Super aleaciones con usos en la aeronautica

Índice

Introducción………………………………………………………………………….……...X

Planteamiento del problema……………………………………………………....……...O

Antecedentes……………………………………………………………………....……….X

Justificación…………………………………………………………………….…………...X

Hipótesis…………………………………………………………………………………….O

Objetivos………………………………………………………………………....………….O

• General……………………………………………………………………....……...O
• Especificos………………………...……………………………………………......O

Metas………………………………………………………………………………………...O

Cronograma…………………………………………………………………………………X

Bibliografía…………………………………………………………………………………..O

Introducción

Después del fin de la Segunda Guerra Mundial, la aviación comercial pasó a desarrollarse de manera independiente a la aviación militar. Empresas fabricantes de aviones pasaron a crear modelos especialmente diseñados para el transporte de pasajeros, y las líneas aéreas usaron durante los primeros años, después de la guerra, aviones militares modificados para uso civil.

El paso del tiempo ha ido mostrando los materiales más adecuados para el mundo de la aviación. Entre ellos, el Aluminio, el Titanio y los Composites.

Las principales aleaciones de aluminio utilizadas como componentes estructurales en el sector aeroespacial son las aleaciones de la serie 7xxx de alta resistencia mecánica (o las de la serie 2xxx con reconocida mejora en la tenacidad). Las aplicaciones industriales de estas aleaciones se explican a partir de su microestructura y propiedades físico mecánicas, por lo que son más usadas en bastidores y piezas del fuselaje de componentes aeronáuticos,donde la resistencia específica también es un factor crítico.

El titanio es un elemento metálico que presenta una estructura hexagonal compacta,
es duro,refractario y buen conductor de la electricidad y el calor. Presenta una alta  resistencia a la corrosión (casi tan resistente como el platino) y cuando está puro, se tiene un metal ligero, fuerte, brillante y blanco metálico de una relativa baja densidad. Posee muy buenas propiedades mecánicas y además tiene la ventaja, frente a otros metales de propiedades mecánicas similares, de que es relativamente ligero.

Los composites son materiales que nacen de la combinación de dos o más componentes orgánicos o inorgánicos. Los composites de fibra son sistemas de materiales que constan de dos fases: una fase continua denominada matriz o resina, y una fase discontinua denominada fibras o material de refuerzo. Las fibras y la resina se denominan también "constituyentes". Las fibras son los constituyentes principales que soportan la carga, debido a sus excelentes valores de resistencia y rigidez.

Si bien estos tres materiales siguen siendo superiores a otros metales actualmente la industria busca innovar con nuevas aleaciones de aluminio combinadas, de titanio y aluminio, composites de polimeros y ceramicos, entre otras innovaciones como la introducción de las aleaciones de magnesio, todo esto con la intención de disminuir los costos de los aviones, al hacerlos más ligeros, más resistentes, etc.

Planteamiento del problema 

En el área de aeronáutica existe una problemática que es el peso del avión que se ha arrastrado durante la existencia es este, puesto que a mayor peso la eficiencia de los motores decrece, lo cual este es un factor negativo en esta industria. puesto que genera más gastos de turbosina. [pic 1]

Justificación

Su buscaron diferentes tipos de súper aleaciones, en las nos enfocamos a una y propondremos la innovación de esta para la mejora de los motores de un avión,  la cual dará como resultado un ahorro considerable de la turbosina y mejora en su eficiencia

HIPOTESIS

Los motores es uno de los componentes más pesados de un avión,  por lo que se busca reducir el peso de los motores, mediante la utilización de nuevos materiales.

Con respecto a las consideraciones o estudios previos sobre problemática tenemos los motores es un tercio del peso total del avión (1). por lo tanto se busca reducir el peso mediante la utilización de nuevas super aleaciones.

Objetivos

Específicos: Estudiar el funcionamiento de los motores del avión y los materiales con los que se construye la mayor parte de este mismo.

Generales: Obtener las especificaciones de los diferentes tipos de materiales que se usen para construir los motores de los aviones en la actualidad.

Meta: proponer un la investigación acerca de una nueva súper aleación

Antecedentes

1.1 Superaleaciones basadas en níquel para motores de turbina avanzados:

Química, microestructura y propiedades

Las propiedades químicas, físicas y mecánicas de las superaleaciones a base de níquel son resumidas en esta investigación haciendo un especial énfasis para el uso de estos materiales en las turbinas de los aviones. El documento nos aclara que debido a las propiedades tan inusuales que llega a juntar esta superaleación es usada para la fabricación de turbinas generadoras de energía, motores de cohetes y hasta son expuestas a los ambientes más extremos como lo sería un reactor nuclear. Todo esto posible ya que tiene una alta resistencia a la temperatura, dureza y a lo ambientes tanto corrosivos como oxidantes.

Se concluye que las superaleaciones de base níquel son realmente excepcionales e idóneas para el uso en un ambiente altamente demandante como es el ambiente en la turbina del motor de un avión y que más mejoras en estos materiales podrían hacerse con el desarrollo de más y mejores herramientas para poder maquilar estas piezas. [1.1]

1.2 Desarrollo de superaleaciones monocristalinas basadas en Ni para
cuchillas de turbina de aviones avanzados

Las propiedades de las superaleaciones basadas en níquel monocristalinas (SX) por sus siglas en inglés,  son puestas a prueba a ensayos de laboratorio, se usan las superaleaciones de segunda y cuarta generación con estas estructuras.

El desarrollo significativo que se ha logrado con estas superaleaciones a demostrado que se pueden utilizar en las aspas de la turbina del avión por su mayor resistencia a la cedencia, resistencia a la oxidación y a la resistencia a la fatiga termomecánica.[1.2]

1.3 Aleación Haynes 625

Es el nombre comercial que tiene una de las tantas superaleaciones que hay actualmente, es una combinación del níquel, cromo y molibdeno, tiene una resistencia de 817 grados Celsius y buena resistencia a la oxidación alrededor de los 980 grados Celsius.

Debidos a las características que tiene no solo se limita al uso de naves aeroespaciales donde hay altas temperaturas, también se desenvuelve bien en los procesos químicos industriales y plantas generadoras de energía. [1.3]

[pic 2]

1.4 Rendimiento de Inconel Alloy 617 en entornos de turbina de gas reales y simulados 

En esta investigación nos explican que es la aleación de Inconel 617, nos dice que es una solución sólida, de níquel-cromo-cobalto-molibdeno con una combinación excepcional de resistencia a alta temperatura, resistencia a la oxidación y carburización y estabilidad térmica.

El estudio determinó que esta aleación es bastante más superior a otras aleaciones a sus otras contrapartes como lo son la HX, 188, 214 y 230.  La aleación 617 ha sido utilizada con éxito en aplicaciones de gas caliente en la industria aeroespacial y turbinas terrestres de gas durante más de dos décadas. Aparte de todas sus propiedades ya mencionadas otros estudios han mostrado que es bastante fácil de fabricar.[1.4]

1.5 Nuevas superaleaciones de disco Ni-Co-base con mayor resistencia y resistencia a la fluencia

Se ha propuesto un nuevo tipo de superaleaciones de Ni-Co-base con una estructura bifásica, para aplicaciones de disco de turbina. Algunas de estas superaleaciones de Ni-Co-base se evalúan mediante ensayos de tracción. Los resultados muestran que las aleaciones de Ni-Co-base pueden procesarse por colada barata y por forjado y muestran una resistencia a la tracción superior a temperaturas de hasta 750 ° C y resistencias de fluencia superiores a 725 ° C que las de la aleación UDIMET 720 LI. (1.5).

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