Ventajas y Desventajas de las Aleaciones de Aluminio frente a los Aceros

Pregunta 71: Ventajas e inconvenientes que aportan las aleaciones de aluminio sobre los aceros.

• Ventajas:
  • Baja densidad (aproximadamente 1/3 de la del acero).
  • Alta conductividad térmica y eléctrica.
  • Alta resistencia a la corrosión.
  • Buena ductilidad.
• Desventajas:
  • Baja temperatura de fusión (alrededor de 600ºC).
  • La resistencia a la corrosión disminuye con el proceso de acritud y aleación para mejorar la resistencia mecánica.

Sustitución del Acero por Aluminio en Aplicaciones Estructurales

Pregunta 72: ¿Puede el aluminio sustituir al acero en cualquier aplicación estructural? Razonar.

No, cada material tiene sus propiedades específicas. Por ejemplo, la resistencia mecánica del aluminio es mucho menor que la del acero.

Uso del Cobre en Tendidos Eléctricos de Alta Tensión

Pregunta 73: ¿Es óptimo el uso del cobre para la construcción de grandes tendidos eléctricos de alta tensión? Indicar qué material sería el óptimo para esas aplicaciones.

No, aunque el cobre transmite muy bien la electricidad, es muy caro y pesado. Por ello, se utiliza el aluminio, que es más ligero y económico.

Mejora de la Resistencia del Aluminio para Aplicaciones Estructurales

Pregunta 74: ¿Cómo hacer al aluminio más resistente y usable en aplicaciones estructurales, como la fabricación de aviones, suspensiones de vehículos o chasis de motos y bicicletas? Indicar esa gama de aleaciones. ¿Qué desventajas presenta respecto al aluminio puro?

Se mejora aleándolo con cobre (Cu), magnesio (Mg), silicio (Si), manganeso (Mn) y zinc (Zn), y también mediante acritud. Estas aleaciones pierden resistencia a la corrosión. Se conocen como duraluminio.

Principales Aleaciones de Cobre y sus Aplicaciones

Pregunta 75: ¿Cuáles son las dos principales aleaciones de cobre? Aplicaciones de ambas.

• Latón: Aleación de cobre (Cu) con zinc (Zn) como soluto principal. Se utiliza en instrumentos musicales y en elementos que requieren baja fricción, como cerraduras y válvulas.
• Bronce: Aleación de cobre (Cu) con estaño (Sn), aluminio (Al), silicio (Si) o níquel (Ni). Son más resistentes que los latones y tienen una gran resistencia a la corrosión. El bronce es un buen conductor eléctrico, por lo que se utiliza en cables. Históricamente, se ha usado para fabricar armas, esculturas, etc.

Comparativa entre Cobre y Aluminio: Ventajas y Desventajas

Pregunta 76: Ventajas y desventajas del cobre frente al aluminio.

Las principales diferencias radican en el precio y el peso. El aluminio es más ligero y económico, mientras que el cobre es más denso y costoso, aunque mejor conductor.

Competencia de las Aleaciones de Magnesio

Pregunta 77: ¿Con qué aleaciones competirían las aleaciones de magnesio? Ventajas y desventajas que presenta respecto a aquellas.

El magnesio (Mg) compite con el aluminio (Al) en aplicaciones donde se necesita baja densidad, pero el magnesio tiene un precio más elevado.

Titanio: Comparativa con Aceros y Aluminios, y sus Aplicaciones

Pregunta 78: ¿Qué aporta el titanio con respecto a los aceros? ¿Respecto a los aluminios? Aplicaciones del titanio.

• Respecto al acero: El titanio (Ti) es más fuerte y ligero, y tiene una gran resistencia a la repetición de cargas (fatiga), lo que lo hace ideal para implantes.
• Respecto al aluminio: Compite con las aleaciones de aluminio en aplicaciones aeroespaciales debido a su ligereza y resistencia.
• Aplicaciones: Se utiliza en aviones, helicópteros, blindaje, buques de guerra, cohetes y misiles.

Resistencia a la Corrosión del Titanio y el Aluminio

Pregunta 79: ¿Qué es lo que le aporta al titanio y al aluminio, entre otros, sus excepcionales características de resistencia a la corrosión?

La capa pasiva de óxido que crean estos elementos.

Aleaciones de Níquel: Ventajas, Desventajas y Usos

Pregunta 80: Ventajas y desventajas de las aleaciones de níquel. Usos principales.

• Ventajas: El níquel (Ni) es muy resistente a la corrosión y a la oxidación a alta temperatura.
• Desventajas: Es altamente maleable, conduce muy bien la electricidad, pero tiene una densidad alta y es caro.
• Usos: Aleado con cobre, se obtiene un material muy resistente mecánicamente, resistente a la corrosión y muy soldable. El níquel puro se usa en la construcción de elementos eléctricos, electrónicos y equipos de procesado de alimentos, gracias a su buena resistencia mecánica, conductividad eléctrica y resistencia a la corrosión.

Aleaciones de Zinc: Ventajas, Desventajas y Usos

Pregunta 81: Ventajas y desventajas de las aleaciones de zinc. Usos principales.

Los inconvenientes del zinc (Zn) son que es blando, tiene baja temperatura de fusión y es poco resistente a la corrosión. Sin embargo, se utiliza en capas finas sobre vallas, puertas, tornillos, etc., para proteger el hierro o el acero subyacente.

Metales Nobles: Características y Ejemplos

Pregunta 82: ¿Cuáles son los principales metales nobles y qué los caracteriza?

Son la plata (Ag), el oro (Au) y el platino (Pt). Son grandes conductores y muy resistentes cuando se alean con cobre, pero son muy caros.

Selección de Aleaciones para Diferentes Aplicaciones

Construcción y Edificación

Pregunta 83: ¿Qué aleaciones seleccionarías para la construcción de elementos de edificación?

Aleaciones de aluminio.

Fuselaje de Aviones

Pregunta 84: ¿Qué aleaciones elegirías para la construcción de elementos del fuselaje de un avión?

Aleaciones de titanio.

Motores de Aviones Comerciales

Pregunta 85: ¿Qué aleaciones elegirías para la construcción de los elementos del motor de un avión comercial?

Aleaciones de titanio o níquel debido a las altas temperaturas.

Automóviles de Gama Baja-Media

Pregunta 86: ¿Qué aleaciones elegirías para la construcción de elementos y piezas mecánicas comunes de uso en un automóvil de gama baja-media?

Fundiciones y aceros.

Instalaciones Industriales con Líquidos Corrosivos

Pregunta 87: ¿Qué aleaciones elegirías para la construcción de grandes instalaciones industriales que mueven líquidos altamente corrosivos?

Aleaciones de cobre, aluminio o aceros inoxidables.

Chasis de Motocicletas

Pregunta 88: ¿Qué aleaciones elegirías para la construcción del chasis de una motocicleta económica? ¿Y para el de una motocicleta de altas prestaciones?

• Motocicleta económica: Acero.
• Motocicleta de altas prestaciones: Aluminio o titanio.

Inconveniente del Níquel en Aplicaciones Estructurales

Pregunta 89: ¿Cuál es el principal inconveniente del níquel en su uso en aplicaciones estructurales?

Su alta densidad (y costo), no su maleabilidad.

Estructura Cristalina y Aleaciones Más Ligeras

Pregunta 90: ¿Qué aleaciones de las vistas tienen estructura cristalina hexagonal compacta (CP)? ¿Cuáles son las más ligeras?

• Estructura CP: Magnesio (Mg) y titanio (Ti) (a menos de 883 ºC).
• De más a menos ligero: Magnesio, aluminio, titanio y níquel.