Identificación de metales

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Identificación de metales
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Campo al que perteneceMetalurgia

Identificación de metales: En las operaciones de producción y reparación, es esencial que el soldador sepa identificar los metal escon 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:

Pesos de los metales
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.

Utilización de una lima para la medición de dureza

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.

Prueba de llama
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.