Tec. De Los Materiales -Aceros

ACEROS DE GRAN ELASTICIDAD.

Aceros de gran elasticidad.

La característica que más interesa en los aceros de gran elasticidad es naturalmente el límite de elasticidad a la atracción, para los que trabajan a la fricción; y límite de torsión para los que trabajan helicoidalmente. El límite elástico a la atracción de los aceros varía de 60 a 90 % de la resistencia o carga de rotura a la atracción. En general la resistencia media a la atracción de los aceros de alta elasticidad es de 150 dg/mm2, oscilando el límite elástico a la atracción entre 135 y 140 mm2.

La otra característica fundamental de los aceros de alta elasticidad es su límite de fatiga a la atracción o a la torsión, que debe ser elevado para que resistan los esfuerzos repetidos que en general son sometidos cuando tienen la forma de muelles, el límite de fatiga depende en gran parte de la resistencia mecánica y del límite elástico del acero.

Existen fundamentalmente tres clases de acero que se emplean para estos casos:

aceros al carbono, aceros manganesos-cilisios, aceros aleados.

ALEACIONES LIGERAS

Son los más utilizados de los metales más conocidos.

Esto se debe a su costo relativamente económico, a sus excelentes propiedades mecánicas, que sobre todo las de los aceros, hemos visto como pueden variarse para amoldarlas a la conveniencia del usuario y trabajarlos más cómodamente, dándose después el punto deseado de dureza, resistencia y tenacidad.

Sin embargo los productos siderúrgicos tienen el grave defecto de que son muy sensibles a la oxidación y corrosión atmosférica, ya que el hierro es el metal industrial que más fácilmente se deteriora en el aire, y aunque es cierto que se fabrican los aceros denominados inoxidables, en los que se ha corregido ese defecto, estos tienen el inconveniente de que su precio sea muy elevado.

Los metales industriales no férreos y sus aleaciones son en general resistentes a la oxidación y corrosión atmosférica, pero esta no es la única buena cualidad que los hace recomendables para muchas aplicaciones, sino también la facilidad con que se moldean y mecanizan, la elevada resistencia mecánica en relación a su peso de algunas aleaciones, la gran conductividad térmica y eléctrica del cobre, y también su bello acabado desde el punto de vista decorativo.

Se denominan aleaciones ligeras que tienen como elemento base o principal el aluminio, y respecto a los metales de adición los más empleados son el cobre, silicio, níquel, hierro, cromo, titanio y cobalto. Estos metales pueden figurar en las aleaciones juntas o aisladas; en general la proporción total en que forman parte de las aleaciones ligeras no pasa del 15%.

La característica principal de las aleaciones ligeras es su bajo peso específico, que en algunas de ellas llega a ser hasta un tercio del peso específico del acero, y aun resulta interesante la relación de resistencia mecánica a peso específico, esto las hace indispensables para determinadas aplicaciones como por ejemplo para las propulsiones aeronáuticas en las que interesan materiales muy ligeros con una resistencia mecánica mínima.

El aluminio es uno de los principales componentes de la corteza terrestre, de la que forma parte en una proporción del 8.13% superior a la del hierro y solamente superado entre los metales por el silicio con un 26.5%.

El aluminio no se encuentra puro en la naturaleza, sino que forma parte de los minerales de los cuales los más importantes son las llamadas BAUXITAS, y para obtener una tonelada de aluminio se necesitan 4 toneladas de bauxita, 80 kg de Criolita, 600 kg de electrodo de carbón y 22,000 KW-hora, y por lo tanto la metalurgia de aluminio es esencialmente electrolítica.

Propiedades Físicas del Aluminio

El aluminio es un metal blanco brillante que pulido se asemeja a la plata, cristaliza en la red cubica centrada en las caras, su peso especifico es igual a 2.699, es decir casi 1/3 del hierro (7.87), el único metal industrial más ligero que el aluminio es el magnesio y su peso específico es de 1.74, su conductividad eléctrica es un 60% de la del cobre y 3.5 veces que la del hierro, su punto de fusión es de 660° C y el de ebullición 2450° C; este punto de fusión relativamente bajo unido a su punto de ebullición bastante alto facilita su fundición y moldeo.

La propiedad química más destacada del aluminio es su gran afinidad con el oxigeno por lo cual se emplea entre otras cosas para la desoxidación de los rayos de acero, para la soldadura aluminotermica, para la fabricación de explosivos, etc.

A pesar de esto y aunque parezca aun contra sentido el aluminio es completamente inalterables en el aire, se recubre de una delgada capa de oxido de alguna centésimas de migra que protege el resto de la masa de la oxidación, debido a esta película protectora resiste también la acción del vapor de agua y el ataque de algunos compuestos químicos, en cambio es atacado por el acido sulfúrico clorhídrico, el nítrico y soluciones salinas.

Propiedades Mecánicas del aluminio

Las propiedades mecánicas del aluminio más interesantes son su débil resistencia mecánica y su gran ductilidad y maleabilidad que permite forjarlo, trefilarlo en hilos delgadísimos y laminarlo en laminas o panes tan finos como los del oro hasta de un espesor de 0.0004 mm, y cuando el aluminio se tiene a la temperatura de 500° C, este se vuelve frágil y se puede pulverizar fácilmente.

El aluminio tiene una multitud de aplicaciones, su bajo peso especifico lo hace útil para la fabricación de aleaciones ligeras, extensamente empleadas en construcciones aeronáuticas y en general cada vez más en los vehículos de transporte, su elevada conductividad eléctrica lo hace útil para la fabricación de conductores eléctricos de aluminio técnicamente puro o en forma de cables armados con acero galvanizado. Su elevada conductividad calorífica lo hace útil para la fabricación de utensilios de cocina y en general en aparato de intercambio de valor, su maleabilidad lo hace útil para la fabricación de papel de aluminio en lo que se emplea hasta un 10% de su producción total, su resistencia a la corrosión lo hace útil para fabricación de depósitos para ácidos, cerveza, etc. Y también se emplea en forma de chafas para cubiertas de edificios, sus propiedades reductoras lo hacen útil para la desoxidación del hierro y otros metales y para la soldadura aluminotérmicas.

ALEACIONES DE METALES NO FERROSOS

Aleaciones

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