Propiedades De Los No Ferrosos

1. CAPITULO 3. Aleaciones no ferrosas

2. Aluminio y sus aleaciones El aluminio es el elemento metálico más abundante y siemprese presenta combinado con otros elementos como hierro,oxígeno y silicio. La bauxita, que consiste principalmente enóxidos hidratados de aluminio, es la materia prima másutilizada para la producción del aluminio.La obtención del aluminio se realiza en dos fases:1. Separación de la alúmina (Al2O3) de las bauxitas.2. Reducción de la alúmina disuelta en un baño de criolita(FNa.F3 Al) con cierta cantidad de fundente, por electrólisis conelectrodos de carbono.

3. Características:a. Metal ligerob. Densidad de 2,70 g/cm3c. Punto de fusión 660 oCd. Buena relación resistencia a pesoe. Buena maleabilidad y ductilidad (formabilidad)f. Alta resistencia a la corrosión, yg. Gran conductividad eléctrica y térmicaAplicaciones: Industria aeronáutica y automotriz

4. El aluminio puro tiene una resistencia de unos 13 000lb/pulg2 (90 Mpa), pero puede mejorarse por trabajadoen frío y por aleación con elementos como: Cu, Si, Mn,Mg y Fe.Tratadas en forma térmica se alcanzan resistencias dehasta unos 100 000 lb/pulg2(692 MPa)Una película de óxido de aluminio lo protege de lacorrosión en muchos ambientes. Esta película es bastanteestable en soluciones neutras y muchas solucionesácidas, pero es atacada por los alcalies.

5. DESIGNACION PARA LAS ALEACIONES DE ALUMINIO.ALEACIONES FORJADAS. Se designan por cuatro dígitos.En este sistema el aluminio de 99,00% o más, se designa como una aleación número 1xxx. En cambio otras aleaciones de Aluminio son agrupadas por el mayor elemento de aleación, así de acuerdo al principal elemento de aleación se tienen los siguientes grupos:Cobre 2XXXManganeso 3XXXSilicio 4XXXMagnesio 5XXXMagnesio y silicio 6XXXZinc 7XXXOtros elementos 8XXXSerie no usada 9XXX

6. El segundo dígito en el número de aleación indica los límitesde impureza, si el dígito es cero no contiene impurezas, si elvalor es de uno a nueve indica un control especial de una omás impurezas. Los últimos dos dígitos en la serie 1xxxexpresa el valor en decimas y centésimas del porcentaje dealuminio (Ejemplo aleación 1060 = 99,60 % de Aluminio)En las series dos hasta la nueve los segundo dos dígitos notienen ningún significado en especial, solo sirve para identificarlas diferentes aleaciones de aluminio en el grupo.

7. Tratamiento térmico (Temple de precipitación)1. Calentamiento de la pieza a una temperatura quepermita entrar en disolución el elemento de aleación yluego enfriar rápidamente para que dicho elemento nollegue a precipitar (solución sobresaturada inestable)2. Proceso de envejecimiento (maduración) donde ocurre laprecipitación de componentes endurecedores

8. Ejemplos:1100-0 Aluminio de 99 % de pureza-recocido2017-T4 Aleación aluminio-cobre, sometida a un temple de precipitacióny envejecimiento artificial hasta la condición estable.3003-H18 Aleación aluminio-manganeso, endurecida por trabajado enfrío hasta su grado máximo3003-H24 Aleación aluminio-manganeso, endurecido por trabajado enfrío y parcialmente recocido5052-H32 Aleación Al-Mg, endurecida por deformación en frío yestabilizada7075-T8 Aleación aluminio-zinc, sometida a un temple de precipitación,seguido de trabajo de deformación en frío y posterior envejecimientoartificial.

9. Aleaciones de aluminio de forja A. Aleaciones Al – CU (Serie 2XXX) 2014 (0.8 % Si, 4.4 % Cu, 0.8 % Mn y 0.4 % Mg ) 2017 (0.8 % Si, 4.0 % Cu, 0.5 % Mn, 0.5 % Mg y 0.1 % Cr) 2024 (0.5 % Si, 4.5 % Cu, 0.6 % Mn, 1.5 % Mg y 0.1 % Cr) Tratables térmicamente, buena ductilidad y alta resistencia a la tensión. Estructuras para aviones, remaches para aviones, ferretería, ruedas para camión 2218 (0.2 % Si, 4.0 % Cu, 1.5 % Mg y 2.0 % Ni ) Aplicaciones a altas temperaturas, como pistones forjados

10. B. Aleaciones Al – Mn (Serie 3XXX) 3003 (0.6 % Si y 1.2 % Mn) (No aleaciones fundidas) No tratables, buena formabilidad, gran resistencia a la corrosión y buena soldabilidad. Equipo de manejo y almacenamiento de alimentos y sustancias químicas, tanques para gasolina y aceite, y recipientes para altas presiones.

11. C. Aleaciones Al – Si (Serie 4XXX) 4032 (12.5 % Si, 0.90 % Cu, 1.0 % Mg y 0.90 % Ni) Resistencia a la corrosión y bajo coeficiente de expansión térmica. Pistones forjados para automóviles termoplásticos

12. D. Aleaciones Al – Mg (Serie 5XXX)5005 (0.4 % Si y 0,8 % Mg )5050 (0.4 % Si y 1,2 % Mg )5052 (2.5 % Mg y 0.25 % Cr )5083 (0.7 % Mn y 4.5 % Mg )Buena soldabilidad, resistencia a la corrosión y moderadaresistencia en general. Piezas extruídas, tubería y conductos degas y aceite para autos y aviones, aplicaciones marinas yestructuras soldadas.

13. E. Aleaciones Al – Si – Mg (Serie 6XXX) 6061 (0.6 % Si, 0.25 % Cu, 1 % Mg y 0.25 % Zn) 6063 (0.4 % Si, 0.10 % Cu, 0.10 % Mn, 0.70 % Mg, 0.10 % Cr, 0.10 % Zn) Excelente resistencia a la corrosión, se pueden trabajar más que otras y tratables térmicamente. Mallas de refuerzo para pistas de aterrizaje, canoas, tubería para aspiradora, pasamanos para puentes y aplicaciones arquitectónicas.

14. F. Aleaciones Al – Zn (Serie 7XXX) 7075 (5.5 % Zn, 2.25 % Mg y 1,5 % Cu) 7079 (4.3 % Zn, 3.30 % Mg y 0,6 % Cu) 7178 (6.8 % Zn, 2.70 % Mg y 2,0 % Cu) Alta resistencia mecánica y buena resistencia a la corrosión. Piezas de estructuras de aviones

15. Aleaciones de aluminio para fundición Las aleaciones para fundición se han desarrollado paraque tengan cualidades de colado (fluidez y fácilalimentación), así como buenas propiedades comoresistencia, ductilidad y resistencia a la corrosión. Suscomposiciones químicas difieren mucho de las aleaciones de aluminio para forja.El silicio en el intervalo entre 5 y 12 % es el elemento dealeación más importante en las aleaciones de aluminiopara fundición puesto que aumenta la fluidez delmetal fundido y su facilidad para alimentar el molde.

16. La adición del magnesio en un intervalo entre 0,3 y 1 %da lugar a un aumento de resistencia, principalmentepor precipitación mediante tratamiento térmico.El cobre en un rango entre 1 y 4 % se añade a veces aalgunas aleaciones de aluminio para fundición para aumentar resistencia, particularmente a elevadas temperaturas.Otros elementos de aleación como Zinc, Estaño,Titanio y Cromo pueden incorporarse a algunasaleaciones de aluminio para fundición.

17. En algunos casos, si la velocidad de enfriamiento de la pieza en el molde es suficientemente rápida, se puede obtener una aleación tratable térmicamente en condiciones de sobresaturación Las aleaciones de aluminio normalmente se moldean mediante uno de tres procesos: fundición en arena, fundición en molde permanente

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