Optimización de Aleaciones de Magnesio: Elementos Clave y sus Efectos

Las aleaciones de magnesio se benefician de la adición de diversos elementos, cada uno aportando propiedades específicas. A continuación, se detallan los efectos de los elementos de aleación más comunes:

Elementos de Aleación y sus Efectos

• Aluminio: Es uno de los elementos más favorables. Mejora la resistencia, la dureza y la moldeabilidad. Si supera el 6% en peso, se puede tratar térmicamente, aunque raramente excede el 10%. Un contenido de aluminio del 6% en peso proporciona una combinación óptima de resistencia y ductilidad.
• Berilio: Es solo ligeramente soluble en magnesio. La adición de hasta aproximadamente 0.001% en peso disminuye la tendencia a la oxidación de la superficie del metal fundido durante la fusión, la colada y la soldadura.
• Calcio: Se añade en cantidades muy pequeñas, siendo un componente de aleación especial. Sin embargo, la adición de calcio debe ser controlada, ya que es susceptible de agrietamiento durante la soldadura.
• Cobre: Si está presente en cantidades que exceden el 0.05% en peso, afecta negativamente a la resistencia a la corrosión del magnesio. Sin embargo, mejora la resistencia a altas temperaturas.
• Hierro: Es una de las impurezas más nocivas en las aleaciones de magnesio debido a la reducción considerable de la resistencia a la corrosión, incluso presente en pequeñas cantidades.
• Litio: Tiene una solubilidad sólida relativamente alta y baja densidad relativa (0.54). Baja la densidad por debajo del magnesio sin alear. La adición de litio disminuye la resistencia, pero aumenta la ductilidad.
• Manganeso: No afecta considerablemente a la resistencia a la tracción, aunque aumenta ligeramente el límite elástico. Su función más importante es mejorar la resistencia al agua salada de las aleaciones de Mg-Al y Mg-Al-Zn mediante la eliminación de hierro y otros elementos pesados.
• Níquel: Al igual que el hierro, es otra impureza dañina en las aleaciones de magnesio porque también reduce la resistencia a la corrosión, incluso en pequeñas cantidades.
• Tierras Raras: Aumentan la resistencia de las aleaciones de magnesio a temperaturas elevadas. También reducen el agrietamiento de la soldadura y la porosidad en la colada porque reducen el rango de congelación de las aleaciones.
• Silicio: Aumenta la fluidez del metal en estado fundido. Sin embargo, disminuye la resistencia a la corrosión de las aleaciones de magnesio en caso de presencia de hierro en la aleación.
• Plata: Mejora las propiedades mecánicas de las aleaciones de magnesio aumentando la respuesta al endurecimiento por envejecimiento.
• Torio: Aumenta la resistencia a la fluencia de las aleaciones de magnesio a temperaturas de hasta 370°C. El torio mejora la soldabilidad de las aleaciones que contienen zinc.
• Estaño: Es útil cuando se combina con pequeñas cantidades de aluminio. Aumenta la ductilidad de la aleación y la hace mejor para la forja, reduciendo la tendencia a la fisuración de la aleación mientras se trabaja en caliente.
• Itrio: Tiene una solubilidad sólida relativamente alta en magnesio (12.4% en peso) y se añade con otras tierras raras para promover la resistencia a la fluencia a temperaturas de hasta 300°C.
• Zinc: Es similar al aluminio en eficacia. A menudo se utiliza en combinación con aluminio para producir mejoras en la resistencia a temperatura ambiente, aunque no se suele añadir en cantidades mayores que 1% en peso a aleaciones de magnesio que contienen 7-10% en peso de aluminio. El zinc también ayuda a superar el efecto corrosivo perjudicial de las impurezas de hierro y níquel que podrían estar presentes.
• Zirconio: Tiene un potente efecto de afinamiento de grano, pero no se puede utilizar en aleaciones que contienen aluminio o manganeso.