O
aceiro
e unha aliaxe cun componente principal, o
ferro
, cun contido en
carbono
entre o 0,02% e o 1,7% da masa total.
Unha
aliaxe
,
[
1
]
ou
liga
,
[
2
]
e a union intima e homoxenea de dous ou mais
elementos
, sendo polo menos un deles un
metal
, e onde a union resultante ten propiedades metalicas.
E moi raro atopar aliaxes na natureza; tradicionalmente preparanse mesturando os materiais
fundidos
e deixando arrefriar a mestura.
Cando interven o
mercurio
, a aliaxe fica en estado
liquido
, nese caso denominase
amalgama
.
As aliaxes preparanse normalmente para mellorar as propiedades dos seus componentes. Asi por exemplo o
aceiro
e mais duro que o
ferro
, o seu componente primario. Normalmente as propiedades que mais varian ao facer o ligado non son as propiedades fisicas senon as propiedades tecnicas. Isto e debido normalmente aos direfentes tamanos dos
atomos
, en onde os atomos mais grandes exercen unha forza compresiva sobre os atomos vecinos, e os atomos pequenos exercen unha forza tensil sobre os seus vecinos. Isto axuda a aliaxe a resistir a deformacion, mentres que nun metal puro os atomos movense mais libremente.
Ao contrario dos metais puros, a maioria das aliaxes non tenen un
punto de fusion
unico, senon que tenen un rango de fusion no cal o material e unha mestura de fases
solidas
e
liquidas
.
Antigo
forno Bessemer
para fabricar aceiro.
Existen distintos procesos para obter aliaxes:
- Procesos de fusion: Os componentes quentanse nun
forno
a unha
temperatura
superior as de fusion, lograse unha mestura homoxenea e posteriormente reducese a temperatura ata que solidifican de novo.
- Electrolise
: Se o
electrolito
conten en disolucion
cations
dos elementos que queremos aliar, co paso dunha corrente electrica os devanditos ions depositaranse sobre o
catodo
.
- Compresion: Mediante un proceso similar a
sinterizacion
, mesturanse os materiais en forma de po ou labras, aumentase a presion e quentase a mestura ata temperaturas inferiores a de fusion.
- Implantacion de iones: Sobre o metal, colocado nunha camara sen carga, disparanse feixes de ions de carbono, nitroxeno e outros elementos para producir unha capa de aliaxe fina e resistente sobre a superficie do metal.
Diagrama de fase binario do cuproniquel.
As aliaxes podense clasificar atendendo a diversos criterios, sen ser estas categorias excluintes:
- Composicion: Esta clasificacion ten en conta cal e o elemento que se acha en maior proporcion (aliaxes ferrosas, aliaxes base cobre etc.). Cando os aleantes non tenen caracter metalico adoitan acharse en moi pequena proporcion, mentres que se unicamente se mesturan metais, os aleantes poden aparecer en proporcions similares ao metal base. Por exemplo, o cobre e o ouro presentan un diagrama de solubilidade total.
- Numero de elementos: Atendendo a este criterio podense distinguir aliaxes
binarias
como o
cuproniquel
,
ternarias
(
alpaca
) ... hai aliaxes nas que intervenen un elevado numero de elementos quimicos, ainda que en pequenas cantidades.
- Tipo de solucion solida:
Micrografia de aceiro eutectoide (
perlita
).
As aliaxes presentan brillo metalico e alta condutividade electrica e termica, ainda que usualmente menor que os metais puros. As propiedades fisicas e quimicas son, en xeral, similares as dos metais, con todo as
propiedades mecanicas
tales como dureza, ductilidade, tenacidade etc. poden ser moi diferentes, de ai o interese que espertan estes materiais.
Podense obter aliaxes que soporten altas temperaturas, de elevada dureza, resistentes a corrosion ou lixeiras, que posuan unhas propiedades das que carecen os componentes de forma illada.
As aliaxes non tenen unha temperatura de fusion unica, dependendo da concentracion, cada metal puro fonde a unha temperatura, coexistiendo simultanemente fase liquida e fase solida como se pode apreciar nos
diagramas de fase
. Hai certas concentracions especificas de cada aliaxe para as cales a temperatura de fusion unificase. Esa concentracion e a aliaxe obtida reciben o nome de eutectica, e presenta unha microestrucura especialmente homoxenea. Un exemplo de aliaxe eutectica e a mestura de
chumbo
e
estano
(37%-63%, respectivamente) que se utliza como soldadura.
Na practica, nalgunhas aliaxes un dos seus componentes e tan determinante (por cuestion de imaxe etc) que se usa o nome dese metal base para se referir a aliaxe. Por exemplo, o
ouro
de 14
quilates
e en realidade unha aliaxe de ouro con outros elementos. Do mesmo xeito, a
prata
usada en
ourivaria
e o
aluminio
da construcion son tamen aliaxes.
Ornamento de
electro
.
As aliaxes mais comuns utilizadas na industria son: