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Unidad I
Los metales no ferrosos
2ª parte
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La clase:
Tema 6 SuperaleacionesTema 7 Titanio y aleacionesTema 8 Refractarios y aleacionesTema 9 Metales preciosos
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Superaleaciones
Contra corrosión, temperaturas elevadas. A base de hierro, cobalto y níquel
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Súper aleaciones
Son importantes en aplicaciones en alta temperatura.
CaracterísticasBuena resistencia a la corrosiónFatiga mecánicaFatiga térmicaResistencia con el impacto mecánicoResistencia a la termo fluencia y erosión a temperaturas elevadas.
La mayoría tiene una temperatura de servicio de alrededor de 1,000°C en aplicaciones estructurales , pudiendo llegar a a 1,200 °C para componentes de rodamiento sin carga.
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Tipos de supe aleaciones
Base Hierro: contienen de 32% a 67% de hierro, 15% a 22% de cromo y de 9% a 38% níquel. Incoloy.
Base Cobalto: contienen 35% a 65% de cobalto, 19 a 30% de cromo y hasta 35% de níquel. No son tan fuertes como los base níquel pero mantienen su resistencia a mayor temperatura.
Base Níquel: son las más comunes . Contienen de 38% a 76% níquel, hasta 27% de cromo y 20% de cobalto.
Estas aleaciones son empleadas para la construcción de turbinas de gas(álabes), turborreactores de avión, toberas y cámaras de combustión, reactoresquímicos, generadores y prensas de extrusión.
Se denominan por nombres comerciales.
Base NiquelAstroloy, Hastelloy, In-100, In-102, Inconel 625, Inconel 718, Mar-M 200, Mar-M 432, René 41, Udimet 700, Waspaloy.
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Hastelloy D (Ni, 10% Si, 3% Cu). Es una aleación para moldeo, fuerte, tenaz y extremadamente dura. Tiene una excelenteresistencia a la corrosión al acido sulfúrico. Difícil mecanización. Se emplea para evaporadores, reactores, canalizaciones yaccesorios en la industria química.
Hastelloy A (57% Ni, 20% Mo, 20% Fe) y Hastelloy B (62% Ni, 28% Mo, 5% Fe). Forman carburos globulares en una matriz desolución sólida. Ninguna responde al proceso de envejecimiento. Gran resistencia a la corrosión por ácido clorhídrico, fosforitoy otros ácidos no oxidantes. Se emplean en la industria química para manejar, transportar y almacenar ácidos y otrosmateriales corrosivos.
Inconel (76% Ni, 16% Cr, 8% Fe). Combina la resistencia a la corrosión, resistencia mecánica y tenacidad características del Ni,con la resistencia a la oxidación a altas temperaturas, típica del Cr. Resiste la fatiga térmica sin hacerse frágil. Se utiliza enescapes y calentadores de motores de avión, en hornos y recipientes para tratamientos de nitruración y en tubos de protecciónde termopares.
Chromel A (80% Ni, 20% Cr). Se emplea como elemento eléctrico de calefacción para aparatos caseros y hornos industriales.Nichrome (60% Ni, 16% Cr, 24% Fe) para resistencias de tostadores, cafeteras, planchas, secadores de pelo, calentadores
eléctricos y reóstatos para equipos electrónicos.
Illium B (50%Ni, 28%Cr, 8.5%Mo, 5.5%Cu) y el Illium G (56%Ni, 22.5%Cr, 6.5%Mo, 6.5%Cu) proporcionan superior resistencia ala corrosión en aleaciones de fundición maquinables de alta resistencia. Se utilizan en cojinetes de impulso y rotatorios y laspiezas de bombas y válvulas en las que se requiere alta dureza a medios corrosivos. Fueron diseñados principalmente comomateriales resistentes a los ácidos sulfúricos y nítricos.
Nimonic 90 (53%Ni, 20%Cr, 18%Co, 2.5%Ti, 1.5%Al, 1.5%Fe). Principalmente utilizada por su resistencia a la fluencia (creep), sualta tenacidad y estabilidad a temperaturas elevadas. Es la aleación básica para los motores a reacción.
Incoloy se caracterizan por una buena resistencia a la corrosión en ambientes acuosos y por su excelente resistencia a laoxidación en atmósferas a altas temperaturas. Sus aplicaciones incluyen hornos y equipos de tratamiento térmico, generadoresde vapor, etc.
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Titanio
• Es un metal blanco plateado blanco grisáceo• Es el cuarto metal estructural más abundante en la superficie terrestre y el
noveno en la gama de metales industriales• No se encuentra en estado puro sino en forma de óxidos, en la escoria de
ciertos minerales de hierro y en las cenizas de animales y plantas.
Ventajas:Titanio comercialmente puroExcelente resistencia a la corrosión.De escasa conductibilidad térmicaResistente a la corrosiónHipo alergénicoLigeroReciclable
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Proceso Kroll
Rutilo
Ilmenita
Anastasa
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Principales usos
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Principales usos
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Clasificación del Titanio
Según UNSConsta de una letra que indica la clase de aleación seguida de cinco números que identifican su composiciónquímica. E l Titanio es «R».
Aleaciones Principales
R50250 (recocido)R54520 (recocido)R56400 (Recocido, solución)R58010 (solución Envejecimiento)
ASTM
ASTM B265: fleje, pletina y chapaASTM B263: accesorios soldados y sin soldaduraASTM B348: barras y palanquillasASTM B367: piezas de fundiciónASTM B381: forjadosASTM B861: tubería sin soldaduraASTM B862: tubería soldadaASTM B863: hilo y alambre
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Metales y aleaciones refractarias
Existen cuatro metales refractarios: molibdeno, niobio, tugsteno y tantalio.Se les llama así por su elevado punto de fusión. Por lo general se utilizan como elementos importantes de aleación en aceros y superaleaciones.
CaracterísticasEstos elementos mantienen su resistencia a temperaturas elevadas mas que el resto.Su gama de temperaturas oscila entre los 1,100°C a 2,200°C
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Usos principales• Motores de cohetes• Turbinas de gas• Aplicaciones aeroespaciales• Industria electrónica• Industria nuclear y química• Herramentales y matrices.
MolibdenoMetal blanco plateadoAlto punto de fusiónAlta elasticidadBuena resistencia al impacto térmicoGran conductividad eléctrica y térmica
Principales aleantes del Molibdeno: titanio y zirconioComo aleante imparte resistencia, tenacidad, y resistencia a la corrosiónSu limitación importante con sus aleaciones es su baja resistencia a laoxidación a temperaturas superiores a 500 °C, por lo que requiere cubiertasprotectoras
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NiobioO Columbio
Posee buena ductibilidad y formabilidad , mayor resistencia a la oxidaciónque otros metales refractarios.
Con diversos elementos de aleación se pueden producir aleaciones deniobio con resistencia moderada y buenas características de fabricación.
TungstenoEs el mas abundante de todos los metales refractarios además de ser de losmás pesados. Tiene la temperatura de fusión mas alta de los metales a3,370 °C. No resiste la oxidación a temperaturas elevadas y comofilamento de lámpara, tiene que estar en vacío.
Se utiliza para contactos eléctricos y electrodos para soldar. Como aleanteen aceros para herramientas y herramientas de corte. Como el caso delcarburo de tugsteno.
Recubrimientos de gargantas de toberas de misiles, cortacircuitos,electrodos de bujías para motores.
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Tantalio
Se caracteriza por su alto punto de fusión (3,000 °C) elevada densidad ,buena ductibilidad y resistencia a la corrosión. Su desventaja es que poseeuna resistencia pobre a los productos químicos en temperaturas superioresde 150°C .
Se utiliza en capacitadores electrolíticos y componentes en la industriaeléctrica, electrónica y química. Tambien, como aleación, en aplicacionestérmicas como hornos e intercambiadores de calor resistentes a ácidos.
En misiles y aviones.
Berilio
De color gris acero. Tiene una alta relación resistencia-peso. Comoelemento de aleación se utiliza para los resortes, contactos eléctricos, yherramientas que no producen chispas. Su oxido es tóxico.
Se utiliza en toberas de cohetes, estructuras espaciales y misiles, discos defrenos para aeronaves e instrumentos de precisión y espejos. También enaplicaciones nucleares y rayos X.
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Tantalio
Apariencia plateada. Buena resistencia y ductilidad a temperaturaselevadas, buena resistencia a la corrosión por su oxido.
Se caracteriza por su alto punto de fusión (3,000 °C) elevada densidad ,buena ductibilidad y resistencia a la corrosión. Su desventaja es que poseeuna resistencia pobre a los productos químicos en temperaturas superioresde 150°C .
Se utiliza en capacitadores electrolíticos y componentes en la industriaeléctrica, electrónica y química. Tambien, como aleación, en aplicacionestérmicas como hornos e intercambiadores de calor resistentes a ácidos,reactores nucleares por su baja absorción de neutrones.
En misiles y aviones.
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Berilio
De color gris acero. Tiene una alta relación resistencia-peso. Como elemento dealeación se utiliza para los resortes, contactos eléctricos, y herramientas que noproducen chispas. Su oxido es tóxico.
Se utiliza en toberas de cohetes, estructuras espaciales y misiles, discos de frenospara aeronaves e instrumentos de precisión y espejos. También en aplicacionesnucleares y rayos X.
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Metales preciosos
ORO: Blando y ductil, buena resistencia a la corrosión a cualquier
temperatura. Sus aplicaciones incluyen joyería, acuñado, reflectores,láminas de decoración trabajo dental, contactos y terminales eléctricas.
PLATA: metal dúctil que tiene la mayor conductividad eléctrica y térmica.
Pero desarrolla una película de oxido que afecta sus característicassuperficiales y de apariencia. Se utiliza en joyería, acuñado, películafotográfica, contactos eléctricos, soldaduras blandas, recubrimientos pararodamientos, equipo para alimentos y productos químicos. Aleación, platasterling, con un 7.5% de cobre.
PLATINO: metal blanco-grisaceo blando, dúctil, con buena resistencia a
la corrosión incluso en temperaturas elevadas. Sus aleaciones se utilizanen contactos eléctricos, electrodos de bujías, catalizadores, filamentos,boquillas y matrices de extrusión con fibra de vidrio. Joyería y trabajosdentales, entre otros.
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Bibliografía
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Usos y aplicaciones del magnesio http://www.magnesium.com/w3/ visto el 14 de febrero de 2011.
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