Presentacin de PowerPoint

ALEACIONES DEL ALUMINIO

MARZO 2013

Una aleacin es una mezcla slida homognea de dos o ms metales, o de uno o ms metales con algunos elementos no metlicos.

TIPOS DE ALUMINIOALUMINIO DE FUNDICION: Se presenta en forma de piezas moldeadas de diferente conformacin y que son propiamente aleaciones de aluminio.ALUMINIO LAMINADO: Se presenta en forma de planchas, lminas, tubos , perfiles diversos y ngulos

Para forjadoPara coladoTermotratablesNo TermotratablesTermotratablesNo TermotratablesEnvejecimiento naturalEnvejecimiento artificialEnvejecimiento naturalEnvejecimiento artificialAleaciones de AluminioClasificacin de las aleaciones de Aluminio

Nomenclatura de las aleaciones de AluminioEstados Unidos : Normas AA (Aluminium Association)Nomenclatura de aleacionesPrimer dgito. Elemento dominante1 x x x Aluminio99%2 x x x Cobre3 x x x Manganeso4 x x x Silicio5 x x x Magnesio6 x x x Magnesio y silicio7 x x x Zinc8 x x x Otros elementos9 x x x Serie poco usual

Segundo dgito: Control de ImpurezasEn la serie 1 x x x : 1 0 x x No hay control Los demsControl especial

En las series 2 x x x a 9 x x x x 0 x x Aleacin originalx 1 x xModificacioneshastaControladasx 9 x x

Se usa la nomenclatura AA ms cuatro dgitos convencionales, as :A A x x x xNomenclatura de aleacionesTercer y cuarto dgitos: Anotaciones especiales.En la serie 1 x x x , indica el porcentaje mnimo de Aluminio, sobre 99%Ejemplo: AA 1 4 45 indica una aleacin con el 99.45% de pureza de aluminio, con control especial de una impureza.

En las dems series, los dgitos n tienen un significado especial, usndose para identificar aleaciones diferentes (de marca) dentro de un mismo grupo Ejemplos: AA 5 0 56 Aleacin original, predomina el magnesio AA 5 3 56 La anterior, modificada para controlar el manganeso AA 5 4 56 La AA 5056 modificada para controlar el Silicio

Clasificacin de las aleaciones. Se clasifican segn el proceso seguido para obtener el producto final y obtener su dureza o temple.Trabajadas en fro , suaves o n tratables trmicamenteSon los grupos 1 x x x , 3 x x x , 4 x x x y 5 x x x.Durante el trabajo el metal se enduree (templa) El proceso requiere tratamiento trmico intermedio (recocido) y uno final ( estabilizacion)Trabajadas en caliente, duras o tratables trmicamenteSon los grupos 2 x x x , 6 x x x y 7 x x x.Durante el trabajo el metal mejora sus caractersticas metalurgicas y mecanicas.El proceso requiere tratamiento de extrusin y despus un temple trmicoNomenclatura de los temples Aleaciones trabajadas en froPrimer dgito. Tipo de trabajoH 1 x xEn fro, solamente H 2 x xEn fro y parcialmente recocido

H 3 x x En fro y estabilizado Segundo dgito: Grado de durezaH x 1 x Un octavo de durezaH x 2 x Un cuarto de durezaH x 3 x Tres octavos de durezaH x 4 x Media durezaH x 5 x Cinco octavos de durezaH x 6 x Tres Cuartos de durezaH x 7 x Siete octavos de durezaH x 8 x Dureza total o duroH x 9 x Muy duro

Se usa la nomenclatura H (Hardened )ms tres dgitos convencionales, que identifican los procesos seguidos para obtener el producto final as :H - x x x Tercer dgito : Variaciones del temple.H x x 1Endurecido por debajo del temple exigidoH x x 2Endurecido naturalmente, pero sin control de templeH x x 3Resistencia aceptable a corrosin por ranuraH x x 4Producto grabado en la superficie, con un patrn.Nomenclatura de los temples Aleaciones trabajadas en calienteT Tratado termicamente para producir temples ms establesT1 Enfriado y envejecido naturalmente.T2 Recocido ( solo productos fundidos)T3 Tratamiento en solucion y luego trabajado en froT4 Tratamiento en solucion y envejecido naturalmenteT5 Envejecimiento artificialT6 Tratamiento en solucion y envejecido artificialmenteT7 Tratamiento en solucion y estabilizadoT8 Tratamiento en solucion, trabajado en fro y envejecido artificialmenteT9 Tratamiento en solucion , envejecido artificialmente y trabajado en froT1 0 Enfriado, envejecido artificialmente y trabajado en fro.

Se usa la nomenclatura T (Tempered )ms un dgito convencional , que define los procesos calricos seguidos para obtener el producto final as :T- x

Composicin qumica de las aleaciones

Ejemplo: La aleacin del 99,5 % de Al es igual a L- 3051ALEACIONES DE ALUMINIO DE MOLDEOLas cualidades que se esperan de los aluminios de moldeo son una buena colabilidad(aptitud para llenar correctamente la cavidad de un molde), una contraccin relativamente pequea y la no formacin de fisuras (causa de la fragilidad) en la contraccin. Las temperaturas de fusin relativamente bajas de las aleaciones de aluminio permiten utilizar, adems de moldes de arena, moldes metlicos (coquillas), donde el material se introduce o bien por gravedad o bien bajo presin (moldeo por inyeccin). Este ltimo proceso, que exige un molde especfico para cada pieza y una mquina de inyectar muy caros.

Sin embargo, permite obtener piezas de una elevada precisin dimensional y excelentes acabados superficiales que requieren poca o nula mecanizacin posterior, por lo cual es muy utilizado en la fabricacin de piezas complejas de grandes series (bombas de gasolina, carburadores, planchas domsticas).

La nica designacin universalmente aceptada es la simblica de ISO. Tambin se emplean habitualmente las denominaciones segn UNE, AA, y nmeros de material DIN.GRUPO ALEl aluminio sin alear es menos empleado en piezas moldeadas que en productos forjados. La aleacin Al99,5, de ductilidad y resistencia a la corrosin excelentes y resistividad elctrica muy baja, se emplea en piezas moldeadas en arena y en coquilla y, ms raramente, de inyeccin. Tiene aplicaciones en la industria qumica y elctrica, en elementos sin compromiso mecnico. Los rotores de motores asncronos de baja resistencia se fabrican en Al99.5, mientras que los rotores de alta resistencia lo hacen con aleaciones de otros grupos, como el AlSi5Mg o el AlSi8Cu3.

GRUPO AL-SI12La adicin de Si al aluminio (punto eutctico a 12 % Si) da lugar a un incremento de lafluidez del material fundido, a una disminucin de la fisuracin y de la contraccin en elenfriamiento, hechos que permiten disear piezas de formas complejas con cambiosimportantes de seccin, con paredes desde muy delgadas a muy gruesas. Estas aleacionestienen tambin una soldabilidad, una ductilidad y una estanqueidad buenas.

La aleacin base es la AlSi12, no bonificable, que se utiliza siempre que se busquen unas cualidades de moldeo y una resistencia a la corrosin excelentes, sacrificando la resistencia mecnica y la maquinabilidad. Las aleaciones restantes intentan paliar a base de pequeos contenidos de otros elementos, la falta de resistencia mecnica y de maquinabilidad de la aleacin bsica. La aleacin AlSi12 Cu mejora la resistencia a la fatiga, a costa de empeorar la resistencia a la corrosin mientras que La aleacin AlSi12Ni2 mejora la resistencia mecnica en caliente y la resistencia al desgaste, teniendo asimismo un bajo coeficiente de dilatacin, caractersticas adecuadas para pistones de automviles. En la fabricacin de piezas de motores alternativos (bloque motor, culatas, pistones) a menudo se emplean estas aleaciones con composiciones especiales no normalizadas de alto contenido en Si o hipereutcticas.

GRUPO AL-SI-MGCon la adicin de pequeos porcentajes de Mg, las aleaciones Al-Si se convierten enbonificables, y consiguen valores de resistencia y dureza considerablemente mayores y mejoran la maquinabilidad. El tratamiento trmico tiene lugar en la fundicin sobre la pieza moldeada antes de ser mecanizada. Una de las representantes principales de esta familia es la AlSi10Mg, utilizada en motores y mquinas. La aleacin AlSi7Mg es ms resistente y de mejor maquinabilidad a costa de una menor facilidad de moldeo.

GRUPO AL-SI-CULas aleaciones de esta familia tienen multiplicidad de aplicaciones cuando las caractersticasmecnicas exigidas son ms altas que las de los anteriores grupos, incluso a temperaturasmoderadamente altas. Se funden fcilmente (posibilidad de formas complicadas), se trabajan bien (buena maquinabilidad), pero no presentan la misma resistencia a la corrosin y a los agentes qumicos que los grupos anteriores (presencia de Cu). Contenidos ms altos de Si aumenta la colabilidad del molde, mientras que contenidos ms elevados de Cu mejoran lamaquinabilidad y las posibilidades de pulimento. Las aleaciones ms empleadas son AlSi5Cu3 de resistencia ms elevada y apta para moldear en arena o coquilla, y AlSi8Cu3 que prcticamente se ha convertido en un estndar del moldeo por inyeccin.

GRUPO AL-MGLas aleaciones de este grupo se caracterizan por una gran resistencia a la corrosin, incluso en agua de mar y en atmsfera salina. Tienen una buena maquinabilidad, pueden pulirse bien y admiten la anodizacin con finalidades decorativas. Sus principales campos de aplicacin se encuentran en la construccin naval, las industrias qumica y alimentaria, y tambin objetos decorativos. Debido a que mediante moldeo, no es necesaria la conformacin por deformacin en fro, se puede aumentar el porcentaje de Mg, que hace bonificables estas aleaciones.

No tienen, sin embargo, un moldeo fcil (especialmente en contenidos de >7% de Mg); pequeas adiciones de Si facilitan la colabilidad, pero empeoran la apariencia en la anodizacin. La aleacin AlMg10, bonificable, a su excelente resistencia a la corrosin une unas excelentes caractersticas mecnicas y una gran resistencia al choque; asimismo, como ya se ha dicho, su desmoldeo requiere cuidados especiales. LA aleacin que ofrece ms posibilidades de aplicacin es AlMg3, de moldeo ms fcil a pesar de que disminuyen las caractersticas mecnicas.

GRUPO AL-CUPor medio del tratamiento trmico (el Cu posibilita la bonificacin), las aleaciones de estegrupo consiguen las caractersticas mecnicas ms elevadas de entre los aluminios de moldo (resistencia a la traccin, lmite elstico, alargamiento, tenacidad, resistencia al desgaste), especialmente a elevadas temperaturas. Asimismo, las caractersticas generales de moldeo (colabilidad, resquebrajamiento en la contraccin y compacidad) son algo bajas (sobretodo para >5% de Cu) y adems, oponen dificultades a ser conformados en coquilla a causa del gran intervalo de solidificacin y de la elevada tendencia a formar grietas por defectos trmicos. Por todo ello hace falta un diseo muy cuidadoso de las piezas que tenga en cuenta las condiciones de moldeo.

Se emplean en piezas de vehculos y mquinas con altas solicitaciones mecnicas, sometidas a choques o a desgaste (poleas de correa trapezoidal) y se hacen ineludibles en piezas que trabajan en caliente. Las aleaciones ms habituales de este grupo son el AlCu4MgTi, aleacin de aluminio estndar de caractersticas mecnicas elevadas y resistente al choque, para una gran cantidad de piezas, carcasas y elementos estructurales moldeados en arena o en coquilla; y el AlCu4Ni2Mg utilizado para piezas moldeadas en molde de arena o en coquilla que requieran una elevada resistencia mecnica a temperaturas de hasta 300 C, con coeficiente de dilatacin bajo (culatas, mbolos).

GRUPO AL-ZN-MGLa caracterstica ms relevante de este grupo es su capacidad de auto templarse sinnecesidad de solubilizacin, seguido de una maduracin natural (diversas semanas) o artificial (diversas horas), hecho que facilita la fabricacin de piezas de grandes dimensiones con buenas caractersticas mecnicas, tenacidad, maquinabilidad, estabilidad dimensional, y resistencia a la corrosin. La aleacin ms frecuente es la AlZn5Mg, para piezas moldeadas en arena o en coquilla.

Aleaciones 1xxx . Son aleaciones de aluminio tcnicamente puro, al 99,9% siendo sus principales impurezas el hierro y el silicio como elemento aleante. Se les aporta un 0,12% de cobre para aumentar su resistencia. Tienen una resistencia aproximada de 90 MPa. Se utilizan principalmente par trabajos de laminados en froALEACIONES SIN TRATAMIENTO TERMICOALEACIONES PARA FORJAAleaciones 3xxx . El elemento aleante principal de este grupo de aleaciones es el manganeso (Mn) que est presente en un 1,2% y tiene como objetivo reforzar al aluminio. Tienen una resistencia aproximada de 16 kpsi (110 MPa) en condiciones de recocido. Se utilizan en componentes que exijan buena mecanibilidad.

Aleaciones 4xxx . La principal aplicacin de las aleaciones aluminio-silicio son la fundicin de piezas difciles, pero buenas cualidades de moldeo, y la fabricacin de piezas para la marina, por su resistencia a la corrosin. Pero no se emplean para piezas ornamentales porque ennegrecen con el tiempo.

Aleaciones 5xxx . En este grupo de aleaciones es el magnesio es el principal componente aleante. Su aporte vara del 2 al 5%. Esta aleacin se utiliza para conseguir reforzamiento en solucin slida. Tiene una resistencia aproximada de 28 kpsi (193 MPa) en condiciones de recocido.

ALEACIONES CON TRATAMIENTO TERMICOAleaciones 2xxx: El principal aleante de este grupo de aleaciones es el cobre (Cu), aunque tambin contienen magnesio Mg. Estas aleaciones con un tratamiento T6 tiene una resistencia a la traccin aproximada de 64 kpsi (442 MPa) y se utiliza en la fabricacin de estructuras de aviones. Algunas de estas aleaciones se denominan duraluminio.

Aleaciones 6xxx . Los principales elementos aleantes de este grupo son magnesio y silicio. Con unas condiciones de tratamiento trmico T6 alcanza una resistencia a la traccin de 42 kpsi (290 MPa) y es utilizada para perfiles y estructuras en general

Aleaciones 7xxx . Los principales aleantes de este grupo de aleaciones son cinc, magnesio y cobre. Con un tratamiento T6 tiene una resistencia a la traccin aproximada de 73 kpsi (504 MPa) y se utiliza para fabricar estructuras de aviones.

Conclusin:

El aluminio es un elemento importante en la fabricacin de piezas de bajo peso, pero su resistencia mecnica es baja.El aluminio se puede alear con otros elementos para adquirir caractersticas deseables en las piezas producidas (Dureza, resistencia mecnica, resistencia a la oxidacin, soldabilidad)