aleaciones no ferreas aluminio 3 mayo

Maestra en Ingeniera Mecnico-Elctrica

Materiales en la industria II Aleaciones no frreas: Aluminios

Dra. Rosalba Guerrero

Mayo, 2014


Aleaciones no frreas

Aleaciones no frreas: especificadas para aplicaciones estructurales que requieren reducido peso, alta resistencia, propiedades no magnticas, altos puntos de fusin o resistencia qumica y a la corrosin atmosfrica. Tambin estn especificadas para aplicaciones elctricas y electrnicas.

Las piezas de estos materiales se pueden producir por moldeo, como producto semi-terminado (lingote, planchas) y luego trabajados mediante laminado, forja, extruccin, etc, en fro o en caliente, tambin se pueden producir va metalurgia de polvos (P/M).

Con frecuencia, la variacin de propiedades debido a estos procesos, es ms fuerte en estas aleaciones que en las frreas, producindose una marcada diferencia entre las propiedades de las piezas moldeadas y las forjadas, para una misma aleacin.


Principales aleaciones no frreas

Las principales aleaciones no frreas industriales son:

- Aluminio y sus aleaciones

- Cobre y sus aleaciones

- Magnesio y sus aleaciones

- Titanio y sus aleaciones

- Zinc y sus aleaciones

- Nquel y sus aleaciones

- Superaleaciones

- Metales refractarios y sus aleaciones

- Otras aleaciones no frreas


Series primarias UNS

Serie UNS Aleacin

Axxxxx Aluminio y sus aleaciones

Cxxxxx Cobre y sus aleaciones

Dxxxxx Aceros-designado por propiedad mecnica

Exxxxx Tierras raras y sus aleaciones

Fxxxxx Fundiciones frreas

Gxxxxx Aceros al carbono y aleados (AISI y SAE)

Hxxxxx Aceros para temple y revenido

Jxxxxx Aceros moldeados

Kxxxxx Miscelnea de aceros y aleaciones frreas

Lxxxxx Aleaciones de baja temperatura de fusin

Mxxxxx Miscelnea de metales no frreos y sus aleaciones

Nxxxxx Nquel y sus aleaciones

Pxxxxx Metales preciosos

Rxxxxx Metales refractarios y sus aleaciones

Sxxxxx Aceros inoxidables y superaleaciones

Txxxxx Aceros para herramientas

Wxxxxx Aceros para electrodos

Zxxxxx Zinc y sus aleaciones


Aluminio y sus aleaciones El aluminio es el segundo material ms consumido en el mundo despus

del hierro. Es uno de los materiales ms verstiles y atractivos, para una

gran gama de aplicaciones, desde una fina hoja de papel aluminio, hasta

una exigente aplicacin en ingeniera.

Su baja densidad y alta resistencia especfica, la hacen muy til para vehculos espaciales y en la industria aeronutica. Tiene una alta

resistencia a la corrosin atmosfrica, en agua fresca y salada, en

muchos productos qumicos y sus soluciones.

Al contacto con otros materiales, no se forman sales de colores que puedan mancharlos. No tiene reacciones txicas y, por tanto, es muy

adecuado para la transformacin, manipulacin, almacenamiento y

envasado de alimentos y bebidas. Por ltimo, el aluminio tiene una alta

conductividad elctrica y trmica.


ALEACIONES DE ALUMINIO Aluminio Bajo peso especfico: aviacin y tecnologa aeroespacial

Algunas aleaciones logran alta resistencia

Resistencia a la corrosin en diversas condiciones

No es txico

Fcil fusin

Muchas formas de acabado superficial.

Alta afinidad por el oxgeno

Muy dctil, deformable, muy poco resistente

Alta tenacidad al choque- Aplicaciones criognicas

Posibilidad de mejorar sus propiedades alendolo y tratndolo trmicamente.

Material estructural

La resistencia a la traccin del aluminio puro, en estado recocido es aproximadamente 10MPa (1.5 Ksi), mientras que una aleacin comercial tratada

trmicamente puede llegar a tener 550 MPa (80KSi)

Propiedades que afectan su

uso como material

estructural:

-Bajo peso especfico:

aleaciones ligeras.

- Alta afinidad por el oxgeno,

que lo hace muy resistente a

la corrosin: ANODIZADO


Propiedades elctricas y trmicas

Excelente conductividad elctrica y trmica

Alta reflectividad de la luz y el calor

Conductividad elctrica, casi el doble que la del cobre para un peso equivalente.

Utilizando cables de aluminio reforzados con ncleos de acero, se pueden atender los requerimientos de alta conductividad y resistencia mecnica, para lneas de alta tensin.

La conductividad trmica de las aleaciones de aluminio, de 50 a 60% la del cobre, es ventajosa en intercambiadores de calor, evaporadores, aparatos de calefaccin elctrica, utensilios, radiadores de automviles, etc.

El aluminio es no ferromagntico, una propiedad importante en la industria elctrica y electrnica.

Es no pirofrico (no arde), que es importante en aplicaciones que impliquen manejo de materiales inflamables o explosivos

Aunque el aluminio presenta excelente conductividad elctrica y trmica, se han desarrollado aleaciones especficas con alto grado de resistividad elctrica, tiles, por ejemplo en motores elctricos de alto torque.


Aleaciones de aluminio

Las propiedades mecnicas, fsicas y qumicas de las aleaciones de aluminio dependen de la composicin y de la microestructura.

Principales elementos de aleacin: cobre, manganeso, silicio, magnesio y zinc. La cantidad total de esos elementos puede constituir ms del 10% de la composicin

de la aleacin, las impurezas llegan a menos de 0,15%.

Generalmente las aleaciones de aluminio se clasifican como forjadas y moldeadas.

Dentro de cada categora, pueden distinguirse aleaciones tratadas trmicamente o no.

Hay adems algunas especficas para endurecimiento por deformacin en fro.


Nomenclatura de las aleaciones de aluminio

Desarrollada por la Aluminum Association, Inc.

Para las aleaciones forjadas, el sistema usa 4 dgitos: Aleacin: X1 X2 X3 X4, donde:

- X1 caracteriza el principal elemento de aleacin

- 1 Al 99%

- 2 Cu

- 3 Mn

- 4 Si

- 5 Mg

- 6 Mg y Si

- 7 Zn

- 8 Otros

X2 indica una aleacin modificada respecto de la original, (si X2 = 0, indica la aleacin original).

X3 y X4: dependen de la serie, para la serie 1XXX, X3 y X4 implican 99, donde X3 X4 indican el % de Al. Para las series 2 a 8, estos dgitos no tienen un significado muy preciso, slo diferencian aleaciones.


Designacin del estado del material

- F : (as fabricated), no se dan lmites a las propiedades mecnicas.

- O : Recocido y recristalizacin

- H : Endurecido por deformacin

- T : Tratado trmicamente

El endurecimiento H se puede subdividir: HX1X2X3, donde:

1 Endurecido slo por deformacin

X1 2 Endurecido por deformacin + recocido parcial

3 Endurecimiento por deformacin + estabilizacin a baja

temperatura

X2 Indica el grado de endurecimiento por deformacin, donde 1 es mnimo y 8 es mximo

Ejemplo: 1099 H18

X3 Representa las variaciones del endurecimiento indicado por X2


Tratamiento trmico de endurecimiento por precipitacin Este tratamiento trmico consiste en tres

etapas:

Primera etapa, conocida como solubilizacin, se realiza un calentamiento para producir una solucin slida homognea que contenga la mxima cantidad prctica de elementos solubles endurecedores en la aleacin.

La segunda etapa, llamada templado, es un enfriamiento rpido de la aleacin para preservar una solucin slida sobresaturada que retenga los tomos de soluto.

Finalmente, la etapa de envejecimiento consiste en un proceso difusivo activado a una temperatura determinada, en que los tomos de soluto difunden formando precipitados endurecedores.

Cuando el proceso de precipitacin se realiza a temperatura ambiente se denomina envejecimiento natural, y cuando se emplea una temperatura superior a la del ambiente, pero inferior a la de solubilizacin slida, se conoce como envejecimiento artificial.

Tratamiento de endurecimiento por

precipitacin. 1 Solubilizacin. 2

Templado. 3a envejecimiento natural. 3b

envejecimiento artificial.


Algunos ciclos de calentamiento para tratamientos trmicos


Aleaciones Al-Cu para endurecimiento estructural

solid solution, , plus an intermetallic-compound phase, (Al2Cu).

Una aleacin endurecible por

precipitacin debe presentar en su

diagrama de fases una lnea de

solubilidad slida directamente

proporcional con la temperatura.

Aunque la mayora de sistemas

binarios de aleaciones de aluminio

presentan dicha curva, slo

algunos presentan un aumento

significativo en la dureza y

resistencia por la

formacin de precipitados, entre

ellos los sistemas de Aluminio-

Cobre (serie 2xxx), Aluminio-

Magnesio-Silicio (serie 6xxxx) y

Aluminio-Zinc-Magnesio (serie

7xxxx) (ASM 1991).


El envejecimiento natural

es inevitable en los

procesos industriales.

Curvas de envejecimiento natural para aleaciones binarias Al-Cu

templadas en agua a 100C

Endurecimiento por precipitacin

afecta propiedades mecnicas y

fsicas.


Las especificaciones del tratamiento trmico se indican por TX:

- T1 : Producto enfriado desde la temperatura de fabricacin, y luego

envejecido naturalmente

- T3 : Solubilizacin, trabajada en fro y con envejecimiento natural

- T4 : Solubilizacin con envejecimiento natural

- T5 : igual a T1, pero con envejecimiento artificial

- T6 : igual a T4, pero con envejecimiento artificial

- T7 : Solubilizacin y estabilizado

- T8 : Solubilizacin, trabajado en fro y con envejecimiento artificial


Tipos de aleaciones forjadas normalizadas Las aleaciones de aluminio forjado se dividen en dos grandes grupos, las

que no reciben tratamiento trmico y las que reciben tratamiento trmico

Aleaciones de aluminio forjado sin tratamiento trmico

Las aleaciones que no reciben tratamiento trmico solamente pueden ser

trabajadas en fro para aumentar su resistencia. Hay tres grupos

principales de estas aleaciones segn la norma AISI-SAE que son los

siguientes:


Aleaciones de aluminio forjado sin tratamiento trmico

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 fro.

Aleaciones 3 xxx. 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 ksi (110MPa) en condiciones de recocido. Se utilizan en componentes

que exijan buena mecanibilidad.

Aleaciones 5xxx. En este grupo de aleaciones es el magnesio 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 ksi (193MPa) en condiciones de recocido.


Aleaciones de aluminio forjado con tratamiento trmico

Tratamiento trmico: precipitacin. El nivel de tratamiento trmico de una aleacin se representa mediante la letra T seguida de un nmero 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 tambin contienen magnesio Mg. Estas aleaciones

con un tratamiento T6 tiene una resistencia a la traccin aproximada de

64ksi (442 MPa) y se utiliza en la fabricacin de estructuras de aviones.

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 ksi (290MPa) 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 73ksi(504MPa) y se utiliza para fabricar

estructuras de aviones.


Clasificacin de las aleaciones forjadas de aluminio de acuerdo al mecanismo de endurecimiento

La serie 4xxx, tiene como principal elemento de

aleacin el silicio y se usa

en soldadura.

La serie 8xxx, tiene diferentes elementos de

aleacin y cantidades

apreciables de litio, estao

y/o hierro.

La serie 9xxx est reservada para usos futuros

Sistema de aleacin Series de aluminio

Aleaciones endurecibles por deformacin

Pure Al 1xxx

Al-Mn 3xxx

Al-Si 4xxx

Al-Mg 5xxx

Al-Fe 8xxx

Al-Fe-Ni 8xxx

Aleaciones endurecibles por precipitacin

Al-Cu 2xxx

Al-Cu-Mg 2xxx

Al-Cu-Li 2xxx

Al-Mg-Si 6xxx

Al-Zn 7xxx

Al-Zn-Mg 7xxx

Al-Zn-Mg-Cu 7xxx

Al-Li-Cu-Mg 8xxx


Aleaciones de aluminio para moldeo

Se utiliza un sistema de tres dgitos seguido de una cifra decimal.

La composicin se describe con los tres primeros dgitos.

El decimal 0 en todos los casos indica los lmites de composicin de la aleacin.

Los decimales 1 y 2 dan la composicin del lingote despus de la colada y el procesado.

1xx.x: Aluminio no aleado, especialmente para manufactura de rotores.

2xx.x: Principal elemento de aleacin es el cobre, pero pueden especificarse otros elementos.

3xx.x: Principal elemento de aleacin es el silicio. Se puede especificar tambin cobre y magnesio. Esta serie comprende cerca del 90% de los productos de aluminio moldeados.

4xx.x: Principal elemento de aleacin es el silicio.


5xx.x: Principal elemento de aleacin es el magnesio.

6xx.x: No usado

7xx.x: Principal elemento de aleacin es el zinc. Pueden especificarse otros elementos de aleacin como el cobre y magnesio.

8xx.x: Principal elemento de aleacin es el estao.

9xx.x: no usado

Las series 2xx, 3xx y 7xx son tratadas trmicamente


Aleaciones base aluminio

Propiedades que afectan su

uso como material

estructural:

-Bajo peso especfico:

aleaciones ligeras.

- Alta afinidad por el oxgeno,

que lo hace muy resistente a

la corrosin: ANODIZADO


Aplicaciones para aleaciones de aluminio forjadas

Alloy Description and selected applications

1100 Commercially pure aluminum highly resistant to chemical attack and weathering. Low cost, ductile for

deep drawing, and easy to weld. Used for high-purity applications such as chemical processing

equipment. Also for nameplates, fan blades, flue lining, sheet metal work, spun holloware, and fin stock

1350 Electrical conductors

2011 Screw machine products. Appliance parts and trim, ordnance, automotive, electronic, fasteners, hardware,

machine parts

2014 Truck frames, aircraft structures, automotive, cylinders and pistons, machine parts, structurals

2017 Screw machine products, fittings, fasteners, machine parts

2024 For high-strength structural applications. Excellent machinability in the T-tempers. Fair workability and fair

corrosion resistance. Alclad 2024 combines the high strength of 2024 with the corrosion resistance of the

commercially pure cladding. Used for truck wheels, many structural aircraft applications, gears for

machinery, screw machine products, automotive parts, cylinders and pistons, fasteners, machine parts,

ordnance, recreation equipment, screws and rivets

2219 Structural uses at high temperature (to 315 C, or 600 F). High-strength weldments


3003 Most popular general-purpose alloy. Stronger than 1100 with same good formability and weldability. For general use including

sheet metal work, stampings, fuel tanks, chemical equipment, containers, cabinets, freezer liners, cooking utensils, pressure

vessels, builder's hardware, storage tanks, agricultural applications, appliance parts and trim, architectural applications,

electronics, fin stock, fan equipment, name plates, recreation vehicles, trucks and trailers. Used in drawing and spinning.

3004 Sheet metal work, storage tanks, agricultural applications, building products, containers, electronics, furniture, kitchen equipment,

recreation vehicles, trucks and trailers

3105 Residential siding, mobile homes, rain-carrying goods, sheet metal work, appliance parts and trim, automotive parts, building

products, electronics, fin stock, furniture, hospital and medical equipment, kitchen equipment, recreation vehicles, trucks and

trailers

5005 Specified for applications requiring anodizing; anodized coating is cleaner and lighter in color than 3003. Uses include appliances,

utensils, architectural, applications requiring good electrical conductivity, automotive parts, containers, general sheet metal,

hardware, hospital and medical equipment, kitchen equipment, name plates, and marine applications

5052 Stronger than 3003 yet readily formable in the intermediate tempers. Good weldability and resistance to corrosion. Uses include

pressure vessels, fan blades, tanks, electronic panels, electronic chassis, medium-strength sheet metal parts, hydraulic tube,

appliances, agricultural applications, architectural uses, automotive parts, building products, chemical equipment, containers,

cooking utensils, fasteners, hardware, highway signs, hospital and medical equipment, kitchen equipment, marine applications,

railroad cars, recreation vehicles, trucks and trailers

5056 Cable sheathing, rivets for magnesium, screen wire, zippers, automotive applications, fence wire, fasteners

5083 For all types of welded assemblies, marine components, and tanks requiring high weld efficiency and maximum joint strength.

Used in pressure vessels up to 65 C (150 F) and in many cryogenic applications, bridges, freight cars, marine components, TV

towers, drilling rigs, transportation equipment, missile components, and dump truck bodies. Good corrosion resistance

5086 Used in generally the same types of applications as 5083, particularly where resistance to either stress corrosion or atmospheric

corrosion is important


5454 For all types of welded assemblies, tanks, pressure vessels. ASME code approved to 205 C (400 F). Also used

in trucking for hot asphalt road tankers and dump bodies; also, for hydrogen peroxide and chemical storage

vessels

5456 For all types of welded assemblies, storage tanks, pressure vessels, and marine components. Used where best

weld efficiency and joint strength are required. Restricted to temperatures below 65 C (150 F)

5657 For anodized auto and appliance trim and nameplates

6061 Good formability, weldability, corrosion resistance, and strength in the T-tempers. Good general-purpose alloy

used for a broad range of structural applications and welded assemblies including truck components, railroad

cars, pipelines, marine applications, furniture, agricultural applications, aircrafts, architectural applications,

automotive parts, building products, chemical equipment, dump bodies, electrical and electronic

applications, fasteners, fence wire, fan blades, general sheet metal, highway signs, hospital and medical

equipment, kitchen equipment, machine parts, ordnance, recreation equipment, recreation vehicles, and

storage tanks

6063 Used in pipe railing, furniture, architectural extrusions, appliance parts and trim, automotive parts, building

products, electrical and electronic parts, highway signs, hospital and medical equipment, kitchen equipment,

marine applications, machine parts, pipe, railroad cars, recreation equipment, recreation vehicles, trucks and

trailers

7050 High-strength alloy in aircraft and other structures. Also used in ordnance and recreation equipment

7075 For aircraft and other applications requiring highest strengths. Alclad 7075 combines the strength advantages of

7075 with the corrosion-resisting properties of commercially pure aluminum-clad surface. Also used in

machine parts and ordnance


Aplicaciones para aleaciones de aluminio moldeado

Alloy Representative applications

100.0 Electrical rotors larger than 152 mm (6 in.) in diameter

201.0 Structural members; cylinder heads and pistons; gear, pump, and aerospace housings

208.0 General-purpose castings; valve bodies, manifolds, and other pressure-tight parts

222.0 Bushings; meter parts; bearings; bearing caps; automotive pistons; cylinder heads

238.0 Sole plates for electric hand irons

242.0 Heavy-duty pistons; air-cooled cylinder heads; aircraft generator housings

A242.0 Diesel and aircraft pistons; air-cooled cylinder heads; aircraft generator housings

B295.0 Gear housings; aircraft fittings; compressor connecting rods; railway car seat frames

308.0 General-purpose permanent mold castings; ornamental grilles and reflectors

319.0 Engine crankcases; gasoline and oil tanks; oil pans; typewriter frames; engine parts

332.0 Automotive and heavy-duty pistons; pulleys, sheaves

333.0 Gas meter and regulator parts; gear blocks; pistons; general automotive castings

354.0 Premium-strength castings for the aerospace industry

355.0 Sand: air compressor pistons; printing press bedplates; water jackets; crankcases.

Permanent: impellers; aircraft fittings; timing gears; jet engine compressor cases


356.0 Sand: flywheel castings; automotive transmission cases; oil pans; pump bodies.

Permanent: machine tool parts; aircraft wheels; airframe castings; bridge railings

A356.0 Structural parts requiring high strength; machine parts; truck chassis parts

357.0 Corrosion-resistant and pressure-tight applications

359.0 High-strength castings for the aerospace industry

360.0 Outboard motor parts; instrument cases; cover plates; marine and aircraft castings

A360.0 Cover plates; instrument cases; irrigation system parts; outboard motor parts; hinges

380.0 Housings for lawn mowers and radio transmitters; air brake castings; gear cases

A380.0 Applications requiring strength at elevated temperature

384.0 Pistons and other severe service applications; automatic transmissions

390.0 Internal combustion engine pistons, blocks, manifolds, and cylinder heads

413.0 Architectural, ornamental, marine, and food and dairy equipment applications

A413.0 Outboard motor pistons; dental equipment; typewriter frames; street lamp housings

443.0 Cookware; pipe fittings; marine fittings; tire molds; carburetor bodies

514.0 Fittings for chemical and sewage use; dairy and food handling equipment; tire molds

A514.0 Permanent mold casting of architectural fittings and ornamental hardware

518.0 Architectural and ornamental castings; conveyor parts; aircraft and marine castings

520.0 Aircraft fittings; railway passenger care frames; truck and bus frame sections

535.0 Instrument parts and other applications where dimensional stability is important

A712.0 General-purpose castings that require subsequent brazing

713.0 Automotive parts; pumps; trailer parts; mining equipment

850.0 Bushings and journal bearings for railroads

A850.0 Rolling mill bearings and similar applications


Resistencia a la corrosin de las aleaciones de aluminio

Buena resistencia a la corrosin en atmsferas naturales, agua fresa, aguas marinas, muchos tipos de suelos, muchos qumicos y sus soluciones y la mayora de alimentos.

Esta resistencia a la corrosin se debe a la fina capa de xido adherente y compacto que se forma en su superficie y que puede ser repuesta rpidamente en contacto con el ambiente,

despus de sufrir algn dao. El espesor de esta capa en aire a temperatura ambiente es

de 5 nm. El espesor aumenta con la temperatura y la presencia de agua.

La capa de xido formada en atmsferas normales est compuesta por dos capas. El xido interior

prximo al metal es una capa barrera compacta amorfa, cuyo espesor est determinado

nicamente por la temperatura del ambiente. A una temperatura dada, el espesor de la capa

limitante es el mismo en oxgeno, aire seco o hmedo. Cubriendo la capa barrera se encuentra

otra ms permeable de xido hidratado. El comportamiento frente a la corrosin del aluminio se

ha estudiado en base a las propiedades qumicas de esas capas.

Por otra parte, algunas aleaciones de aluminio pueden sufrir graves daos debidos SCC, corrosin severa causada por iones de metales pesados en solucin,

corrientes elctricas parsitas, o pares galvnicos con metales andicos, todo esto

puede evitarse con un buen diseo y una aplicacin prctica que contemple todas las

condiciones, esto incluye una adecuada seleccin del material.


Corrosin atmosfrica

Las aleaciones 4xx.x y las de bajo cobre 3xx.x, han sido usadas por muchos aos en ambientes atmosfricos con slo pequeos efectos

corrosivos.

La aleacin 5xx.x con 4 a 8% Mg es particularmente til para partes moldeadas usadas en ambientes y aguas marinas.

La aleaciones con cobre tales como 295.0, 333.0, 380.0, incluso 355.0 requieren una proteccin superficial para un uso satisfactorio en

atmsferas marina e industriales.

En las aleaciones 7xx.x y 520.0 T4 se ha encontrado Stress-corrosion cracking en partes tensionadas en condiciones atmosfricas.


Corrosin en aguas

En general tiene buena resistencia a la corrosin en aguas frescas, pero tendencia al pitting en aguas duras, por la presencia de iones cobre, bicarbonatos, cloruros, sulfatos, y oxgeno.

Las aleaciones forjadas 3xxx, 5xxx y 6xxx, se usan para aplicaciones en ambientes marinos.

Corrosin intergranular

Las series 5xxx, 7xxx y 2xxx pueden sufrir corrosin intergranular por la precipitacin de las fases andicas a la matriz: Al8Mg5, MgZn2, y Al2Mg3Zn3 (en 5xxx y 7xxx) o catdicas Al2Cu

and Al2CuMg, en (en 2xxx).

Tipos de corrosin intergranular en aluminios

(a) Interdendritic corrosion in a cast structure.

(b) Interfragmentary corrosion in a wrought,

unrecrystallized structure.

(c) Intergranular corrosion in a recrystallized wrought

structure.


SCC

Suele ser intergranular

Descomposicin de la solucin slida en las

juntas de grano.

- Los precipitados en las junta de grano y

zonas adyacentes: zonas andicas.

Microestructuras de la aleacin 5356-H12

despus de tratamientos para producir varios

grados de susceptibilidad al SCC.

(a) Cold rolled 20%; highly resistant.

(b) (b) Cold rolled 20%, then heated 1 year at 100

C (212 F); highlysusceptible.

(c) Cold rolled 20%, then heated 1 year at 150 C

(300 F); slightly susceptible.

(d) Cold rolled 20%, then heated 1 year at 205

C (400 F); highly resistant

Son susceptibles slo las aleaciones que contienen

cantidades apreciables de elementos en solucin slida,

principalmente: cobre, magnesio, silicio y zinc.

Para las aleaciones ms comerciales, se han desarrollado

tratamientos que le confieran a la aleacin cierta inmunidad a

la SCC en la mayora de ambientes

Series 2xxx, 5xxx

Tratamientos y microestructura favorables:

- Estructuras sin precipitados en la junta de

grano, o uniformemente distribuidos en el

grano.

Aleaciones susceptibles de corrosin

intergranular, son susceptibles de SC


SCC

Recordar SCC, necesita:

- Aleacin susceptible

- Esfuerzos, generalmente residuales:

- actan en la superficie

- El mecanizado suele ser una causa

- Es necesario tratamiento de alivio de tensiones (Ejemplos: 2024-T351(Tx5x); 7075-

T6511 (Tx5xx)

- Para las piezas forjadas: influye la estructura granular (orientacin y

deformacin de los granos) y la direccionalidad de los esfuerzos

- Ambiente agresivo:

-Agua y vapor de agua

- Iones halogenuros, principalmente cloruros, aceleran la formacin de la grieta


Resistencia a la corrosin en general y SCC de diversas aleaciones forjadas y tratadas

A: Very high. No record of service problems; SCC

not anticipated in general applications

B: High. No record of service problems; SCC not

anticipated at stresses of the magnitude caused by

solution heat treatment. Precautions must be taken

to avoid high sustained tensile stresses (exceeding

50% of the minimum specified yield strength)

produced by any combination of sources including

heat treatment, straightening, forming, fit-up, and

sustained service loading

C: Intermediate. Stress-corrosion cracking not

anticipated if total sustained tensile stress is

maintained below 25% of minimum specified yield

strength. This rating is designated for the short-

transverse direction in products used primarily for

high resistance to exfoliation corrosion in relatively

thin structures, where appreciable stresses in the

short-transverse direction are unlikely

D: Low. Failure due to SCC is anticipated in any

application involving sustained tensile stress in the

designated test direction. This rating is currently

designated only for the short-transverse direction in

certain products


Continuacin


Corrosin exfoliacin: es un ataque selectivo que avanza a lo largo de subcapas paralelas a la superficie. Puede ser intergranular pero tambin est

asociado a micro constituyentes insolubles y bandas dispersas alineadas

paralelamente a la superficie. Es ms comn en las secciones delgadas de

productos con una muy alta deformacin y microestructura alargadas. Es

acompaada por una inflamacin causada por la expansin de los productos de

corrosin y se observa en la seccin. La exfoliacin frecuentemente procede de

la superficie y puede iniciarse en la superficie de un poro o un defecto. No se

acelera por la tensin aplicada pero se intensifica en las soluciones ligeramente

cidas y por acoplamiento galvnico

Corrosin Exfoliacin en una placa de aleacin 7178-

T651 expuestos a un ambiente de costa. El corte

transversal de la placa muestra cmo se desarrolla la

exfoliacin por corrosin a lo largo de las fronteras de

granos alargados.


La corrosin galvnica

Se caracteriza por su poder destructivo, resulta de un fenmeno de electrlisis entre dos metales de potencial elctrico diferente que se

hallan en contacto y en presencia de humedad.

Ya que la corrosin galvnica se presenta entre metales diferentes, para evitarla o disminuirla considerablemente es recomendable usar metales

del mismo tipo entre conexiones.

Este tipo de corrosin, sucede, por ejemplo, cuando las aleaciones de aluminio se unen al acero o aleaciones de cobre, y estn expuestos a

ambientes salinos hmedos. En tales situaciones, el aluminio se corroe

ms rpidamente de lo que sera en ausencia de los metales diferentes.


Para cada medio ambiente, los metales pueden ser ordenados en una serie galvnica de ms a

menos activa. En la Tabla se enumeran los

potenciales medidos en una solucin de cloruro

sdico.

La velocidad de ataque corrosivo, cuando se juntan dos metales, depende de varios factores:

(a) la diferencia de potencial, (b) la resistencia

elctrica entre los metales, (c) la conductividad

del electrolito, (d) el ctodo / rea del nodo , y

(e) las caractersticas de polarizacin de los

metales.

El potencial de corrosin se puede utilizar para predecir qu metal ser atacado

galvnicamente, el grado de ataque no se

puede predecir, debido a la polarizacin.

Por ejemplo, la diferencia de potencial entre el aluminio y el acero inoxidable es superior que

entre el aluminio y el cobre, sin embargo, el

efecto galvnico del acero inoxidable sobre, el

aluminio, debido a la polarizacin, es mucho

menor que sobre el cobre, que se polariza

poco.

Corrosin galvnica Aluminum ally(a)

or other metal Potential(b), V

Chromium +0.18 to -0.40

Nickel -0.07

Silver -0.08

Stainless steel (300 series) -0.09

Copper -0.20

Tin -0.49

Lead -0.55

Mild carbon steel -0.58

2219-T3,-T4 -0.64(c)

2024-T3,-T4 -0.69(c)

295.0-T4 (S or PM) -0.70

2014-T6, 355.0-T4(S or PM) -0.78

355.0-T6(S or PM) -0.79

2219-T6, 6061-T4 -0.80

2024-T6 -0.81

2219-T8, 2024-T8, 356.0-T6 (S

or PM), 443.0-F (PM), cadmium

-0.82

1100, 3003, 6061-T6, 6063-T6,

7075-T6(c), 443.0-F (S)

-0.83

1060, 1350, 3004, 7050-T73(c),

7075-T73(c)

-0.84

5052, 5086 -0.85

5454 -0.86

5456, 5083 -0.87

7072 -0.96

Zinc -1.10

Magnesium -1.73


Corrosin por corrientes errantes

Sucede cuando la corriente elctrica es conducida desde el aluminio hacia ambientes tales como, agua, suelos o concreto. El aluminio se corroe en el rea

de la reaccin andica en proporcin a la corriente. Para bajas densidades de

corriente la corrosin puede tomar la forma de pits, para ms altas densidades

de corriente, la velocidad de corrosin puede ser tal que la destruccin del metal

no disminuya con el tiempo.

Crevice Corrosion. Si el electrolito est presente en una rendija formada entre dos superficies de aluminio o entre una superficie de aluminio y un material no

metlico tal como una empaquetadura, puede ocurrir corrosin localizada en

forma de pits. sta es el resultado de la formacin de una celda de concentracin

o aireacin diferencial.

Estos daos pueden prevenirse garantizando un ambiente seco y evitando la entrada de humedad, protegiendo contra la condensacin, la lluvia y otras fuentes

de contaminacin.


Algunas aleaciones para aplicaciones especficas

6063 (0,67%Mg, 0,4% Si) para construccin de puertas y ventanas. Su resistencia est en el orden de 90-290MPa.

6061 (1%Mg, 0,5%Si, 0,3%Cu, 0,2%Cr). Resistencia mxima 400MPa. Usada en construccin.

3003 (1,2% Mn, 0,12%Cu), tiene excelentes propiedades frente a la corrosin por lo que suele usarse en la fabricacin de utensilios de cocina y quirrgicos.

2124 es un duraluminio (4,4%Cu, 1,5%Mg, 0,6%Mn).Usado en la construccin de estructuras de aviones.

2014 (0,4%Cu, 0,8%Si, 0,8%Mn, 05% Mg) tambin para partes de aviones.

5052 (2,5%Mg, 0,25%Cr) para tanques de combustible, lneas de combustible y aceite de los aviones.

7178 (6,8%Zn, 2,7% Mg, 2% Cu, 0,3%Cr) para aplicaciones aeroespaciales. Resistencia del orden de 730 MPa.

6201 (0,68% Si, 0,27% Fe, 0,67% Mg) usada en conductores de alta tensin

1350 - H19, H16 (99,5 % min Al, 0,1% max Si, 0,4% max. Hierro): conductores elctricos


FIN

aleaciones no ferreas aluminio 3 mayo

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