Metales y Aleaciones

Cobre

Propiedades:

• Muy resistente a la corrosión.
• Gran plasticidad (ccc).
• Altas conductividades térmica y eléctrica.
• Resistencia mecánica baja.
• Resistencia al desgaste pequeña.
• Maquinabilidad mala.

Aleaciones:

• Latones: Buena conjunción de propiedades y precio. Existen latones alfa, alfa más beta y beta, otros aleantes (estaño, níquel…).
• Bronces: Aunque son más caros que los latones, tienen resistencia mecánica y a la corrosión más elevadas.
• Cuproaluminios: Poseen una resistencia mecánica más alta que los bronces y su precio es inferior. Resistencia a la corrosión excelente, fácilmente mecanizable, buen comportamiento frente a la fricción, amagneticos, no producen chispas por roce o choque.
• Cuproníqueles: Elevada resistencia a la corrosión, muy dúctiles, soldables, baja maquinabilidad.

Níquel

Propiedades:

• Excepcional resistencia a la corrosión y a la oxidación a altas temperaturas.
• Fácilmente deformable (ccc).
• Alta densidad y precio (son los principales factores que limitan su utilización).
• Propiedades mecánicas aceptables a la tracción.
• Buena conductividad eléctrica.

Usos:

• Recubrimiento ideal para piezas sometidas a corrosión y desgaste, gracias a sus propiedades mecánicas y su resistencia a la corrosión.
• Se usa como aleante en aleaciones de cobre, aleaciones de hierro y aleaciones para temperaturas elevadas.

Aleaciones de base níquel:

• Ocupan un lugar muy importante entre las aleaciones para altas temperaturas.
• Mejoran la resistencia a la corrosión y oxidación, y aumentan la resistencia mecánica y la temperatura de trabajo.
• Se pueden dividir en homogéneas (resistentes a la corrosión o no envejecibles) y resistentes a la fluencia (o envejecibles).

Superaleaciones

Definición: Materiales con temperaturas de servicio superiores a 700ºC que conservan sus propiedades tecnológicas durante el periodo de vida que se les asigna.

Constituyentes fundamentales: Hierro, cobalto, níquel, cromo, aluminio y titanio.

Bases que han permitido su desarrollo:

• Empleo de aleantes inoxidables capaces de formar capas de óxido compactas.
• Eliminar impurezas o anular su acción.

Clasificación:

• Superaleaciones de base hierro: Fueron las primeras obtenidas y derivan de los aceros inoxidables austeníticos. Se consiguen a temperaturas de trabajo entre 600 y 800ºC.
• Superaleaciones de base níquel: Contienen entre un 50 y 80% de níquel. Ofrecen una elevada resistencia a la oxidación y a la corrosión hasta 1200ºC.
• Superaleaciones de base cobalto: Resisten bien hasta 1150ºC. Tienen buena resistencia al impacto, aunque poseen menos resistencia mecánica que las de níquel.

Diferencia entre bronce y latón

En un latón, el zinc es el soluto principal. En los bronces, son aleaciones de cobre con estaño, aluminio, silicio y níquel. Los bronces son más resistentes.

¿Por qué las fundiciones son más frágiles que los aceros?

Porque funden a temperaturas más bajas.

Aluminio

Propiedades:

• Ligereza.
• Altas conductividades térmica y eléctrica.
• Resistencia a la corrosión.
• Precio relativamente bajo.
• Metal muy idóneo para el moldeo por su elevada temperatura de ebullición y su baja temperatura de fusión.
• Es débilmente paramagnético.
• Cristaliza en el sistema ccc y no presenta modificaciones alotrópicas.
• Poca resistencia al desgaste.

Elementos aleantes: Para aumentar sus características mecánicas se alea con otros elementos como cobre, zinc, silicio, magnesio y manganeso.

Clasificación de las aleaciones:

• De forja.
• Para moldeo.

Magnesio

Propiedades:

• En contacto con la mayoría de los metales sufre corrosión galvánica.
• Tipos de corrosión más frecuentes: uniforme y por picaduras.
• El método más común de unión de las aleaciones de magnesio es el remachado.

Aleantes: Aluminio, zinc, manganeso, tierras raras, berilio.

Clasificación de las aleaciones:

• Aleaciones de magnesio para forja.
• Aleaciones de magnesio para moldeo.

Titanio

Propiedades:

• Baja densidad y alta temperatura de fusión.
• Exhibe alotropía.
• A temperatura ambiente, el titanio es un metal resistente y poco deformable, mientras que al calentarlo la red cc hace que sea más deformable.
• La resistencia mecánica del titanio es 2-3 veces la del aluminio y equiparable a la de algunos aceros.
• Puede sufrir corrosión en ambientes reductores y en los altamente oxidantes.
• Coeficiente de dilatación bajo.
• Baja conductividad térmica.

Aleantes: Los aleantes mejoran las características mecánicas del titanio y posibilitan los tratamientos térmicos, pero empeoran el comportamiento frente a la corrosión.

Aleantes en el acero

Provocan cambios en:

• Temperatura de transformación.
• Tenacidad.
• Templabilidad.
• Resistencia mecánica.
• Resistencia a la corrosión y desgaste.
• Posición del eutectoide.
• Campos de existencia del Fe alfa.
• Formación de carburos.
• Crecimiento de grano durante los tratamientos térmicos.

Fundiciones

Son aleaciones férreas con un contenido superior al 2.1% de carbono. Los aceros tienen un contenido en carbono menor al 2.1%.

Reacciones isotérmicas Fe-C

• Peritéctica.
• Eutéctica.
• Eutectoide.

Ferrita

Formada por una solución sólida de inserción de carbono en hierro alfa, con máxima solubilidad de 0.025% en carbono a 723ºC y 0.008% a temperatura ambiente. Aceros hipoeutectoides.

Austenita

: s.s.de inserccion de C en fe gamma ccc. alta tempe. estable a t>723.

un metal se disuelve mucho en otro, y no al contrario: por el factor valencia, ya que el de menor valencia disuelve mayor cantidad que el de mayor, pero no al contrario.

Aceros inoxidables: mas resistentes a la corrosion debido al alto contenido en cromo y las condiciones del niquel.