Aleación

Aluminio y sus aleaciones

Es FCC a=4,05 rat=1.43

Densidad 2.7 g/cm`3 ligerito

TF: 660º bajo

EsfT=69-130MPA

EsfF:28-125MPA

HB: 19-35

dr(%)=:43-6

Tonces material blando , endurece moderadamente por defomacion en frio

Buen conductor de electricidad y calor (-60% de Cu)

Densidad del aluminio y sus aleaciones. (ansi)

Numero AA       Principales EA

1XXX              %Al  >  99.00

2XXX              Cobre

3XXX              Manganeso

4XXX              Silicio

5XXX              Magnesio g

6XXX              Magnesio-Silicio

7XXX              Zinc

8XXX              Otros elementos

9XXX              Aleaciones particulares

Caracteristicas de aplicación

-Bajo peso

-Buena Resistencia a la corro

-Buen condcut de electri y calor

Facilidad de fabricación: Maquinado  fundi y Cnnforma

-Buena maleabilidad ( papel aluminio)

Aluminios Comunes:

AA 1050 ¬ %Al: 99.50 min

AA1060¬ %Al: 99.60 min

FE Y SI impurezas más comunes

El aluminio de más alta pureza AA1098

%Al  :  99.98 mín.

%Si : 0 010 máx %Si  :  0.010 máx.

%Fe :  0.006 máx.

%Cu :  0.003 máx.

%Zn :  0.015 máx.

%Ti  :  0.003 máx.

% Otros : 0 003 máx para c/u

(2.3 ) Aleaciones Al-Cu De alta resistencia mecánica

2.3 A) AA2017

-4%Cu, 0,6%Mg, 0.7%Mn , 0.5% Si

Max 0.7 Fe impuro

La principal carateristica de esta aleación es que puede aumentar significativamente su resistencia mecánica por tratamiento térmico de endurecimiento por precipitación(envejecimiento).

Pasos para el envejecimiento

-Solubilizar el Al2Cu(500 a 510ºC)¬100%alfa

-Enfriar rápido hasta Tamb ¬ 100%alfa sobresaturada

-Dejar pasar el time con  la finalidad de que se precipite la microescrctura,d e manera uniforme, finas partículas de Al2Cu( precipitados de guinir-preston). Esta condición genera un endurecimiento significativo del material, en particular  Esf f

-AA 2027 conocido como duraluminio es la primera aleación de este tipo

σt(MPA):180-427

σf(MPA): 70-275

HB: 45-105

Dr(%):  22-22

Mn: Mejora resistencia a la corrosión

Mg: ayuda a incrementar el endurecimiento

Si: neutraliza el efecto del Fe(principal impureza) y por lo tanto ayuda a mejorar el resultado del tratamiento.

-El Fe forma CuFeAl, el cual no se solubiliza en el primer paso del tratamiento¬menor Cu disuelto

La presencia del Si ocasiona la formación del Al Fe Si que si se solubiliza ¬evita formación de Cu Fe AL

2.3 B) Aleaciones AA2014 y AA2024

*Envejecen de manera artificial (sobreenvejecimiento)

>AA 2014

4.4%Cu 0.8SI 0.8Mn 0.5Mg 0.7max de Fe

Tratamiento T6 Solubilizar a 502 , calentar a 160 por 18 h

σt: 186-483

σf: 97-414

HB 45 135

Dr (%) 18-13

>AA2024

4.4%Cu 1.5Mg 0.6Mn 0.5masFe y Si

Tratamiento T6 Solubilizar a 493 , calentar a 191 por  8 a16 h

σt: 185-476

σf: 75-393

HB 47-130

Dr (%) 20-10

2.3 C) Principales aplicaciones

-Remaches, tornillos y accesorios para la industria de trans aéreo y tierra

-Estructuras para aviones y para vehículos terrestres

-Piezas forjadas para trabajo pesado.

-Motores de combustión, aros para carro

Cap3: Aleaciones no ferrosas

Materiales metalicos: Ferrosos y no ferrosos¬base fe

Materiales ferrosos: Aceros y fundiciones

Materiales no ferrosos: Metales puros y aleaciones

Principales materiales no ferrosos: Cu Al Mg Ni Cr Sn Pb Zn Ti

Cobre y sus aleaciones

-El cobre es FCC a=3.61À  rat= 1.28À

-Densidad 8.96 g/cm3 pesado

-PuntFusion 1083ºC

St 221 455

Sf69 365

Hb 45 105

Dr 55 4

Endurece por deformacion en frio

Baja dureza bajo Sf y alta ductibilidad en estado de recocido

Gran conductor de electricidad y calor.

>Caractericas de aplicación

Excelente conductividad eléctrica y térmica

Muy buena resistencia ala corrosión

FAcilidad de fabricación

Endurece por deformación

Color llamativo

>El cobre puro de mayor uso es el cobre electrolítico (ETP)

De acuerdo con UNS se designa como C11000

%Cu:--99.95 y %-0.04 (composición nominal)

%Cu min = 99.9 ( la plata se cuenta como Cu)

>Con pequeñas adeciones de algunos elementos de aleación se consigue mejorar algunas características particulares:

As: -0.3 ¬ cobre arsenical(c14200): se mejora la resis del cobre en ambientes acuosos. (condensadores e intercambiadores de calor)

Te: -0.5 % ¬ cobre teluro c14500 cobre de alta maquinabilidad (pernos tornillos, etc.)

• Aleaciones cobre-Zinc

-Conocidas con el nombre de laton Zn <=46

Presenta alta solubilidad del zinc ene l cobre

Pueden ser monofásicos o bifásicos

Alfa= SSS FCC

Beta SSS BCC

Entre 450 y 470 ºc beta ¬beta prima

Beta prima SSS ordenada 1 atomo de zinc en el centro de la celda)

Beta es ductil y beta prima es frágil

Para % de zinc>50¬ aparece la fase ganma dura y frgilCu2Zn3

>una característica importante de los latones es que a mayor zinc aumenta resis mecánica y ductibilidad

>los latons se clasifican según apliacion y comerciabilidad en 2 frupos

Latones alfa (monofásicos)Latones alfa +beta bifásicos

1.1.1 LATONES ALFA Contienen hasta 38% de Zn

Muy Adecuados apra trabajos de deformación en frio

A mayor Zn menor resis ala corrosión

Color varia rojo bajo zn , amarillos alto zn

1.1.1a)Latones amarillos

Zn de 20 - 36

>Alta ductibilidad y buena resistencia mecánica

>Son los mas adecuados para severos trbajos de deformación en frio

P>or alto % de Zn su resis ala corrosión no es buena

>el laton mas representativo de este grupo es el laton 70/30, posee mayor ductibilidad y se conoce como laton de catucheria UNS C26000

Sf 75 450

St 300 895

Dr(%) 68  a 3

Excelente capacidad para trabajo en frio

>La adicion de pequeñas cantidades de otros elementos de aleación mejora ciertas características de los latones amarillos.

1% de  Sn  o 2% de al mejora su resistencia a la corrosión

Hasta 3% Pb les proporciona alta maquinabiidad

1.1.1B) Latones rojos (Zn  5 a 2)0

-Mas resistentes a la corrosionque los latones amarillos

-Adecuados para deformación en frio

-Son mas caros dque los latones amarillos

@Principlales empleos de latones amarillos:

@a)laton 95/5 comercialmente conocido como Oropel, es para fabricar medallas y monedas, se emplean como aleación base para productos recubiertos con oro.

@laton 85/15 comercial conocido LATON ROJO, se usa para fabricación de radiadores, condensadores, intercambiadores de calor etc

@Laton 80/20 C24000 comercial laton bajo, se usa en la fabricación de artículos de estirado profundo como lo sinstrumentos musicales.

1.1.2 LATONES ALFA BETA

Zn 38 – 46

-A temperatura ambiente formado por alfa y beta prima

Dado que Beta prima es frágil ¬ estos materiales trabajan muy bien por conformado caliente (beta prima a beta ) debito a que beta es de comportamiento ductil

-Poseen buena resistencia mecánica y son de menor ductibilidad que los latones mono.

-El laton mas representativo de este grupo es el 60/40 y se le conoce como metal muntz

            >Excelente comportamiento para trabajado en caliente

            >Mediana capacidad para conformado en frio

            >Menor resistencia a la corrosión

Prop mecánica Sf  140-345  St 360-495  dr 52-10   Tf* 427

USOS: Se usa en la fabricación de barillas (brazing)(solda) en recubrimientos de navales,etc

-La adicion de 2% de Pb mejora las propiedades para trabajo en caliente

Laton :::  60% Cu 38  Zn 2  Pb àLaton forjable (uns C37700)

1.2 BRONCES AL ESTAÑO

-Bronce: tradicionalmente nombre Cu-Sn

-Actualmente todas las aleaciones de Cu son bronce

-Los bronces conllevan la idea de una aleación de mayor clase que los latones: Mejor resis a la corrosión y + caros

-Los principales elementos de aleación que se emplean para la obtención de diferentes tipos  de bronces son los siguientes: Sn AL Si Be

Diagrama de equilibrio Cu-Sn

Alfa : SSS Cu SN (FCC)

d:  Cu31Sn8 muy duro muy frágil

La trsnformacion de dàalfa+epsi es tan lenta que en las aleaciones comerciales no hay fase epsi

Para %Sn<7 la única fase presente suele ser alfa

Para Sn>7 suele aparecer algo de d

-Forma + adecuada de trabajar los bronces al estaño es en función del % Sn presente en la aleación  hasta 6 Sn trabajo en frio hasta 8 trabajo en caliente para > a 8 trabajo por fundicion.

-Propiedades mecanicas del broce al estaño SE 1 2 3 4 HB 04 08 12 16 A%

-Con pequeños agregados de fosforo, hasta 0,5% se consigue mejorar las siguientes características: Reduce significativamente el coeficiente de friccion, mejora resis corrosión y tenacidad del material.

-Ejemplos de bronces fosforo

C51000 Sf 130-550  St 325 – 965   dr 64  -2  IIII %Cu 98.75 Sn1.25  P 0.35

C50500  Cu 95 /Sn 5 /P 0.35

C52400 Cu 90/Sn 10/P 0.35

Bronces para fundición

C90700 SAE 65  89% Cu  11%Sn, Baja maquinabilidad, bocinas ruedas dentadas

C90500 SAE 62  88Cu 10 Sn 2Zn, Regular maquinabilidad

C93700 SAE 63  80Cu  10Sn  10Pb  Muy buena maquinabilidad

Con Sn 20 a 22àBronce de campanas::Gran cantidad de fase d, alta dureza y elevada sonoridad, fab por fundi

3. ZINC Y SUS ALEACIONES

-El Zinc es Hcp a= 2.66 À c= 4.95 À y rat 1.37 À

-Densidad 7.13 g/cm3àmetal pesado

-P fusión 427à bajo P fusión

-St –127  Hb—40   dr –50 àMaterial blando

-Significativa anisotropía

T de recristalizacion inferior a Tº amb àno endure por defor en frio

       Principales