Universidad

Autónoma de

Nuevo León

Ingeniería Mecánica y

Eléctrica

CIENCIAS DE LOS MATERIALES

Aleaciones no Ferrosas

Wendolyne García Juárez

1587992

Ing. Heriberto

27 de febrero del 2015

Aleaciones no ferrosas

Son aleaciones que no contienen fierro, o contienen cantidades relativamente pequeñas de hierro, algunos ejemplos, aluminio, cobre, zinc, estaño y níquel. Sus propiedades son lata resistencia a la corrosión, elevada conductividad eléctrica y térmica, baja densidad y facilidad de producción.

Una aleación es una mezcla sólida homogénea de dos o más metales, o de uno o más metales con algunos elementos no metálicos.

Estas aleaciones pueden ser por tratamiento térmico o por precipitación.

ALEACIONES DE COBRE

El cobre posee una densidad de 8.93 g/cm3 y una temperatura de fusión de 1083 C. su conductividad eléctrica es excelente, y se puede mejorar mediante procesos de afino, lo que hace de las aleaciones de cobre un material idóneo para la fabricación de cables eléctricos. Su excelente conductividad térmica permite su uso de radiadores o cambiadores de calor.

Cristaliza en la red fcc, por lo que es fácilmente deformable y tiene una buena conformabilidad en frío, no tanto en caliente, por el excesivo aumento del tamaño de grano. Posee una resistencia media (entre 200 y 350 MPa) y se puede obtener alargamientos a rotura de hasta el 40 por 100. Es un metal criogénico, y a -196 C la resistencia mecánica se incrementa un 50%. Excelente resistencia a la corrosión en agua de mar y otros ambientes corrosivos, es atacado por los halógenos en húmedo. Siempre está recubierto de una capa protectora de óxido, que crece con la temperatura y puede llegar a descamarse. Al oxidarse, se cubre de una pátina verdosa, y esta coloración hace que se emplee en decoraciones. No se mecaniza por ser excesivamente blando.

La adición de aleantes busca la mejora de las propiedades mecánicas y la resistencia al desgaste, aunque perjudicarán la conductividad del cobre. Todas sus aleaciones endurecen por acritud.

Los latones son aleaciones de cobre en las que el cinc es el soluto por sustitución predominante. El intervalo de solidificación es muy pequeño. Hay al menos 3 familias de latones. Los latones ? (0-36% de cinc) y red fcc. Específicos para trabajar en frío. Se utilizan en bisutería, tuberías, instrumentos musicales, monedas, o en arquitectura. La máxima maleabilidad se alcanza con un 30% de Zn. El latón con un 15% de Zn tiene un color muy parecido al oro. Los latones ? poseen contenidos de cinc entre (47-55% de cinc), se caracterizan por formar a baja temperatura una fase ordenada, dura y frágil, latones ? + ? (36-45%), excelentes para trabajar en caliente y pueden ser forjados o laminados, es mas fácil de mecanizar y latones ?, con un porcentaje de cinc superior al 60%, no se usan industrialmente por su fragilidad.

Los bronces son aleaciones de cobre-estaño, la resistencia a tracción del cobre mejora hasta un máximo en torno al 20% de estaño, y las aleaciones con más de 8% de Sn no puedan ser conformadas en frío. Los bronces se dividen en 2 grupos: monofásicos, formados por una fase ? fcc, y los de estructura compleja (? + ?), se emplean para moldeo, en la fabricación de cojinetes. Los monofásicos son deformables y se emplean para la forja. Los bronces son más resistentes a la

corrosión que los latones, y son criogénicos, su comportamiento mejora al disminuir la temperatura. Existen otras aleaciones de cobre de hasta un 25% de otro elemento que también se les llaman bronces, por ejemplo bronces al plomo, contenidos en Pb inferiores al 7% mejoran la maquinabilidad, y pueden actuar como lubricante. Bronces al fósforo, pequeñas cantidades del este elemento en solución sólida aumentan las propiedades mecánicas. La dicción de Zn en los bronces al cinc mejora la colabilidad y abarata el bronce, y los bronces al níquel, buenas propiedades mecánicas y pueden ser conformados en caliente.

Los cuproaluminios son aleaciones de cobre-aluminio (5 a 11% Al), combinan buenas propiedades mecánicas con una resistencia a la corrosión, principalmente intergranular. Se emplean en forja y en moldeo.

Los cuproberilios (0.4-2% de Be), tratamientos térmicos de solución y maduración posterior, permiten obtener las aleaciones mas resistentes de cobre, comparables con los aceros de alta resistencia. Su principal inconveniente es su alto precio.

Las aleaciones de cobre-níquel (2 a 30% de Ni) se denominan cuproníquel, se utiliza en evaporadores, tubos de condensación, transformadores de calor y equipos marinos, no se pueden ser tratados en caliente.

Aleaciones de aluminio

Las aleaciones de aluminio son aleaciones obtenidas a partir de aluminio y otros elementos(generalmente cobre, zinc, manganeso, magnesio o silicio). 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.

Aleaciones de Hierro

El hierro puro apenas tiene aplicaciones industriales, pero formando aleaciones con el carbono (además de otros elementos), es el metal más utilizado en la industria moderna. A la temperatura ambiente, salvo una pequeña parte disuelta en la ferrita, todo el carbono que contienen las aleaciones Fe-C está en forma de carburo de hierro( CFe3 ). Por eso, las aleaciones Fe-C se denominan también aleaciones hierro-carburo de hierro.

Las aleaciones con contenido de C comprendido entre 0.03% y 1.76% tienen características muy bien definidas y se denominan aceros. Los aceros de cualquier proporción de carbono dentro de los límites citados pueden alearse con otros elementos, formando los denominados aceros aleados o aceros especiales. Algunos aceros aleados pueden contener excepcionalmente hasta el

2.5% de C. Los aceros generalmente son forjables, y es ésta una cualidad muy importante que los distingue. Si la proporción de C es superior a 1.76% las aleaciones de Fe-C se denominan fundiciones, siendo la máxima proporción de C aleado del 6.67%, que corresponde a la cementita pura. Las fundiciones, en general, no son forjables.