Ctedra: Materiales Ao: 2011

ALEACIONES NO FERROSAS

Aleaciones de Cobre

1. Por qu en determinados casos, pequeas cantidades de oxgeno en aleaciones de

cobre mejoran la conductividad elctrica? 2. Qu entiende por IACS? Cmo vara la medida de IACS % si al Cu se le agregan

elementos aleantes como el Cr y Ni? Justificar 3. Una aleacin de Cu-Cr-Ni-Si, posee una conductividad de 70 % IACS con un

tratamiento trmico de solubilizado y envejecido. Cuando se le realiza un segundo envejecido, la conductividad aumenta a 74 % IACS. Cul es la explicacin de este comportamiento?

4. Las aleaciones de Cu-Be se utilizan en ambientes donde se manejan gases explosivos y en las chapas de contactos elctricos, entre otros usos. Explicar por que se usan en cada caso.

5. Se tienen dos aleaciones de Cu de idntica composicin y diferente tamao de grano. Qu conductividad elctrica espera encontrar en cada una de ellas y por qu?.

6. Si a una aleacin de Cu deformada en fro se le mide la conductividad elctrica volumtrica, la misma indica 58 %IACS. Qu pasar en trminos relativos de conductividad si a dicha aleacin se le realiza un tratamiento trmico de recocido de recristalizacin. Por qu?

7. Dos barras de cobre puro tienen exactamente igual composicin. Una est en temple O y la otra en H18.Cul se va a mecanizar (trabajar por arranque de viruta) mejor?. Sugerencia: Relacionar las propiedades mecnicas a la maquinabilidad.

8. Cul es la razn que un material como los latones puedan tener mxima embutibilidad y mxima maquinabilidad, variando solamente el contenido de Zn? Cmo se denominan comnmente a cada uno?

9. Tu empresa tiene que presupuestar la fabricacin de un intercambiador de calor con caos de cobre. Te encargan la bsqueda de las normas IRAM sobre el tema y posibles proveedores.

10.Se disponen de tres aleaciones de cobre para dos aplicaciones concretas, fabricar electrodos de soldadura por puntos y pistones para mquinas inyectoras de aluminio. Si a travs de la pgina www.matweb.com obtuviste los siguientes datos de las propiedades de los materiales, cul elegiras para cada aplicacin y por qu?

Material C18000 C90500 C18150 Aleantes Cr Si Ni Sn Zn Cr Zr

Densidad [g/cm3] 8,75 8,72 8,9

Resistencia [MPa] 586 310 455 Limite convencional de

fluencia [MPa] 483 150 425

Alargamiento % 10 25 19 Resistividad [/cm] 3,59.10-6 1,5673.10-5 2,16.10-6

Conductividad [IACS%] 48 11 80 Conductividad trmica

[w/(m.K)] 183 74 322

Dureza [RB] 90 41 75 11.Los siguientes datos se obtuvieron de laminar en fro muestras de latn con 70% Cu

30% Zn (50% de trabajado en fro) y se calentaron posteriormente durante 30 minutos a las temperaturas indicadas. Despus del calentamiento se enfriaron las muestras a 20C y se ensayaron con RB [esfera de 1/16 pulgadas (1,6 mm), carga 100 kg]

RB Tamao de grano

(dimetro promedio, m) Laminado 97 Sin determinar Despus de 30 min a 150C 98 Sin determinar Despus de 30 min a 200C 100 Sin determinar Despus de 30 min a 250C 101 Sin determinar Despus de 30 min a 300C 98 Sin determinar Despus de 30 min a 350C 80 508 Despus de 30 min a 450C 58 762 Despus de 30 min a 600C 34 1524 Despus de 30 min a 750C 14 3048

Seleccione justificando, una respuesta para completar los siguientes enunciados:

a) La temperatura de recristalizacin para este material se encuentra dentro del rango de:

150 250C, 300 350C, 450 700C b) La temperatura de recuperacin est dentro del rango de:

150 300C, 350 450C, 600 750C c) La elongacin del material en su condicin de laminado es de 8%. El valor ms

probable para la muestra calentada a 350C es: 7%, 8%, 25%

d) La resistencia a la traccin del material en su condicin de laminado es de 550 MPa. El valor mas probable para la muestra calentada a 750C es:

590 MPa, 550 MPa, 290 MPa

Aleaciones de Aluminio

1) Indique, al menos, 3 (tres) aplicaciones en donde se utilizan aleaciones de aluminio

y la caracterstica principal que lo hace apto para dicha aplicacin. 2) Un diseador va a reemplazar una barra de acero de 45 mm de dimetro por 10 cm

de largo de 450 MPa de resistencia a la fluencia por una aleacin de aluminio de 180 MPa de resistencia a la fluencia. Por cuestiones de funcionamiento no puede variar su largo. Bajo que condiciones puede utilizar al aluminio? Especifique las condiciones en las cuales podr trabajar la barra e indique las nuevas medidas de la misma Cul es la barra ms liviana? En qu porcentaje?

3) Calcule el parmetro denominado relacin de resistencia a peso o resistencia especfica para las aleaciones dadas a continuacin y comprelas entre ellas. Este valor es igual a la resistencia a la fluencia dividida por la densidad. Cul es el significado de este valor?

Material Resistencia a la fluencia [MPa]

Densidad [g/cm3] Elongacin %

6061 O 55,2 2,7 30 6061 H18 276 2,7 12 C26000 O 75 8,53 68 Nickel 200 148 8,9 47

4) Establecer el espesor mnimo desde el ltimo recocido para lograr por laminacin en

fro una chapa de aleacin de aluminio 3003 de 4 mm de espesor con las propiedades del 3003 H18. Justifique la respuesta, sino se considerar incorrecta.

5) Se disponen de tres aleaciones de aluminio: IRAM 3003, IRAM 6063 y una IRAM 356.0 indique para cada una ellas todo los procedimientos de endurecimiento aplicable.

6) En un plano aparece indicada una aleacin de aluminio como 360.0 H14. El jefe de la Oficina Tcnica devuelve el plano para que revisen la especificacin. Por qu?

7) Se necesita realizar una pieza de aleacin de aluminio por moldeo para trabajar en un dispositivo. Se seleccion la aleacin 360 y el fabricante de la misma nos ofrece este material en los estados de entrega F y T. El precio del primer estado es dos tercios de la segundo. Cul elegs y por qu?

8) Un ingeniero aeronutico selecciona una aleacin 2014 T6 en lugar de un acero para una pieza estructural de una aeronave. La resistencia a la fluencia del acero es de 1100 MPa y la de la aleacin de aluminio es de 414 MPa.

a. Explique las razones por las cuales se justifica la aleacin de aluminio. b. Qu sucedera si el estado de entrega del aluminio fuera O?

9) Nos piden que diseemos una pieza que no va a estar sometida a grandes cargas y que tiene forma de cilindro con su dimetro interior de 50 mm y su dimetro exterior no puede superar 100 mm. Si su largo debe ser de 150 mm y en planta cuento con barras cilndricas y cuadradas de 120 mm de dimetro o de lado y 200 mm de largo de los siguientes materiales: 6063-T6, 2011-T8, 2011-O, 3003-O cul de todos selecciono y por qu?

10) Seleccionar una aleacin de aluminio para moldeo para pistones, explicitando las propiedades que la hacen adecuada para el servicio. Indicar de donde se obtuvieron los datos.