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Aleaciones de aluminio

Agosto 10, 2021

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Este aviso fue puesto el 17 de mayo de 2012.

Las aleaciones de aluminio son aleaciones obtenidas a partir de aluminio y otros elementos (generalmente cobre, zinc, manganeso, magnesio, silicio, hierro, cromo, níquel, titanio, plata, estaño y plomo). Forman parte de las llamadas aleaciones ligeras, con una densidad mucho menor que los aceros, pero no tan resistentes a la corrosión como el aluminio puro, que forma en su superficie una capa de óxido de aluminio (alúmina). Las aleaciones de aluminio tienen como principal objetivo mejorar la dureza y resistencia del aluminio, que es en estado puro un metal muy blando.

La corrosión galvánica se produce rápidamente en las aleaciones de aluminio cuando entran en contacto eléctrico con acero inoxidable u otras aleaciones con mayor electronegatividad en un ambiente húmedo, por lo que si se usan conjuntamente deben ser adecuadamente aisladas.

Características

 
Culata de motor de aleación de aluminio

Desde el punto de vista físico, el aluminio puro posee una resistencia muy baja a la tracción y una dureza escasa. En cambio, unido en aleación con otros elementos, el aluminio adquiere características mecánicas muy superiores. La primera aleación resistente de aluminio descubierta fue el duraluminio, y pueden ser centenares de aleaciones diferentes. El duraluminio contiene pequeñas cantidades de cobre (Cu) (3 - 5%), magnesio (Mg) (0,5 - 2%), manganeso (Mn) (0,25 - 1%) y Zinc (3,5 - 5%). Sólo se usan en la práctica materiales de aluminio que contienen otros elementos (con la excepción del aluminio puro al 99,99), ya que incluso en aleaciones con una pureza del 99% sus propiedades vienen determinadas en gran parte por el contenido en hierro o silicio.

Las aleaciones de aluminio contienen, en una matriz de aluminio diversos elementos de aleación. Los principales son el cobre (Cu), silicio (Si), magnesio (Mg), zinc (Zn) y manganeso (Mn). En menores cantidades se usa también hierro (Fe), cromo (Cr) y titanio (Ti); y para aleaciones especiales se suele usar también níquel (Ni), cobalto (Co), plata (Ag), litio (Li), vanadio (V), circonio (Zr), estaño (Sn), plomo (Pb), cadmio (Cd), bismuto (Bi), berilio (Be), boro (B), sodio (Na), estroncio (Sr) y escandio (Sc).

Son también importantes los diversos tipos de aleaciones llamadas anticorodal, a base de aluminio (Al) y pequeños aportes de magnesio (Mg) y silicio (Si). Pero que pueden contener a veces manganeso (Mn), titanio (Ti) y Cromo (Cr). A estas aleaciones se las conoce con el nombre de avional, duralinox, silumin, hidronalio, peraluman, etc. Como hay distintas composiciones de aluminio en el mercado, es importante considerar las propiedades que éstas presentan, pues, en la industria de la manufactura, unas son más favorables que otras.

Aporte de los elementos aleantes

Los principales elementos de aleación del aluminio son los siguientes y se enumeran las ventajas que proporcionan.

  • Cromo (Cr) Aumenta la resistencia mecánica cuando está combinado con otros elementos Cu, Mn, Mg.
  • Cobre (Cu) Incrementa las propiedades mecánicas pero reduce la resistencia a la corrosión.
  • Hierro (Fe). Aumenta la resistencia mecánica y a la fatiga.
  • Magnesio (Mg) Tiene una gran resistencia tras el conformado en frío.
  • Manganeso (Mn) Incrementa las propiedades mecánicas y reduce la calidad de embutición.
  • Silicio (Si) Combinado con magnesio (Mg), tiene mayor resistencia mecánica.
  • Titanio (Ti) Aumenta la resistencia mecánica.
  • Zinc (Zn) Aumenta la resistencia a la corrosión.
  • Escandio (Sc) Mejora la soldadura

Las aleaciones de aluminio forjado se dividen en dos grandes grupos, las que no reciben tratamiento térmico y las que reciben tratamiento térmico.

Aleaciones de aluminio forjado sin tratamiento térmico

Las aleaciones que no reciben tratamiento térmico solamente pueden ser trabajadas en frío para aumentar su resistencia. Hay tres grupos principales de estas aleaciones según la norma AISI-SAE que son los siguientes:

  • Aleaciones 1xxx. Son aleaciones de aluminio técnicamente puro, al 99,9% siendo sus principales impurezas el hierro y el silicio como elemento aleante. Se les aporta un 0.1% de cobre para aumentar su resistencia. Tienen una resistencia aproximada de 90 MPa. Se utilizan principalmente para trabajos de laminados en frío.
  • Aleaciones 3 xxx. El elemento aleante principal de este grupo de aleaciones es el manganeso (Mn) que está presente en un 1,2% y tiene como objetivo reforzar al aluminio. Tienen una resistencia aproximada de 16 ksi (110MPa) en condiciones de recocido. Se utilizan en componentes que exijan buena maquinabilidad.
  • Aleaciones 5xxx. En este grupo de aleaciones el magnesio es el principal componente aleante, su aporte varía del 2 al 5%. Esta aleación se utiliza cuando se necesita conseguir reforzamiento en solución sólida. Tiene una resistencia aproximada de 28 ksi (193MPa) en condiciones de recocido.

Aleaciones de aluminio forjado con tratamiento térmico

Algunas aleaciones pueden reforzarse mediante tratamiento térmico en un proceso de precipitación. El nivel de tratamiento térmico de una aleación se representa mediante la letra T seguida de un número por ejemplo T5. Hay tres grupos principales de este tipo de aleaciones.

  • Aleaciones 2xxx. El principal aleante de este grupo de aleaciones es el cobre (Cu), aunque también contienen magnesio Mg. Estas aleaciones con un tratamiento T6 tiene una resistencia a la tracción aproximada de 64ksi (442 MPa) y se utiliza en la fabricación de estructuras de aviones, concretamente en la parte inferior y en el fuselaje donde se precisa de una gran tenacidad a fractura además de buena resistencia.
  • Aleaciones 6xxx. Los principales elementos aleantes de este grupo son magnesio y silicio. Con unas condiciones de tratamiento térmico T6 alcanza una resistencia a la tracción de 42 ksi (290MPa) y es utilizada para perfiles y estructuras en general.
  • Aleaciones 7xxx. Los principales aleantes de este grupo de aleaciones son zinc, magnesio y cobre. Con un tratamiento T6 tiene una resistencia a la tracción aproximada de 73ksi (504MPa) y se utiliza para fabricar estructuras de aviones, concretamente la parte superior de las alas en las que se precisa una gran resistencia. También se usa en aplicaciones deportivas de alto nivel, como platos y piñones de bicicletas (Mountain Bike y de Carrera) y para bastones de esquí usados en competición, siendo la aleación 7040 la más usada debido a su ligereza y buena flexibilidad aun a bajas temperaturas.
COMPOSICIONES QUÍMICAS SAE DE LAS ALEACIONES DE ALUMINIO[1]​
SAE n.º AA Designation Si Fe Cu Mn Mg Cr Ni Zn Ti Ag Others Elements
Each Total
34 222.0 2.0 1.5 9.2 - 10.8 0.50 0.15 - 0.35 - 0.50 0.8 0.25 - - 0.35
35 443.0 4.5 - 6.0 0.8 0.6 0.50 0.05 0.25 - 0.50 0.25 - - 0.35

Constitución de las aleaciones de aluminio

Aleaciones de aluminio maleable

  • Aluminio puro (o pureza), aluminio purísimo, AlFeSi.
  • Aleaciones de AlMn maleables.
  • Aleaciones de AlMg y de AlMgMn maleables.
  • Aleaciones de AlMgSi maleables.
  • Aleaciones de AlCuMg y AlCuSiMn maleables.
  • Aleaciones de AlZnMg maleables.
  • Aleaciones de AlZnMgCu maleables.
  • Aleaciones con plomo maleables: para mejorar el mecanizado, a las aleaciones tipo AlCuMgPb y AlMgSiPb contienen pequeñas adiciones de plomo y en algunos casos de cadmio, bismuto y estaño. Estos elementos se presentan como fases separadas en la estructura que permite la formación de virutas cortas durante el mecanizado. Estas aleaciones no deben contener magnesio, pues se formaría una fase de Mg3Bi2 que es muy frágil.
  • Aleaciones con litio maleables: las aleaciones de aluminio y litio se caracterizan por su baja densidad, lo que supone buenas propiedades mecánicas frente a la masa. En la mayoría de los casos se trata de aleaciones con otros elementos, como la AlCuLi (2020). Estas aleaciones tienen problemas de fragilidad que hacen que requieran otros aleantes y condiciones de fabricación especiales (pulvimetalurgia), y tienen aplicación comercial en el campo aeroespacial.
  • Otras aleaciones maleables.

Tratamientos para aleaciones de aluminio

  • F: Como se fabricó...
  • O: Recocida (en la condición más blanda posible).
  • H: trabajada en frío
  • W: Tratada por solución
  • T: Endurecido por envejecimiento.

Referencias

  1. SOCIETY OF AUTOMOTIVE ENGINEERS, INC, PART 1 MATERIALS PARTS AND COMPONENTS (1977). «11». En SOCIETY OF AUTOMOTIVE ENGINEERS, INC, ed. SAE Handbook 1977 (en inglés). 400 COMMONWEALT DRIVE, wARRENDALE, Pa. 15096: SOCIETY OF AUTOMOTIVE ENGINEERS, INC. p. 11.09. 
  •   Datos: Q447725
  •   Multimedia: Aluminium alloys
  • Aleaciones Ligeras, José María Badía Pérez; Juan Manuel Antoraz Pérez, (1995). Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, ISBN: 8474934664 ISBN: 9788474934663

Agosto 10, 2021
aleaciones, aluminio, este, artículo, sección, necesita, referencias, aparezcan, publicación, acreditada, este, aviso, puesto, mayo, 2012, aleaciones, aluminio, aleaciones, obtenidas, partir, aluminio, otros, elementos, generalmente, cobre, zinc, manganeso, ma. Este articulo o seccion necesita referencias que aparezcan en una publicacion acreditada Este aviso fue puesto el 17 de mayo de 2012 Las aleaciones de aluminio son aleaciones obtenidas a partir de aluminio y otros elementos generalmente cobre zinc manganeso magnesio silicio hierro cromo niquel titanio plata estano y plomo Forman parte de las llamadas aleaciones ligeras con una densidad mucho menor que los aceros pero no tan resistentes a la corrosion como el aluminio puro que forma en su superficie una capa de oxido de aluminio alumina Las aleaciones de aluminio tienen como principal objetivo mejorar la dureza y resistencia del aluminio que es en estado puro un metal muy blando La corrosion galvanica se produce rapidamente en las aleaciones de aluminio cuando entran en contacto electrico con acero inoxidable u otras aleaciones con mayor electronegatividad en un ambiente humedo por lo que si se usan conjuntamente deben ser adecuadamente aisladas Indice 1 Caracteristicas 2 Aporte de los elementos aleantes 2 1 Aleaciones de aluminio forjado sin tratamiento termico 2 2 Aleaciones de aluminio forjado con tratamiento termico 3 Constitucion de las aleaciones de aluminio 3 1 Aleaciones de aluminio maleable 3 2 Tratamientos para aleaciones de aluminio 4 ReferenciasCaracteristicas Editar Culata de motor de aleacion de aluminio Desde el punto de vista fisico el aluminio puro posee una resistencia muy baja a la traccion y una dureza escasa En cambio unido en aleacion con otros elementos el aluminio adquiere caracteristicas mecanicas muy superiores La primera aleacion resistente de aluminio descubierta fue el duraluminio y pueden ser centenares de aleaciones diferentes El duraluminio contiene pequenas cantidades de cobre Cu 3 5 magnesio Mg 0 5 2 manganeso Mn 0 25 1 y Zinc 3 5 5 Solo se usan en la practica materiales de aluminio que contienen otros elementos con la excepcion del aluminio puro al 99 99 ya que incluso en aleaciones con una pureza del 99 sus propiedades vienen determinadas en gran parte por el contenido en hierro o silicio Las aleaciones de aluminio contienen en una matriz de aluminio diversos elementos de aleacion Los principales son el cobre Cu silicio Si magnesio Mg zinc Zn y manganeso Mn En menores cantidades se usa tambien hierro Fe cromo Cr y titanio Ti y para aleaciones especiales se suele usar tambien niquel Ni cobalto Co plata Ag litio Li vanadio V circonio Zr estano Sn plomo Pb cadmio Cd bismuto Bi berilio Be boro B sodio Na estroncio Sr y escandio Sc Son tambien importantes los diversos tipos de aleaciones llamadas anticorodal a base de aluminio Al y pequenos aportes de magnesio Mg y silicio Si Pero que pueden contener a veces manganeso Mn titanio Ti y Cromo Cr A estas aleaciones se las conoce con el nombre de avional duralinox silumin hidronalio peraluman etc Como hay distintas composiciones de aluminio en el mercado es importante considerar las propiedades que estas presentan pues en la industria de la manufactura unas son mas favorables que otras Aporte de los elementos aleantes EditarLos principales elementos de aleacion del aluminio son los siguientes y se enumeran las ventajas que proporcionan Cromo Cr Aumenta la resistencia mecanica cuando esta combinado con otros elementos Cu Mn Mg Cobre Cu Incrementa las propiedades mecanicas pero reduce la resistencia a la corrosion Hierro Fe Aumenta la resistencia mecanica y a la fatiga Magnesio Mg Tiene una gran resistencia tras el conformado en frio Manganeso Mn Incrementa las propiedades mecanicas y reduce la calidad de embuticion Silicio Si Combinado con magnesio Mg tiene mayor resistencia mecanica Titanio Ti Aumenta la resistencia mecanica Zinc Zn Aumenta la resistencia a la corrosion Escandio Sc Mejora la soldaduraLas aleaciones de aluminio forjado se dividen en dos grandes grupos las que no reciben tratamiento termico y las que reciben tratamiento termico Aleaciones de aluminio forjado sin tratamiento termico Editar Las aleaciones que no reciben tratamiento termico solamente pueden ser trabajadas en frio para aumentar su resistencia Hay tres grupos principales de estas aleaciones segun la norma AISI SAE que son los siguientes Aleaciones 1xxx Son aleaciones de aluminio tecnicamente puro al 99 9 siendo sus principales impurezas el hierro y el silicio como elemento aleante Se les aporta un 0 1 de cobre para aumentar su resistencia Tienen una resistencia aproximada de 90 MPa Se utilizan principalmente para trabajos de laminados en frio Aleaciones 3 xxx El elemento aleante principal de este grupo de aleaciones es el manganeso Mn que esta presente en un 1 2 y tiene como objetivo reforzar al aluminio Tienen una resistencia aproximada de 16 ksi 110MPa en condiciones de recocido Se utilizan en componentes que exijan buena maquinabilidad Aleaciones 5xxx En este grupo de aleaciones el magnesio es el principal componente aleante su aporte varia del 2 al 5 Esta aleacion se utiliza cuando se necesita conseguir reforzamiento en solucion solida Tiene una resistencia aproximada de 28 ksi 193MPa en condiciones de recocido Aleaciones de aluminio forjado con tratamiento termico Editar Algunas aleaciones pueden reforzarse mediante tratamiento termico en un proceso de precipitacion El nivel de tratamiento termico de una aleacion se representa mediante la letra T seguida de un numero por ejemplo T5 Hay tres grupos principales de este tipo de aleaciones Aleaciones 2xxx El principal aleante de este grupo de aleaciones es el cobre Cu aunque tambien contienen magnesio Mg Estas aleaciones con un tratamiento T6 tiene una resistencia a la traccion aproximada de 64ksi 442 MPa y se utiliza en la fabricacion de estructuras de aviones concretamente en la parte inferior y en el fuselaje donde se precisa de una gran tenacidad a fractura ademas de buena resistencia Aleaciones 6xxx Los principales elementos aleantes de este grupo son magnesio y silicio Con unas condiciones de tratamiento termico T6 alcanza una resistencia a la traccion de 42 ksi 290MPa y es utilizada para perfiles y estructuras en general Aleaciones 7xxx Los principales aleantes de este grupo de aleaciones son zinc magnesio y cobre Con un tratamiento T6 tiene una resistencia a la traccion aproximada de 73ksi 504MPa y se utiliza para fabricar estructuras de aviones concretamente la parte superior de las alas en las que se precisa una gran resistencia Tambien se usa en aplicaciones deportivas de alto nivel como platos y pinones de bicicletas Mountain Bike y de Carrera y para bastones de esqui usados en competicion siendo la aleacion 7040 la mas usada debido a su ligereza y buena flexibilidad aun a bajas temperaturas COMPOSICIONES QUIMICAS SAE DE LAS ALEACIONES DE ALUMINIO 1 SAE n º AA Designation Si Fe Cu Mn Mg Cr Ni Zn Ti Ag Others ElementsEach Total34 222 0 2 0 1 5 9 2 10 8 0 50 0 15 0 35 0 50 0 8 0 25 0 3535 443 0 4 5 6 0 0 8 0 6 0 50 0 05 0 25 0 50 0 25 0 35Constitucion de las aleaciones de aluminio EditarAleaciones de aluminio maleable Editar Aluminio puro o pureza aluminio purisimo AlFeSi Aleaciones de AlMn maleables Aleaciones de AlMg y de AlMgMn maleables Aleaciones de AlMgSi maleables Aleaciones de AlCuMg y AlCuSiMn maleables Aleaciones de AlZnMg maleables Aleaciones de AlZnMgCu maleables Aleaciones con plomo maleables para mejorar el mecanizado a las aleaciones tipo AlCuMgPb y AlMgSiPb contienen pequenas adiciones de plomo y en algunos casos de cadmio bismuto y estano Estos elementos se presentan como fases separadas en la estructura que permite la formacion de virutas cortas durante el mecanizado Estas aleaciones no deben contener magnesio pues se formaria una fase de Mg3Bi2 que es muy fragil Aleaciones con litio maleables las aleaciones de aluminio y litio se caracterizan por su baja densidad lo que supone buenas propiedades mecanicas frente a la masa En la mayoria de los casos se trata de aleaciones con otros elementos como la AlCuLi 2020 Estas aleaciones tienen problemas de fragilidad que hacen que requieran otros aleantes y condiciones de fabricacion especiales pulvimetalurgia y tienen aplicacion comercial en el campo aeroespacial Otras aleaciones maleables Tratamientos para aleaciones de aluminio Editar F Como se fabrico O Recocida en la condicion mas blanda posible H trabajada en frioW Tratada por solucionT Endurecido por envejecimiento Referencias Editar SOCIETY OF AUTOMOTIVE ENGINEERS INC PART 1 MATERIALS PARTS AND COMPONENTS 1977 11 En SOCIETY OF AUTOMOTIVE ENGINEERS INC ed SAE Handbook 1977 en ingles 400 COMMONWEALT DRIVE wARRENDALE Pa 15096 SOCIETY OF AUTOMOTIVE ENGINEERS INC p 11 09 Datos Q447725 Multimedia Aluminium alloys Aleaciones Ligeras Jose Maria Badia Perez Juan Manuel Antoraz Perez 1995 Universidad Politecnica de Madrid Escuela Tecnica Superior de Ingenieros de Caminos Canales y Puertos ISBN 8474934664 ISBN 9788474934663Obtenido de https es wikipedia org w index php title Aleaciones de aluminio amp oldid 134977965, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

español

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