los ojos cuando se realice esta prueba (espejuelos de seguridad).
Prueba de llama.
La prueba de llama requiere de un aréa pequeña para calentar la muestra de metal hasta el estado de fusión y obtener una mezcla. Al llegar a este estado se debe observar en busca de algunas o de todas las características que se muestran en la tabla siguiente.
| Metal |
Color de la superficie maquinada |
Punto de fusión aproximado |
Cambio de color |
Apariencia de la escoria |
Apariencia de la mezcla fundida |
|---|---|---|---|---|---|
| Aluminio |
Plateado |
1220oF |
Ninguno |
Negro y grisáceo suave |
El color igual a la superficie sin fundir, muy fluido bajo escoria. |
|
Latón y bronce |
Amarillo a rojo |
1300 - 1900oF |
Se enrojece notablemente antes de la fusión |
Poca escoria pero vapores blancos y densos; aunque el bronce puede no tener ninguno. |
Líquido dorado brillante, acuoso; burbujeará con una llama oxidante. |
| Cobre |
Rojo |
1980oF |
Puede tornarse negro y luego rojo, el color cobrizo puede tornarse más intenso |
Poca o ninguna escoria |
Superficie brillante directamente bajo la llama; tendencia de la mezcla a burbujear. |
|
Hierro fundido gris |
Gris |
2050 -2200oF |
Se convierte en rojo opaco antes de la fusión. |
Desarrolla una película gruesa |
Fluido y acuoso, blanco rojizo; sin chispas. |
| Monel |
Gris oscuro |
2470oF |
Se convierte en rojo antes de la fusión. |
Gris suave, pesada y gruesa. |
Fluido bajo la escoria. |
| Níquel |
Casi blanco |
2645oF |
Se convierte en rojo antes de la fusión. |
Gris. |
Fluido bajo la escoria. |
|
Acero al carbono |
Gris brillante |
2460 - 2790oF |
Se torna rojo brillante antes de la fusión. |
Similar al metal fundido. |
Líquido; amarillo pálido; algunas chispas. |
PRECAUCIÓN: El magnesio arde violentamente si se enciende.
Prueba de ácido.
Esta prueba es un poco más específica, ya que los kits de productos químicos pueden ayudar a identificar los metales, pero estos varían según los fabricantes. Estos juegos pueden contener ácido nítrico, ácido sulfúrico y otros compuestos químicos. La muestra tiene que estar completamente limpia. Se aplica la sustancia química y el resultado de la reacción se compara con un cuadro específico, de acuerdo al producto utilizado.
PRECAUCIÓN: No intentar realizar una prueba de ácido si no se tiene el entrenamiento adecuado y los medios de protección necesarios.
Fuentes
- NAIT CoursePack 1090: Soldadura para aprendices. Primer año. 1997.
