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TEMA VIII Materiales Metlicos
LECCIN 12 Otras aleaciones metlicas
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Inconvenientes de las aleaciones frreas:
- Densidad relativamente elevada - Conductividad elctrica
comparativamente baja - Susceptibilidad a la corrosin en medios muy
comunes
Para muchas aplicaciones es corriente utilizar otros metales con
una combinacin ms apropiada de propiedades
En general, se distinguen:
- Aleaciones moldeadas: frgiles, no se deforman suficientemente
y slo se conforman por moldeo
- Aleaciones hechuradas: son capaces de soportar deformaciones
plsticas
12.1 INTRODUCCIN
Las aleaciones se clasifican segn el componente mayoritario o
segn las caractersticas especficas del grupo de aleaciones
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Su componente mayoritario es un metal de densidad () < 5
g/cm3, salvo Mg
Mejoran la relacin resistencia peso de las frreas, aunque son ms
caras
Aplicaciones en construccin espacial, aeronutica, naval,
deportiva, ....
12.2 LAS ALEACIONES LIGERAS
Metal (g/cm3) TM (C) Comentarios Ti 4.50 1667 Gran resistencia a
fluencia Y 4,47 1510 Buena resistencia y ductilidad. Escaso
Ba 3,50 729 Sc 2,99 1538 Escaso Al 2,70 660 Sr 2,60 770 Reactivo
en aire / agua Cs 1,87 28 Reactivo en aire / agua Fusin y
Fluencia Be 1,85 1287 Difcil de procesar. Muy txico Mg 1,74 649
Ca 1,54 839 Reactivo en aire / agua Rb 1,53 39 Reactivo en aire /
agua Fusin y
Fluencia Na 0,97 98 Reactivo en aire / agua Fusin y
Fluencia K 0,86 63 Reactivo en aire / agua Fusin y
Fluencia Li 0,53 181 Reactivo en aire / agua Fusin y
Fluencia
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Aleaciones de aluminio
- Metal blanco brillante, FCC, = 2.7 g/cm3, buen conductor, TM =
660C - Abunda en la corteza terrestre (superado por el Si): Bauxita
- Afinidad por el oxgeno, que provoca su pasivacin - Resistencia
alta a corrosin en algunos medios, incluyendo el atmosfrico - Baja
resistencia mecnica pero gran ductilidad y maleabilidad
- Aleaciones: Al Cu, Al Si, Al Zn, Al Mg, Al Mn - Construcciones
aeronuticas, piezas de motores, marcos ventanales,
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Aleaciones de titanio
- Metal de estructura HCP, = 4,5 g/cm3 y TM = 1668C
- Resistencia a la corrosin elevada en ambientes atmosfricos,
marinos e industriales. Forma pelcula de xido protectora,
estticamente atractiva
- Resisten altas temperaturas y tienen alta ductilidad siendo
fcilmente mecanizable y forjable
- Alta resistencia mecnica (R = 1400 MPa a Temperatura
ambiente)
- Aleaciones: Ti Al + Sn Zn Zr
Ti Al + V Nb Mo
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Tienen como base el Magnesio, metal blanco brillante, estructura
HCP, = 1.74 g/cm3, autopasivable, frgil y bajo punto de fusin (TM =
650 C)
Gran afinidad por el oxgeno: Mg + Oxgeno MgO + 143.000 cal
Sus principales aleaciones son con el Al y el Zn
Construcciones aeronuticas, hlices y rotor de helicpteros,
automviles de carreras, cajas de brjulas (amagntico), pirotecnia,
bengalas
12.3 LAS ALEACIONES ULTRALIGERAS
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Metal rojo, = 8.96 g/cm3 y TM = 1083 C
El mejor conductor del calor y la electricidad despus de la
plata
Es tenaz, dctil y maleable (alargamientos de hasta 50%)
Resistencia a corrosin buena. Los agentes atmosfricos forman una
pelcula verdosa.
Las aleaciones: Zn (latones) y Sn, Al, Mn, Ni, Pb, Si, Be, ...
(bronces) mejoran las resistencias mecnicas y a la corrosin.
Conductores elctricos, intercambiadores, ornamentacin, tuberas,
...
12.4 EL COBRE Y SUS ALEACIONES
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Latones
- Aleaciones Cu Zn, usuales con Zn < 50%. Fases ( FCC) y (
BCC). Propiedades anlogas al cobre (salvo conductividad) y menor
precio
- Sus propiedades (color, , conductividad, ...) varan segn el
porcentaje de aleacin
Porcentaje de zinc (en peso)
Porcentaje de zinc (en tomos)
Tem
pera
tura
(C
)
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Clasificacin
- Aplicaciones: bisutera, monedas, municiones, industria qumica,
maquinaria marina, ...
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- Antiguamente Cu Sn, pero hoy existen muchos tipos (con Al, Si,
Ni, Be, ) - La densidad vara entre 7.2 y 8.9 g/cm3 y el color va
desde el rojo al blanco - Son ms resistentes que los latones - Su
resistencia a corrosin es excelente
Bronces
Clasificacin
- Aplicaciones: campanas, cuberteras, instrumentos musicales,
bombas ...
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Nquel estructura FCC, maleable, pero es caro y denso (8.9 g/cm3)
Se usa como recubrimiento de otros metales, por su alta resistencia
a la corrosin
Ni y Cu son completamente solubles entre s (Monel: 65%Ni 28%Cu
7%Fe )
Los Inconeles son aleaciones ternarias de Ni (60%), Cr y Fe
(industria qumica y nuclear)
Las superaleaciones base Ni constan de 5060% Ni, 15-20% Cr y
1520% Co
Otras superaleaciones base Cobalto o Hierro (conteniendo otros
elementos secundarios: Metales refractarios, Cr y Ti).
12.5 ALEACIONES DE NQUEL. SUPERALEACIONES
- Aplicaciones: se utilizan en turbinas de gas para alta
temperatura, reactores nucleares y equipos petroqumicos
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Nb, Mo, Ta, W
Puntos de fusin muy elevados (2468 C, Nb 3410 C, W)
Gran mdulo de elasticidad y elevados valores de dureza y
resistencia a temperaturas ambiente y elevadas
12.6 METALES REFRACTARIOS
- Aplicaciones: elementos de aleacin en aceros inoxidables,
matrices de extrusin, piezas de vehculos espaciales, filamentos de
bombillas, tubos de rayos X, electrodos de soldadura, ...
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Ag, Au, Pt, Rh, Ru, Pa, Ir y Os. Resistentes a la corrosin y
oxidacin, caros, blandos, dctiles y resistentes a alta
temperatura
Se utilizan en joyera, reparacin dental, circuitos impresos y
como catalizadores en la industria qumica (Pt)
12.7 METALES NOBLES
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Pb y Sn: son blandos y plsticos con punto de fusin muy bajo. Se
emplean en proteccin de RayosX y acumuladores (Pb) y en la
fabricacin de hojalata (Sn). Su aleacin se utiliza en soldadura
blanda. Son resistentes a la corrosin ambiental.
Zinc: es blando, con punto de fusin bajo y qumicamente reactivo
en muchos ambientes y susceptible de corroerse. Se utiliza para la
fabricacin de acero galvanizado
12.8 OTRAS ALEACIONES NO FERREAS
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12.9 ACTIVIDADES DE SEGUIMIENTO
