Propiedades y Clasificación de Aleaciones de Aluminio y Cobre
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Aleaciones de Aluminio
El aluminio es el tercer elemento más abundante en la corteza terrestre, pero la extracción del mineral es un proceso muy caro. Tiene menor densidad y módulo elástico que el hierro, una buena resistencia a la corrosión y alta conductividad térmica y eléctrica. Tiene estructura FCC, siendo fácil de deformar, pero no presenta transformaciones alotrópicas.
El aluminio puro es poco resistente. Se puede reforzar mediante aleaciones, añadiendo otros elementos que permanecen dentro de la matriz como átomos disueltos sustitucionalmente y endurecen por solución sólida. Permiten un endurecimiento moderado.
Los elementos se pueden disolver en el aluminio y luego formar precipitados mediante tratamientos térmicos, consiguiendo un gran endurecimiento por precipitación y/o envejecimiento. El trabajo en frío, al aumentar la densidad de dislocaciones, también consigue un endurecimiento moderado.
Las aleaciones de aluminio se pueden dividir en:
De Forja
Subdividiéndose a su vez en:
No Tratables Térmicamente
- Aluminio puro (1xxx)
- Aleado con manganeso (3xxx)
- Aleado con magnesio (5xxx)
Tratables Térmicamente
- Aleado con cobre (2xxx)
- Aleado con magnesio y silicio (6xxx)
- Aleado con zinc y magnesio (7xxx)
De Moldeo
Pudiendo ser:
No Tratables Térmicamente
- Aluminio puro (1xx.x)
- Aleado con magnesio (5xx.x)
- Aleado con silicio (4xx.x)
Tratables Térmicamente
- Aleado con cobre (2xx.x)
- Aleado con silicio y cobre (3xx.x)
- Aleado con zinc y magnesio (7xx.x)
Los no tratables térmicamente endurecen por solución sólida y deformación (acritud) por trabajo en frío. Los tratables térmicamente endurecen por la generación de partículas de precipitados, consiguiendo mayor resistencia. En las zonas cercanas a los límites de grano, se suelen observar zonas libres de precipitados; estas regiones pueden ser zonas de concentración de tensiones.
Aleaciones de Cobre
Los cobres comerciales pueden ser:
Cobre Calidad Cátodo Electroafinado
En el cobre tenaz fundido se forman dendritas y eutéctico. En el laminado en caliente existen granos pequeños con maclas del recocido. El oxígeno presente mejora la conductividad eléctrica.
Cobre Libre de Oxígeno
Se obtiene por tratamiento del cobre fundido en atmósfera inerte o reductora. La estructura del metal colado no contiene eutéctico interdendrítico ni porosidad apreciable. No sufre fragilización por hidrógeno, teniendo una soldabilidad adecuada.
Cobre Desoxidado
Se añade fósforo, por lo que el oxígeno forma óxido de fósforo. Si la cantidad de fósforo restante es pequeña, no empeora la conductividad eléctrica; si queda demasiado, la conductividad baja mucho y no tiene uso en aplicaciones eléctricas.
Los principales aleantes del cobre son el zinc y el estaño.
Latones
Se denomina latón a la aleación de cobre y zinc. Se distinguen:
Latones Alfa
Tienen hasta un 39% de zinc y pueden contener pequeñas proporciones de fase beta. Tienen excelente deformabilidad en frío, buena soldabilidad y son susceptibles a la corrosión bajo tensiones y al descincado.
Latones Alfa y Beta
Entre un 37,5% y un 46% de zinc.
Latones Beta
A partir de un 46% de zinc.
Los latones sufren mayor corrosión en los límites de grano, conduciendo a una concentración de tensiones y a rotura bajo tensión. También sufren un descincado, que consiste en la disolución de la aleación y la posterior deposición de cobre poroso.
Bronces
Los bronces son aleaciones de cobre y estaño, entre un 1% y un 20% de estaño. El estaño aumenta la resistencia mecánica y a la corrosión. También suelen tener fósforo, que aumenta la resistencia al desgaste y a la rigidez. Tienen buena soldabilidad.
Cuproaluminios
Son aleaciones de cobre y aluminio. Tienen buena resistencia mecánica y excelente resistencia a la corrosión, así como buenas propiedades a alta temperatura y gran resistencia a la fatiga y a la oxidación.
Cuproníqueles
Son muy resistentes a la corrosión, especialmente en ambientes marinos, térmicamente estables y resistentes a la biocontaminación marina.