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8/20/2019 El Aluminio Monografia
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1.
FACULTA DE INGENIERIA
EL ALUMINIO
MONOGRÁFIA DEL CURSO DE INGENIERÍA DE MATERIALES
Autores:
o ASTO HUAROC, José.o GARCIA ROJAS, Silvana Rocío.o MUCHA HUAIRE, Wiler Kelvin.o SEDAO TORRES, Al!ir.
Asesora:
o IG. "O#AO $AU"IO, %ovan& Da!isela.
Huancayo – Perú
2015
ÍNDICE
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8/20/2019 El Aluminio Monografia
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CAPÍTULO I __________________________________________________________5
1 ASPECTOS GENERALES________________________________________5
1.1 DEFINICION_______________________________________________________6
1.2 DESCUBRIMIENTO________________________________________________61.3 HISTORIA__________________________________________________________6
CAPÍTULO II________________________________________________________
2 CARACTERISTICAS ! USOS____________________________________
2.1 CARACTERISTICA_________________________________________________92.1.1 Es'a(o na')ral***********************************************************+2.1.2 Es'r)c')ra a'!ica******************************************************+
2.2 Caracterst!cas #ec$%!cas:______________________________________92.2.1 D)re-a******************************************************************+2.2.2 RESISTECIA A "A TRACCI*******************************************/02.2.3 Resis'encia a la co!1resin, a la 2e3in, al cor'e & a la 'orsíon4******/0
2.3 Caracterst!cas &s!cas:_________________________________________1'
2.( Caracterst!cas )u#!cas:_______________________________________11
2.* USOS M+S FRECUENTES DE, A,UMINIO_______________________122.*.1 Elec'rici(a( & co!)nicacin4*******************************************/52.*.2 Trans1or'e4*************************************************************/62.*.3 E(i7cacin & Cons'r)ccin4*********************************************/82.*.( Envases****************************************************************/8
2.*.* O'ros )sos*************************************************************/8
2.6 E- rec!c-ao e- a-u#!%!o_______________________________________1*2.6.1 C)an(o inicio**********************************************************/92.6.2 Procesos de reciclaje aluminio. ******************************************/92.6.3 :en'a;as (el recicla;e (e la'as (e al)!inio******************************/<2.6.( Recicla(o (e al)!inio en al=)nos 1aíses.*******************************/>
CAPÍTULO III______________________________________________________1
" ALEACIONES #EL ALU$INIO__________________________________1
3.1 E, A,UMINIO / SUS A,EACIONES______________________________193.1.1 Aleaciones (e al)!inio ?or;a(o sin 'ra'a!ien'o 'ér!ico4****************503.1.2 Aleaciones (e al)!inio ?or;a(o con 'ra'a!ien'o 'ér!ico****************5/
3.2 A-eac!o%es e a-u#!%!o #a-ea0-e._____________________________22
3.3 Aortac!o%es e -os e-e#e%tos a-ea%tes:_____________________22
CAPÍTULO I%______________________________________________________2"
& O'TENCION #EL ALU$INIO___________________________________2"
(.1 ,A OBTENCIN DE, A,UMINIO._________________________________2(4.1.1 "A E"ECTR"ISIS****************************************************58
CAPÍTULO %_______________________________________________________2(
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5 ALU$INIO EN EL PERU ! $UN#O____________________________2(
*.1 EN E, ERU______________________________________________________24
*.2 RODUCTORES DE A,UMINIO EN E, MUNDO:_________________24
CAPÍTULO %I______________________________________________________2)
* E+ECTOS A$'IENTALES ! CONCLUSI,N_____________________2)
6.1 EFECTOS AMBIENTA,ES________________________________________3'
( CONCLUSI,N__________________________________________________"0
'I'LIOGRA+IA_________________________________________________"0
) ANE-O_________________________________________________________"1
INTRODUCCION
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En el presente trabajo de investigación y su uso en los diferentes campos
industriales y usos personales en la humanidad, se desarrollara los siguientes
temas, el aluminio como elemento, usos, aleaciones y otros.
En el capítulo primero tocaremos acerca de su historia y su descubrimiento.
En el capítulo segundo se hablara acerca de sus características generales y el
uso que se le da en la industria.
En el capítulo tercero estudiaremos sobre las diferentes aleaciones existentes
y las aplicaciones que se le brinda.
En los tres últimos capítulos tocaremos acerca de la obtención del aluminio y la
extracción en el erú y los efectos ambientales que produce.
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CAPÍTULO I/ AS$ECTOS GEERA"ES
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/./ DE@IICIO
El aluminio es un elemento químico ubicado en el grupo !!!" de la tabla periódica de
símbolo "l cuyo número atómico es 1# es un metal no ferromagn$tico. %e encuentra
en las mayoría de las rocas ígneas de color roji&o es extraída como bauxita. or
transformación primero se convierte la alúmina mediante el proceso de 'ayer y
despu$s aluminio met(lico mediante electrolisis. Es el elemento m(s utili&ado despu$s
del acero por ser barato.
/.5 DESCURIMIETO
El aluminio descubierto por )hristian *ersted y +riedrich -hler en inamarca en el
a/o 10#, el nombre de este metal viene de la palabra 2atina 3alumem4 que significa
alumbre, que hacía referencia a una sal doble de aluminio, esta sal usada como
astringente y en tinturas. En 1056 avy propuso el nombre 3aluminion4 para el metal,
aun no descubierto en ese momento7 m(s tarde se acordó cambiarlo a 3aluminum4 de
la cual deriva el nombre actual de metal.
/.6 HISTORIA
El aluminio se utili&aba en la antig8edad cl(sica en tintorería y medicina bajo la forma
de una sal doble, conocida como alumbre y que se sigue usando hoy en día. En el
siglo 9!9, con el desarrollo y la física y la química, se identificó el elemento. %u nombre
inicial, aluminum, fue propuesto por el brit(nico %ir :umphrey avy en el a/o 105;. "
medida que se sistemati&aban los nombres de los distintos elementos, se cambió por
coherencia a la forma aluminium, que es la preferida hoy en día por la !
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llegó a considerarse un material exótico, de precio exorbitado, y tan preciado o m(s
que la plata o el oro. urante la Exposición @ C :ans )hristian *erstedF *btiene los primeros globulos de aluminio.
• 10>6 C +riedrich -hlerF roduce polvo de aluminio.
• 10@ C :enry %ainteC)laire evilleF *btiene el primer lingote de aluminio.
• 100A C aul :$roult y ?artin :allF escubren a la ve& el proceso de la
electrólisis de la alúmina disuelta en criolita.• 100; C Barl 'ayerF *btención de alúmina por ataque a bauxita mediante sosa
caústica.
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CA$BTU"O II5 CARACTERISTICAS % USOS
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5./ CARACTERISTICA2.1.1Es'a(o na')ral
%egún GHidal 1;0@. . @C@6I El aluminio no existe libre en la naturale&a, pero sus
compuestos abundan formando cerca del 0 de la corte&a terrestre aplic(ndose así
entre sus compuestos en la fabricación de muchos objetos como utensilios de cocina,
de adorno, aparatos de física, instrumentos de cirugía, e la industria el$ctrica alambres
etc. "dem(s sirve para varias aleaciones.
2.1.2Es'r)c')ra a'!ica
El aluminio es un elemento solido de número atómico 1#, valencia #, su estado de
oxidación es J# cuyo electro negatividad es 1,. %u configuración electrónica en la
tabla periódica es K=eL #s, tiene una masa atómica de >,;A1 GgMmolI y densidad >,65
GgMmlI
estructura atómica del aluminio
=umero atómico #
Electronegatividad 1,
)onfiguración electrónica KneónL #
masa atómica >,;A1GgMmolI
ensidad >,65GgMmolI
5.5 Carac'erís'icas !ecnicas42.2.1D)re-a
2a mayoría de las veces se da en los materiales de aluminio la dure&a 'rinell, a
causa de la sencille& de su determinación. los valores de la dure&a 'rinell se
extienden desde :'N1 para aluminio purísimo blando hasta casi :'N115 para
"lOn?g)u 1, endurecido t$rmicamente, es decir, aleación 656. 2os valores de la
dure&a determinados por otros m$todos, como el HicPers o el de Bnoop, apenas
tienen significado pr(ctico en este metal. e ve& en cuando se utili&a la
microdure&a, una variante del m$todo HicPers, para determinar la dure&a de capas
anodi&adas.
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2.2.2RESISTECIA A "A TRACCI2os valores característicos que se obtienen en el ensayo de tracción para
ju&gar las propiedades resistentes de los materiales met(licos en general, son
aplicables a los materiales de aluminio. Qeneralmente estos valores son el
límite el(stico 5,>, la resistencia m(xima a la tracción, el alargamiento a la
rotura, así como la estricción de ruptura.
2.2.3 Resis'encia a la co!1resin, a la 2e3in, al cor'e & a la 'orsíon4 • En los materiales alumínicos se puede admitir que el valor del límite de
aplastamiento 5,> Gpar(metro de la resistencia a la compresiónI es igual al
valor del límite el(stico 5,> de tracción. 2a resistencia a la compresión o el
límite de aplastamiento 5,> tienen importancia principalmente en las pie&as
sometidas a compresión tales como cojinetes de fricción.
• 2a resistencia a la flexión en las aleaciones de aluminio se tiene en cuenta
para las de fundición, en aquellos casos en que, al reali&ar el ensayo de
tracción no es posible determinar el límite el(stico con suficiente exactitud a
causa de su peque/o valor.
• 2a resistencia al ci&allamiento es importante para el c(lculo de la fuer&a
necesaria para el corte y para determinadas construcciones. =o existen valores
normali&ados. Qeneralmente est( entre el y 05 de la resistencia a la
tracción.
• Es un material blando Gescala de ?ohsF >C#C@I y maleable. En estado puro
tiene un límite de resistencia en tracción de 1A5C>55 =MmmR G1A5C>55 ?aI.
Sodo ello le hace adecuado para la fabricación de cables el$ctricos y l(minas
delgadas, pero no como elemento estructural. ara mejorar estas propiedades
se alea con otros metales, lo que permite reali&ar sobre $l operaciones de
fundición y forja, así como la extrusión del material. Sambi$n de esta forma se
utili&a como soldadura.
5.6 Carac'erís'icas ?ísicas4• El aluminio es un metal ligero, con un densidad >.6 veces mayor que la del
agua.
• %u punto de fusión es m(s bien bajo, en torno a los AA5T).
• %u color es blanco y brillante, con propiedades óptimas para la óptica.
• osee una buena conductividad el$ctrica, que se encuentra entre los #@ y #0
mMU mmV>, así como tambi$n tiene una gran conductividad t$rmica Gde 05 a
>#5 M mBI.
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• Es resistente a la corrosión, gracias a la capa protectora característica de óxido
de aluminio, resiste a los productos químicos, puede estar expuesto a la
intemperie, al mar, etc.• Es el tercer elemento en cuanto a abundancia en la corte&a terrestre, por
detr(s del oxígeno y el silicio.• Es un material f(cilmente reciclable, sin un elevado coste.
5.8 Carac'erís'icas )í!icas4
Qracias a su alto estado de oxidación, al contacto con el aire se forma
r(pidamente una capa protectora de óxido de aluminio, proporcion(ndole
resistencia y durabilidad. icha capa protectora es de color gris(ceo.
*tra característica del aluminio, es su car(cter anfótero, que le permite ser
disuelto tanto en (cidos como en bases, liberando hidrógeno.
%u estado de oxidación es J#, debido a sus tres electrones en la capa de
valencia.
"dem(s se trata de un metal muy maleable, y bastante blando, y f(cilmente
soldable, siendo necesario me&clarlo con otros metales para usarlo para fabricar estructuras, mejorando así sus propiedades mec(nicas.
El aluminio es el elemento m(s reactivo de su grupo, y todas sus formas est(n
recubiertas por una delgada capa de óxido de aluminio, que le confiere
resistencia frente a la mayoría de los reactivos, siendo $sta una de las
características m(s destacables de este material. "sí, el aluminio met(lico es
resistente a la acción de (cidos minerales diluidos o a soluciones que contengan
iones met(licos menos electropositivos que el aluminio, así como tambi$n al
oxígeno de la atmósfera.
2a capa protectora de óxido de aluminio, se destruye y desaparece con la
amalgama del propio aluminio, o con soluciones acuosas de cloruro sódico,
pudiendo producirse en ausencia del óxido todas las reacciones prevista para
este metal, de manera f(cil.
2a amalgama de aluminio reacciona de manera sencilla con el agua,
produciendo formación de hidrógenoF
"lGhgI J #:>* W "lG*:I# GaqI J #M> :> J :g
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El aluminio se emplea para la fabricación de espejos de telescopios, en
conductores el$ctricos, en pinturas metali&adas, en decoración, en fabricación
de explosivos y fuegos artificiales. Sambi$n es frecuente su uso en la
preparación de aleaciones Gcon )u, ?n, %i, etc.I para la industria aeron(utica o
en la construcción en general.
"lgunos de los compuestos m(s importantes del aluminio sonF
X"l>*# F F e aplicación desinfectante y antitranspirante.
X "lG ':@I# F +orma parte del combustible de cohetes, y es un buen reductor
muy energ$tico.
X "lG=:@IG%*@I> F *#. "ún así, el papel biológico del
aluminio es destacable, aunque no beneficioso, debido a que es altamente tóxico
para los organismos vivos.
5.9 USOS MFS @RECUETES DE" A"UMIIO2.*.1Elec'rici(a( & co!)nicacin4
El aluminio ha ido reempla&ando progresivamente al cobre desde la d$cada de
los 5 en las líneas de transmisión de alto voltaje y actualmente es una de las
formas m(s económicas de transportar electricidad, adem(s de que puede
hacerlo m(s eficientemente que el cobre Gactualmente se usan conductores de
aluminio para transmitir electricidad a 655.555 voltios o m(sI. or otra parte, el
aluminio tambi$n est( presente en las antenas para televisores y sat$lites.
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2.*.2 Trans1or'e4
%egún "cebes. ) G1;;; p. 1@I el sector del transporte absorbe m(s de lacuarta parte del aluminio que se reduce desde sus orígenes es indispensable
para la industria aeroespacial debido a su ligere&a, pero el aluminio es cada
ve& m(s utili&ado en coches, autobuses, camiones, trenes, barcos, aviones y
bicicletas, vehículos fabricados enteramente de aluminio, como el "udi "C0,
han obtenido las puntuaciones las puntuaciones m(s altas en las pruebas de
seguridad vial en los organismos oficiales.
"cebes. ) G1;;; I menciona que cuando se utili&a en vehículos de carretera,
la ligere&a de los componentes de aluminio mejora la eficiencia del
carburante, ya que reduce el peso del vehículo en m(s del 5 en
comparación con los coches tradicionales.
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2.*.3E(i7cacin & Cons'r)ccin4
En Espa/a y otros países mediterr(neos, en el sector de la construcción, el uso
del aluminio es mayoritario en comparación con otros metales. 2a demanda ha
crecido de manera considerable a lo largo de los últimos 5 a/os y actualmente
es utili&ado en estructuras de ventanas y puertas y en otras estructuras como
cubiertas para grandes superficies y estadios como el de +rancia en arís y el
nuevo parlamento europeo en 'ruselas. or otra parte, cada ve& m(s,
dise/adores, arquitectos y artistas utili&an el aluminio con fines ornamentales y
decorativos como por ejemplo umia, una cúpula reali&ada enteramente de
aluminio y que mide m(s de cinco metros de altura y 1> de di(metro, situada
en la pla&a Yeal de Sorino, o la Sorre de )omunicaciones de %hanghai.
2.*.(Envases
En este sector, las aplicaciones son múltiples y abarcan desde la fabricación de
latas, el papel de envolver, la capa intermedia de envases de cartón Gtetra
bricPI hasta l(minas para cerrar yogures, medicamentos, etc.
En cuanto a la utili&ación de latas de aluminio cabe destacar sus ventajas en
comparación con otros envasesF protegen el contenido durante largos periodos
ante la entrada de oxígeno y contra la lu& , son muy ligeras, permiten enfriar las
bebidas r(pidamente, son difíciles de romper, presentan una gran comodidad
de manejo y ocupan muy poco espacio. D lo m(s importanteF son 155
reciclables.
2.*.*O'ros )sos
En la industria química el aluminio y sus aleaciones se utili&an para fabricar
tubos, recipientes y aparatos. or su elevada conductividad t$rmica, el aluminio
se emplea en utensilios de cocina. "dem(s, no hay que olvidar la presencia en
nuestra vida cotidiana del papel de aluminio de 5,510 cm. de espesor, que
protege los alimentos y otros productos perecederos El aluminio se utili&a
tambi$n en reactores nucleares a baja temperatura porque absorbe
relativamente pocos neutrones. 2a resistencia a la corrosión al agua del mar
del aluminio tambi$n lo hace útil para fabricar cascos de barco y otros
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mecanismos acu(ticos. En definitiva, el aluminio es el elemento m(s abundante
de la corte&a terrestre despu$s del oxígeno y el silicio y adem(s puede ser
reciclado infinitamente sin por ello perder un (pice de sus cualidades. 2as
aplicaciones son infinitas y su demanda crece día a día.
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meten en una trituradora para desmenu&arlas. El aluminio se funde y se
moldea en lingotes de > toneladas. Estos lingotes de aluminio se funden y se
pasan por rodillos para formar l(minas finas, fabricando así latas nuevas
Proceso del reciclado de aluminio.
2.6.3:en'a;as (el recicla;e (e la'as (e al)!inio
2ópe& G>515 I ?enciona que el reciclaje del aluminio es un negocio redondo
para todos los intermediarios, ya que, para las personas que recolectan
representa una fuente de ingresos. Esta función en otros países es cumplida
por las personas particulares, que las colocan en toneles de recolección
seleccionada, pero en muchos, la mayoría de las latas son recolectadas por
personas que deambulan por las calles compact(ndolas y luego las venden a
empresas dedicadas al reciclaje del aluminio, quienes pagan aproximadamente
Z055 por una tonelada de aluminio Gaproximadamente 6,15 latasI. ara las
empresas que las reciclan, representa una disminución en los costos, ya que la
energía utili&ada, para la fundición del aluminio, es menor que la energía
el$ctrica utili&ada en la anodi&ación. "dem(s de que estas entidades y
personas obtienen usufructo tangible, por la actividad, el resto de personas,
obtienen el bien ecológico que la actividad representa. "unque presenta
muchas ventajas, en algunos países de "m$rica, aún no se reciclaban latas,
solamente son recolectadas para ser enviadas a países que cuentan con
plantas especiales para su reciclaje
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2.6.(Recicla(o (e al)!inio en al=)nos 1aíses.
Sabla 1. El reciclado de aluminio en algunos países
Pa"s Canidad
%ui&a ;1
EE.
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CA$BTU"O III6 A"EACIOES DE" A"UMIIO
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6./ E" A"UMIIO % SUS A"EACIOES
Existen m(s de #55 aleaciones de aluminios registrados y otras que en la
actualidad est(n siendo desarrolladas para nuevas aplicaciones. Sal como es elcaso de la aleación aluminio y litio G"lC2iI que en los últimos a/os ha sido objeto
de estudio y de la cual se ha descubierto, adem(s de las propiedades de
resistencia mec(nica, una baja densidad de tan solo >.gMcm#, mientras que el
cobre G)uI, alcan&a 0.;# gMcm#7 el "cero, 6.0# gMcm# y el Sitanio .1 gMcm#.
2as aleaciones de aluminio se clasifican en dos grupos, dependiendo del
proceso de fabricaciónF aluminios laminados y fundiciones de aluminio. GHer
tablasI
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3.1.1Aleaciones (e al)!inio ?or;a(o sin 'ra'a!ien'o 'ér!ico4
2as aleaciones que no reciben tratamiento t$rmico solamente pueden ser
trabajadas en frío para aumentar su resistencia. :ay tres grupos principales de
estas aleaciones según la norma "!%!C%"E que son los siguientesF
• "leaciones 1xxx. %on aleaciones de aluminio t$cnicamente puro, al ;;,;
siendo sus principales impure&as el hierro y el silicio como elemento aleante.
%e les aporta un 5.1 de cobre para aumentar su resistencia. Sienen una
resistencia aproximada de ;5 ?a. %e utili&an principalmente para trabajos de
laminados en frío.%us aplicaciones, son especialmente en los campos el$ctricos y químicos. Este
grado de pure&a e el aluminio le confiere como principal característica una
excelente resistencia a la corrosión, alta conductividad el$ctrica y buena
maleabilidad.
• "leaciones # xxx. El elemento aleante principal de este grupo de aleaciones es
el manganeso G?nI que est( presente en un 1 a y tiene como objetivo
refor&ar al aluminio. Sienen una resistencia aproximada de 115?a en
condiciones de recocido. son muy usados para fabricar utensilios que
necesiten dure&a media y que sea necesario buena trabajabilidad para
fabricarlos como son botellas para bebidas, utensilios de cocina,
intercambiadores de calor, mobiliario, se/ales de tr(fico, tejados y otras
aplicaciones arquitectónicas.
• "leaciones xxx. En este grupo de aleaciones es el magnesio es el principal
componente aleante su aporte varía del > al . Esta aleación se utili&a
cuando para conseguir refor&amiento en solución sólida. Siene una resistenciaaproximada de 1;#?a en condiciones de recocido. Estas características
hacen que estas aleaciones se usen para adornos decorativos,
hornamentales y arquitectónicos, en el hogar, iluminación de las calles y
carreteras, botes, barcos y tanques criog$nicos, partes de puentes grúa y
estructuras de automóviles.
3.1.2Aleaciones (e al)!inio ?or;a(o con 'ra'a!ien'o 'ér!ico
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• "lgunas aleaciones pueden refor&arse mediante tratamiento t$rmico en un
proceso de precipitación. El nivel de tratamiento t$rmico de una aleación se
representa mediante la letra S seguida de un número por ejemplo S. :ay tres
grupos principales de este tipo de aleaciones.
• "leaciones >xxxF El principal aleante de este grupo de aleaciones es el cobre
G)uI, aunque tambi$n contienen magnesio ?g. Estas aleaciones con un
tratamiento SA tiene una resistencia a la tracción aproximada de A@Psi G@@>
?aI. 2os usos m(s frecuentes que se le dan a estos aluminios son
Ggeneralmente son usados en lugares donde sea necesario una alta
relación dure&aCpesoI en las ruedas de los camiones y de los aviones, en la
suspensión de los camiones, en el fuselage de los aviones, en
estructuras que requieran buena dure&a a temperaturas superiores a 15Tc. ara finali&ar decir que salvo la aleción >>1; estas aleaciones tienen una
mala soldabilidad pero una maquinabilidad muy buena.
• "leaciones Axxx. 2os principales elementos aleantes de este grupo son
magnesio y silicio. )on unas condiciones de tratamiento t$rmico SA alcan&a
una resistencia a la tracción de @> Psi G>;5?aI y es utili&ada para perfiles y
estructuras en general. %u uso suele ser el de aplicaciones
arquitectónicas, cuadros de bicicletas, pasamanos de los puentes, equipo de
transporte y estructuras soldadas.
• "leaciones 6xxx. 2os principales aleantes de este grupo de aleaciones son
&inc, magnesio y cobre. )on un tratamiento SA tiene una resistencia a la
tracción aproximada de 5@?a y se utili&a para fabricar estructuras de
aviones, concretamente la parte superior de las alas en las que se precisa una
gran resistencia. Sambi$n se usa en aplicaciones deportivas de alto nivel,
concretamente en bastones de esquí usados en competición, siendo la
aleación 656 la m(s usada debido a su ligere&a y buena flexibilidad aún a
bajas temperaturas. ebido a que la principal propiedad de estas aleaciones es
su alta dure&a se suele usar en las estructuras de los aviones, equipos móviles
y otras partes altamente for&adas
6.5 Aleaciones (e al)!inio !aleale.
• "luminio puro Go pure&aI, aluminio purísimo, "l+e%i.
• "leaciones de "l?n maleables.
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• "leaciones de "l?g y de "l?g?n maleables.
• "leaciones de "l?g%i maleables.
• "leaciones de "l)u?g y "l)u%i?n maleables.
• "leaciones de "lOn?g maleables.
• "leaciones de "lOn?g)u maleables.
• "leaciones con plomo maleables.• "leaciones con litio maleables.
6.6 A1or'aciones (e los ele!en'os alean'es4
2os principales elementos de aleación de aluminio son los siguientes y se
enumeran las ventajas que proporcionan.
• )romo G)rI "umenta la resistencia mec(nica cuando est( combinado con otros
elementos )u, ?n, ?g.• )obre G)uI !ncrementa las propiedades mec(nicas pero reduce la resistencia a
la corrosión.• :ierro G+eI. "umenta la resistencia mec(nica.
• ?agnesio G?gI Siene una gran resistencia tras el conformado en frío.
• ?anganeso G?nI !ncrementa las propiedades mec(nicas y reduce la calidad de
embutición.• %ilicio G%iI )ombinado con magnesio G?gI, tiene mayor resistencia mec(nica.
• Sitanio GSiI "umenta la resistencia mec(nica.
• Oinc GOnI "umenta la resistencia a la corrosión.• Escandio G%cI ?ejora la soldadura
2as aleaciones de aluminio forjado se dividen en dos grandes grupos, las que no
reciben tratamiento t$rmico y las que reciben tratamiento t$rmico.
o
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CA$BTU"O I:8 OTECIO DE" A"UMIIO
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8./ "A OTECI DE" A"UMIIO.
2a primera fase de la obtención del aluminio consiste en aislar la "lúmina Góxido
de aluminioI de estos minerales. ara ello lo primero es triturar la 'auxita para
obtener un polvo fino, luego se me&cla el polvo obtenido con sosa c(ustica
líquida y se calienta la me&cla a baja presión7 poco a poco la "lúmina se funde
en la sosa c(ustica, posteriormente se procede a la calcinación de la "lúmina
obtenida por hidrólisis, decantación y a continuación se filtra el conjunto
resultante. 2a "lúmina ya disuelta pasa sin dificultad, en cambio las impure&as
que han permanecido en estado sólido son detenidas por el filtro. %ólo falta
hacer que la "lúmina reapare&ca en forma sólida7 su obtención se consigue por
precipitación, de la misma manera que los copos de nieve se forman a partir del
vapor de agua. %e conjuntan los cristales de "lúmina, y se le quita la humedad a
muy alta temperatura obteniendo un polvo blanco parecido a la sal de cocina. Da
tenemos la "lúmina calcinada.
4.1.1 "A E"ECTR"ISIS
asemos ahora a la segunda fase de la obtención del aluminio que se denomina
electrólisis de la "lúmina. 2a fabricación del aluminio necesita los siguientescomponentesF "lúmina, )riolita, (nodo de )arbono y energía el$ctrica. 2a
operación de electrólisis exige grandes cantidades de electricidad, por ello
)anad( que tiene una gran rique&a hidroel$ctrica se sitúa entre los principales
productores de aluminio del mundo. 2a electrólisis permite descomponer la
"lúmina en aluminio y oxígeno. 2a reacción tiene lugar en unas cubas
especiales, debido a las altas temperaturas que se alcan&an en las mismas7
como información la temperatura de fusión de la alúmina pura es de 1055 T).
or ello se me&cla la "lúmina con fluoruro de sodio G)riolitaI, que actúa defúndente con lo cual las temperaturas de fusión de esta me&cla alcan&an entre
los ;5 y 1555T). "l pasar la corriente el$ctrica continua a trav$s de esta
me&cla, descompone la "lúmina en oxígeno y en "luminio7 el metal fundido se
deposita en el polo negativo Gc(todoI del fondo de la cuba, mientras que el
oxígeno se acumula en los electrodos de carbono G(nodoI. arte del carbono
que est( en el ba/o se quema por la acción del oxígeno, transform(ndose en
dióxido de carbono. 2a tensión entre los bornes es de @C voltios, bajo una
intensidad de 15.555 amperios.
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?ediante la electrólisis logramos separar el oxígeno y obtenemos aluminio metal
puro, por lo tanto podemos afirmar que de la 'auxita se obtiene la alúmina y de
la alúmina el aluminio. %irvan como ejemplo, las siguientes cantidades para
comprender la magnitud de esta industria. ara producir una tonelada de
aluminio se necesitan cinco toneladas de 'auxita, que nos dar(n dos toneladas
de "lúmina, las cuales mediante la electrólisis nos dar(n una tonelada de
aluminio, pero con un consumo de 1#.555 B[Mh. Da tenemos el aluminio puro,
pero el aluminio puro se utili&a en escasas ocasiones7 normalmente se le a/aden
otros metales que le aumentan sus cualidades y propiedades como la resistencia
a la corrosión y las características mec(nicas y de elasticidad.
El metal puro, preparado de esta manera, primario o de primera fusión, se utili&a
despu$s de alearse eventualmente con otros elementos, para la preparación delingotes de aleaciones de primera fusión, barras, tochos de extrusión, planchas
para laminados, etc., que constituyen el material de partida tanto para las
sucesiones primarias como semielaboradas y a continuación los productos
acabados para el mercado de consumo. El aluminio salido de la electrólisis tiene
un grado de pure&a entre el ;#,# y el ;;,0 que puede ver modificadas sus
propiedades a trav$s de uno o de varios componentes de aleación que se
pretende conseguir.
el aluminio puro, y la unión con otros metales, se obtienen aleaciones, que
pueden tener diversidad de características. Estas aleaciones se pueden
presentar en lingotes para fundición, tocho para extrusión de perfiles, placas
para laminación, etc. Estos productos resultantes est(n sometidos a unos
controles muy complejos de an(lisis microCgr(ficos y sondeo por ultrasonidos,
antes de ser entregados a las industrias de transformación. or otra parte, el
ahorro de energía es una realidad ha hecho necesarias las investigaciones
tendientes a su reducción7 en menos de >5 a/os est( ha sido importanteF laenergía necesaria para producir 1 Bg. de aluminio era de > B[. En 1;A, ahora
no llega a los 1# B[. %i nos remitimos a 100A podemos constatar que la actual
electrólisis tiene un consumo el$ctrico m(s reducido que supone la sexta parte
del que tuvo que precisar :$roult en su primer intento de fabricar aluminio.
articularmente los tochos de extrusión y las planchas para laminación
constituyen los materiales de partida de conformados por deformación y su
producción se reali&a mediante la tecnología de base, colada contínua en agua.
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" diferencia del material primario, obtenido por vía electrolítica, el metal
secundario o de segunda fusión, se obtiene por fusión de diversos tipos de
tro&os procedentes de la elaboración primaria del aluminio GchatarrasI y de la
recuperación del aluminio de materiales que lo contienen y que han sido
desechados.
"ctualmente el t$rmino secundario no se considera limitativo a efectos de
calidad, pero fundamentalmente tiene un significado de origen, porque en
muchos casos la tecnología del refinado, o sea de la producción del metal de
segunda fusión, permite obtener metal de elevada pure&a7 igualmente el material
bruto tambi$n se utili&a en la producción de aleaciones con tolerancias químicas
muy amplias utili&adas exclusivamente en la industria de fundición y
especialmente en la fundición a presión.
!ndependientemente de las consideraciones cualitativas, el aluminio secundario
es mucho m(s económico de producción que el material electrolítico y, todavía
m(s importante, bajo el aspecto energ$tico se pone con relación al primario en la
proporción 1M>7 esta característica constituye un elemento muy significativo
sobre la competitividad del metal ligero con otros metales de construcción.
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CA$BTU"O :9 A"UMIIO E E" $ERU % MUDO
5>
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9./ E E" $ERU
2a empresa "luminum )orporation of )hina G):!="2)*I es nuestra casa
matri&. %u sede principal se encuentra en 'eijing y es una de las empresas
mineras m(s importantes de la Yepública opular )hina.
):!="2)* es la segunda productora m(s grande de alúmina en el mundo y la
tercera productora m(s importante de aluminio primario.Siene como meta
convertirse en una compa/ía minera polimet(lica con presencia mundial.
"ctualmente cuenta con operaciones mineras de bauxita, plantas de refinación
de alúmina y de fundición de aluminio. Sambi$n tiene diversos proyectos de
metales raros, metales no ferrosos y cobre, destinados a la industria de la
ingeniería y los servicios tecnológicos. ):!="2)* cuenta con un espíritu
corporativo de lucha por la excelencia mediante la innovación y el trabajo
competitivo. romueve constantemente el desarrollo y la pr(ctica de la
responsabilidad social para construir una compa/ía con recursos eficientes,
amigable con el ambiente y segura en sus operaciones.
)ompra de aluminioF #.>5 soles y si es de olla #.5 aproximadamente.
9.5 $RODUCTORES DE A"UMIIO E E" MUDO4
2os principales productores de aluminio pertenecen generalmente al mundo
desarrollado, siendo los mayores EE.
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CA$BTU"O :I< E@ECTOS AMIETA"ES %
COC"USI
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