Aplicaciones De Los Materiales

Propiedad de los Materiales

MC Epsylon Erydani Mejía Martínez

Unidad 4: Aplicaciones de los materiales

Actividad: Para evaluar la unidad 4 en equipo.

Marcos José ángel Flores González

Numero de control: 11050544

Jorge Alberto de León González

Numero de control: 10050486

Ingeniería Industrial

Jueves, 4 de octubre de 2012

Aluminio

Propiedades de aluminio

El aluminio es un metal muy ligero, con un peso específico de 2,7 (g/cm3), que es un tercio de la del acero. La resistencia del metal puede ser ajustado mediante la adición de pequeñas cantidades de otros metales (aleaciones).

Aleaciones especiales de aluminio puede alcanzar la misma resistencia a la tracción como el acero.

A medida que el propio metal forma una capa protectora de óxido (que se forma inmediatamente si el metal se corta o rayado) es altamente resistente a la corrosión. Los diferentes tipos de tratamientos superficiales pueden mejorar aún más esta propiedad.

El aluminio es también un buen conductor de calor y electricidad, y en relación a su peso, es casi dos veces más liviana que un conductor de cobre de propiedades similares. El aluminio puede reflejar tanto el calor como la luz y junto con su bajo peso, hace que sea un material ideal para ser utilizado en reflectores, como por ejemplo, aparatos de iluminación.

Fácil de forma y el proceso

El aluminio es dúctil y tiene un bajo punto de fusión y la densidad. Fluye fácilmente en estado fundido y por lo tanto se puede procesar en un gran número de maneras - tanto en un estado frío como caliente. Su gran ductilidad permite que los productos de aluminio sean formados como un diseño cercano al del producto final. El aluminio utilizado en los edificios, construcciones y equipos de transporte no es inflamable. Sólo se quema en forma de polvo fino o como una película muy delgada. El aluminio se derrite cuando las temperaturas exceden 660 ˚ C - sin liberar gases. El papel de aluminio, incluso cuando se rueda a sólo 0,007 mm de espesor, sigue siendo completamente impermeable y no permite que ni la luz, ni el aroma ni el sabor de sustancias lo traspasen. Además, el propio metal no es tóxico, y no libera aroma o sabor.

Buena reciclabilidad

La re-fusión de aluminio requiere muy poca energía, y la pérdida de metal en el proceso de re-fusión es inferior al 3 por ciento. Sólo alrededor del 5 por ciento de la energía que es requerida para producir el metal primario inicialmente es necesaria en el proceso de reciclaje.

Características físicas

• Entre las características físicas del aluminio, destacan las siguientes:

• Es un metal ligero, cuya densidad o peso específico es de 2700 Kg./m3 (2,7 veces la densidad del agua).

• Tiene un punto de fusión bajo: 660ºC (933 K).

• El peso atómico del aluminio es de 26,9815.

• Es de color blanco brillante.

• Buen conductor del calor y de la electricidad.

• Resistente a la corrosión, gracias a la capa de Al2O3 formada.

• Abundante en la naturaleza.

Características mecánicas

Entre las características mecánicas del aluminio se tienen las siguientes:

• De fácil mecanizado.

• Muy maleable, permite la producción de láminas muy delgadas.

• Bastante dúctil, permite la fabricación de cables eléctricos.

• Material blando (Escala de Mohs: 2-3). Límite de resistencia en tracción: 160-200 N/mm2 (160-200 MPa) en estado puro, en estado aleado el rango es de 1400-6000 N/mm2. El duraluminio es una aleación particularmente resistente.

• Material que forma aleaciones con otros metales para mejorar las propiedades mecánicas.

• Permite la fabricación de piezas por fundición, forja y extrusión.

• Material soldable.

• Con CO2 absorbe el doble del impacto

Características químicas

Estructura atómica del aluminio.

• Debido a su elevado estado de oxidación se forma rápidamente al aire una fina capa superficial de óxido de aluminio (Alúmina Al2O3) impermeable y adherente que detiene el proceso de oxidación, lo que le proporciona resistencia a la corrosión y durabilidad. Esta capa protectora, de color gris mate, puede ser ampliada por electrólisis en presencia de oxalatos.

• El aluminio tiene características anfóteras. Esto significa que se disuelve tanto en ácidos (formando sales de aluminio) como en bases fuertes

• (Formando aluminatos con el anión [Al (OH)4]-) liberando hidrógeno.

• La capa de oxido formada sobre el aluminio se puede disolver en ácido cítrico formando citrato de aluminio.

• El aluminio reacciona con facilidad con HCl, NaOH, perclórico, pero en general resiste la corrosión debido al óxido. Sin embargo cuando hay iones

• Cu++ y Cl- su pasivación desaparece y es muy reactivo.

PROPIEDADES ALUMINIO

TRATAMIENTOS PROTECTORES SUPERFICALES PARA EL ALUMINIO

Anodizado

• Componentes de aluminio anodizado.

• Este metal, después de extruido o decapado, para protegerse de la acción de los agentes atmosféricos, forma por sí solo una delgada película de óxido de aluminio; esta capa de Al2O3, tiene un espesor más o menos regular del orden de 0,01 micras sobre la superficie de metal que le confiere unas mínimas propiedades de inoxidacción y anticorrosión.

• Existe un proceso químico electrolítico llamado anodizado que permite obtener de manera artificial películas de óxido de mucho más espesor y con mejores características de protección que las capas naturales.

• El proceso de anodizado llevado a cabo en un medio sulfúrico produce la oxidación del material desde la superficie hacia el interior, aumentando la capa de oxido de aluminio, con propiedades excelentes por resistencia a los agentes químicos, dureza, baja conductividad eléctrica y estructura molecular porosa, esta última junto con las anteriores, que permite darle una excelente terminación, que es un valor determinante a la hora de elegir un medio de protección para este elemento.

Las ventajas que tiene el anodizado son:

• La capa superficial de anodizado es más duradera que la capas obtenidas por pintura.

• El anodizado no puede ser pelado porque forma parte del metal base.

• Al anodizado no es afectado por la luz solar y por tanto no se deteriora.

Pintura

• El proceso de pintura de protección que se da al aluminio es conocido con el nombre de lacado y consiste en la aplicación de un revestimiento orgánico o pintura sobre la superficie del aluminio. Existen diferentes sistemas de lacado para el aluminio

• El tratamiento de lacado consiste en proteger la superficie de los perfiles de Aluminio con una capa de pintura aplicada, bien en polvo o bien líquida.

• Pintura líquida: Tiene como vehículo de aplicación del recubrimiento un disolvente, el cual debe evaporarse para obtener posteriormente la capa protectora de resina pigmentada.

• Pintura en polvo: Se aplica pulverizando un polvo de resina que se deposita electrostáticamente hasta obtener el espesor de capa protectora de resina pigmentada. Finalmente, la capa se endurece en el horno.

Otros procesos mejorados

Calidad Marina es un proceso que mejora las prestaciones del lacado en ambientes muy agresivos como primera línea de mar, industriales, etc., que consiste en aumentar el rebaje de la superficie del material de 0,8 gr/m2 a 2 y 4 gr/m2, lo que beneficia la penetración y agarre del cromatizado. “Fluorocarbonatados” o “PVDF” (laca en base fluoropolímeros 70:30) son sistemas multicapas que ofrecen excelentes prestaciones ante el envejecimiento y la degradación del color debido a los rayos UV en ambientes de alta agresividad. Por el contrario, la diversidad de colores está más limitada. El sistema contempla la aplicación de 3 ó 4 capas: una primera inhibidora de la corrosión, eventualmente una capa adicional de barrera, una capa de color y una última capa de barniz. La temperatura de horneado llega a los 240ºC. a Aluminio liso 4.3.1, Aluminio Ondulado / grecado 4.3.2, Aluminio con lana de roca 4.3.3.

Aplicaciones industriales

El aluminio compite con el acero en varios de sus usos, pero tiene la ventaja de ser más liviano, resistente a la corrosión, un buen conductor de electricidad y es un metal fuerte combinado en aleaciones. Este metal posee una serie de características diferenciales y definitorias: es liviano –pesa la tercera parte del acero– no se oxida, es conductor del calor, no es tóxico, no es magnético, es maleable, y es combustible.

Debido a estas características es ampliamente usado en las industrias de la construcción, transporte y envases. En la construcción es usado para cerramientos, puertas y ventanas, y estructuras livianas. El hecho de ser fuerte, liviano y resistente a la corrosión hacen de éste un material ideal para aplicaciones que requieren contacto con el agua y las variaciones climáticas. De ahí que sea utilizado también en las industrias relacionadas con el transporte automotor, aeroespacial, ferroviario y marítimo.

Por sus características resulta un material ideal para la constricción tanto de las carcasas como de varias partes, accesorios y componentes del motor. El aluminio y sus aleaciones dan cuente de alrededor del 80% de un del peso de una aeronave descargada. Es curioso notar también el uso de aluminio en fino polvo como combustible en ingeniería aeroespacial. A su vez, el aluminio está ganando participación de mercado

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