ALEACIONES DE MAGNESIO

UNIVERSIDAD TECNOLGICA EQUINOCCIALFACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERAINGENIERA AUTOMOTRIZ

TECNOLOGA Y RESISTENCIA DE MATERIALES

INTEGRANTES : MICHAEL SNCHEZRICARDO CALDERN LEANDRO AGUILAR DAVID MNDEZFERNANDO TOAPANTA

PARALELO: 3 TDOCENTE: ING. FLOR MARA ESCOBAR MONTERO2015

ALEACIONES DE MAGNESIO Qu es el magnesio? El magnesio es un metal de color blanco plateado, siendo el ms liviano de los metales para uso estructural (pesa un 33% menos que el aluminio).

ALEACIONES DE MAGNESIO Como casi todos los metales en estado puro, es poco aplicable debido a sus pobres propiedades de resistencia a esfuerzos.

ALEACIONES DE MAGNESIO Las aleaciones de este tipo pueden ser fabricadas en planchas, lminas, tubos, varillas, perfiles, cualquier forma forjada e inclusive formas fundidas en moldes y troqueles.

Sistemas de aleaciones de magnesio Magnesio zinc Magnesio tierras raras Magnesio aluminio Magnesio torio

Designacin de las aleaciones de magnesio

Microestructura de aleacin de magnesio

Uso de aleacin de Magnesio

Se suelen recocer despus de un trabajado en fro, solubilizar para aumentar su resistencia a la traccin y su ductilidad, en el caso de piezas fundidas para obtener dureza a la deformacin.

OBTENCIN DE LAS ALEACIONES DE MAGNESIO Mediante el vaciado de magnesio fundido en moldes de arena

Mediante moldeado, pero a presin

Cuando es forjado

NQUEL Y ALEACIONES AL NQUEL

El Nquel (de smbolo Ni) es un elemento qumico de nmero atmico 28, de color blanco y su smbolo situado en el grupo 10 de la tabla peridica de los elementos.

El nquel se emplea como revestimiento ornamental de los metales, en especial de los que son susceptibles de corrosin como el hierro y el acero. La placa de nquel se deposita por electrlisis de una solucin de nquel. Finamente dividido, el nquel absorbe 17 veces su propio volumen de hidrgeno y se utiliza como catalizador en un gran nmero de procesos, incluida la hidrogenacin del petrleo. Este material se usa principalmente en aleaciones, y aporta dureza y resistencia a la corrosin en el acero.

SEGN LA CLASIFICACIN AISI-SAE

IDENTIFICADOR #ALEANTE1MANGANESO2NIQUEL3NIQUEL-CROMO (Principal aleante el cromo.)4MOLIBDENO.5CROMO.6CROMO-VANADIO (Principal aleante el cromo.)7NIQUEL-CROMO-MOLIBDENO (Principal aleante el molibdeno.)8NIQUEL-CROMO-MOLIBDENO (Principal aleante el nquel.)DESIGNACINTIPO23XXAceros al nquel, 3.5% de Ni (3.25-3.75%)25XXAceros al nquel, 5% de Ni (4.75-5.25%)31XXAceros al nquel-Cromo, 1.25% Ni y 0.65% Cr33XXAceros al nquel-Cromo, 3.5% Ni y 1.60% Cr43XXAceros al Ni-Cr-Mo (1.8%Ni, 0.65%Cr, 0.25%Mo)46XXNquel- Molibdeno, (1.8%Ni, 0.2%Mo)47XXNquel- Cromo- Molibdeno, (1.05%Ni, 0.45%Cr, 0.2%Mo)48XXNquel- Molibdeno, (3.5%Ni, 0.25%Mo)81XX0.3%Ni, 0.4%Cr, 0.12%Mo86XX0.55%Ni, 0.50%Cr, 0.20%Mo87XX0.55%Ni, 0.50%Cr, 0.25%Mo88XX0.55%Ni, 0.50%Cr, 0.35%Mo93XXAceros de triple aleacin, 3.25%Ni, 1.2%Cr, 0.12%Mo98XXAceros de triple aleacin, 1%Ni, 0.8%Cr, 0.25%Mo81BXX0.3%Ni, 0.45%Cr, 0.12%Mo

Aleacin: C72500 (Cu, 10% Ni)Unidad de escala: 25 MicronesDiagrama de faces en equilibrio de la aleacin hierro-nquel. En el estado slido las redes cristalinas de las aleaciones hierro-nquel pueden ser de dos tipos: cbica centrada en el cuerpo, marcada con una a, y cbica centrada en las caras (g). En el caso del hierro y el nquel conviene aclarar que la formacin de estas faces de equilibrio que vienen del estado lquido requieren de velocidades de enfriamiento muy lentas. De otra manera se formaran con mucha facilidad otras faces del equilibrio.

TIPOS DE ALEACIONESAlnicoAlpaca (plata alemana)ConstantnCunicoCunife (I, II)CupronquelCupronquel-cincElgiloyElinvarEstructura de WidmanstattenFernicoHastelloy (B3, BC1, C4, C22)Inconel (600, 625, 718)InvarKovarManganinaMonelMu-metalNicromoNicrosilNiFeNikasilNquel-LatnNisilNitinolNivaroxNquel RaneyPackfongPermalloySupermalloyVirenium

ALEACIONES DE TITANIOEltitanioes unelemento qumicode smboloTiynmero atmico22. Se trata de unmetal de transicinde color gris plata. Comparado con elacero, aleacin con la que compite en aplicaciones tcnicas, es mucho ms ligero. Tiene alta resistencia a lacorrosiny gran resistencia mecnica, pero es mucho ms costoso que aqul, lo cual limita sus usos industriales.

De acuerdo con la norma ms general UNE 38-001, dichas aleaciones constituyen la Serie L-7XXX, que se clasifica en grupos atendiendo al tipo de estructura de las aleaciones. De esta forma se tienen 5 grupos:

DESIGNACIN Dentro de la normativa ASTM hay dos normas que recogen lo referente al titanio y sus aleaciones. Dichas normas son la: B381-05 y la B 367-05.

B 381-05. TITANIO Y ALEACIONES DE TITANIO PARA FORJAPROPIEDADES QUE MEJORAN ESTOS ALEANTESResistencia a la corrosin Facilidad relativa por la que diversas aleaciones pueden deformarse por laminacin, extrusin, estirado, embuticin, forja, etc.Mejora intercambiadores de calor, etc.Alta resistencia mecnica obtenida por temple.APLICACIONES BIOMDICAS: TITANIO QUIRRGICOEl titanio es un metal compatible con los tejidos del organismo humano que toleran su presencia sin reacciones alrgicasdel sistema inmunitario. Esta propiedad de compatibilidad del titanio unido a sus cualidades mecnicas de dureza, ligereza y resistencia han hecho posible una gran cantidad de aplicaciones de gran utilidad para aplicaciones mdicas, como prtesis de cadera y rodilla, tornillos seos, placas antitrauma e implantes dentales, componentes para la fabricacin de vlvulas cardacas y marcapasos,gafas, material quirrgico tales comobisturs, tijeras, etc.La aleacin de titanio ms empleada en este campo contiene aluminio y vanadio segn la composicin: [[Ti6Al4V]]. El aluminio incrementa la temperatura de la transformacin entre las fases alfa y beta. El vanadio disminuye esa temperatura. La aleacin puede ser bien soldada. Tiene alta tenacidad.

Las razones para considerar el material ideal para implantes endoseos son:

El titanio es inerte, la cubierta de xido en contacto con los tejidos es insoluble, por lo cual no se liberan iones que pudieran reaccionar con las molculas orgnicas.El titanio en los tejidos vivos representa una superficie sobre la que el hueso crece y se adhiere al metal, formando un anclaje anquiltico, tambin llamado osteointegracin.APLICACIONES INDUSTRIALESINDUSTRIA ENERGTICA El titanio es muy utilizado en la construccin de sistemas de intercambio trmico en lascentrales trmicaselctricas (y tambin en lascentrales nucleares), debido principalmente a sus caractersticas de resistencia mecnica (lo que hace que los haces tubulares que constituyen esos intercambiadores sean muy resistentes a las vibraciones y que los espesores de los tubos puedan ser menores, facilitando el intercambio de calor).

INDUSTRIA AUTOMOVILSTICAUn sector nuevo se ha incorporado a la fabricacin de componentes de titanio, donde las empresas automovilsticas estn incorporando componentes de titanio en los vehculos que fabrican, con el fin de aligerar el peso de los mismos, as por ejemplo ya existen muellesybielasde titanio. Especialmente en el caso de los muelles se mejora elmdulo de Youngy una mejor calidad de la suspensin.

Industria aeronutica y espacial: Debido a su fuerza, baja densidad y el que puede soportar temperaturas relativamente altas, las aleaciones de titanio se emplean enavionesycohetes espaciales. El titanio y sus aleaciones se aplican en la construccin aeronutica bsicamente para construir forjados estructurales de los aviones, discos de ventilacin,labesy palas deturbinas.Construccin naval: La propiedad que tiene el titanio de ser resistente a la corrosin permite que algunas de sus aleaciones sean muy utilizadas en construccin naval donde se fabricanhlicesy ejes de timn, cascos de cmaras de presin submarina, componentes de botes salvavidas y plataformas petrolferas, as como intercambiadores de calor, condensadores y conducciones en centrales que utilizan agua de mar como refrigerante, porque el contacto con el agua salada no le afecta.Industria militar: El titanio se emplea en la industria militar como material deblindaje, en la carrocera de vehculos ligeros, en la construccin desubmarinosnucleares y en la fabricacin demisiles.

ESTRUCTURA CRISTALINA

DIAGRAMA DE FASE DE LA ALEACIN

ALEACIONES DE TITANIOEl titanio sin alear tiene una estructura hexagonal compacta (fase ), que a los885 C cambia a una estructura cbica (fase ) centrada en el cuerpo, que se mantiene hasta la temperatura de fusin.Efectos de los elementos de aleacin:El principal efecto de los elementos de aleacin en las aleaciones de titanio, es lamodificacin de la temperatura de transformacin. De esta manera, los elementos dealeacin se clasifican en: estabilizadores, que elevan la temperatura detransformacin, y estabilizadores que hacen que descienda.A continuacin se muestra una tabla resumen de algunos de los elementos dealeacin del titanio en porcentaje y el efecto que provocan en el metal.

estabilizadores:Son los elementos de aleacin que elevan la temperatura de transformacin defases.El aluminio es el principal estabilizador.El aluminio tiene una gran solubilidad en el titanio y provoca el aumento de la resistencia de la fase. El resultado de esto es un ligero aumento de la resistencia a temperatura ambiente, pero que se mantiene a temperatura elevada.Estas aleaciones no son endurecibles mediante tratamientos trmicos y son utilizadas normalmente en estado de recocido, con el fin de eliminar las tensiones residuales originadas por su uso. De este modo, la principal variable de estas aleaciones es el tamao de grano.Entre las propiedades ms destacables de las aleaciones se debe sealar unaresistencia a traccin a temperatura ambiente entre 540 y 930 MPa, una resistenciamecnica aceptable a altas temperaturas, buen comportamiento frente a fluencia, buenaestabilidad trmica hasta temperaturas de alrededor los 550 C y una facilidad para lasoldadura satisfactorias.Otros elementos estabilizadores son el oxgeno, el estao, el galio el germanio. El nitrgeno o el carbonoson tambin -estabilizadores pero no suelen ser aadidos intencionadamente.

estabilizadores:El manganeso, cromo, hierro, molibdeno o niobio hacen que descienda la temperaturade transformacin de a , y dependiendo de la cantidad aadida puedenocasionar la retencin de algo de fase a temperatura ambiente.Las propiedades ptimas de las aleaciones no se consiguen cuando su estructura esta formada por fase exclusivamente, sino que stas se alcanzan al realizarun tratamiento de envejecimiento que provoca la precipitacin de finas partculas de dentro de los granos .Tambin se caracterizan por una elevada ductilidad en el trabajo en fro, lo quelas hace susceptibles de ser conformadas en fro en estado de recocido. Adems se pueden tratar trmicamente tras el conformado para elevar su resistencia.Otros elementos como el circonio no tienen ningn efecto en latemperatura de transformacin pero tienen otros efectos en el metal.El circonio incrementa la resistencia a temperaturas bajas y moderadas. Su uso en proporciones del 5 o 6 % pueden reducir la ductilidad y la resistencia a fluencia.Las fases comentadas anteriormente adems proporcionan una formaconveniente para la clasificacin de los productos. De esta forma, basndonos en lapresencia de estas fases, hablamos de las aleaciones de titanio como aleaciones , , + .

ALEACIONES DE ZINC

El zinc se emplea principalmente como recubrimiento para el acero a fin de evitar la corrosin. Es ms altamente andico que ci acero, y en una atmsfera corrosiva la recubierta de zinc acta como el nodo de sacrificio. De este modo, el zinc se consume mientras se protege al acero de cualquier ataque qumico. Los recubrimientos metlicos de zinc pueden aplicarse mediante varios mtodos, como galvanizados por inmersin caliente, electro galvanizado, pintado, metalizado o rociado de metal fundido y por sherardizado o cementacin. Entre los productos de acero galvanizados se incluyen pernos, cadenas, materiales para cercas, ferretera, tubos y caos, tornillos, lminas, tanques, alambres y mallas de alambre. En el sherardizado, las piezas que se recubrirn son estrechamente empaquetadas con polvo de zinc en un recipiente hermtico, el cual luego se gira y calienta a una temperatura ligeramente inferior al punto de fusin del zinc. En presencia del calor, el zinc impregna la superficie y se difunde dentro del acero, proporcionando un recubrimiento delgado y uniforme. APLICACIONES INDUSTRIALESLa principal aplicacin del cinc es elgalvanizadodel acero para protegerlo de lacorrosin, proteccin efectiva incluso cuando se agrieta el recubrimiento ya que el cinc acta como nodo de sacrificio. Baterasde Zn-AgOusadas en la industria aeroespacial paramisilesy cpsulas espaciales por su ptimo rendimiento por unidad de peso y bateras cinc-aire paracomputadoras porttiles.Piezas de fundicin inyectada en la industria de automocin.Metalurgiademetales preciososy eliminacin de laplatadelplomo.Utilizado en fabricacin de pinturas al leo, para fabricar el color blanco de cinc, utilizado para crear transparencias en la pintura.Aleaciones:latn,alpaca,cupronquel-cinc,aluzinc,virenium,tombac, etc.

PRINCIPALES ALEACIONES1.Latn: Es la ms conocida de las aleaciones del zinc. Est formada por aprox. 70% de cobre y el 30% de zinc. La produccin de latn representa el segundo mercado para el zinc. Agregando una parte de estao a la mezcla (sin exceder el 2%), estas aleaciones podrn resistir a la corrosin causada por la sal de mar y podrn ser utilizadas en la industria naval.

2. Maillechort : Aleacin inalterable de cobre, zinc y nquel. Es una aleacin blanca cuyo aspecto es parecido al de la plata por lo que tambin se le conoce con el nombre de argentn. Se utiliza particularmente en la fabricacin de piezas de orfebrera o de instrumentos cientficos.

3. Metal ingls : Aleacin a base de zinc y de antimonio. Es utilizado sobre todo por los ingleses, lo que justifica su nombre. Esta mezcla contiene estao, antimonio, cobre y algunas veces plomo. Se emplea principalmente en la fabricacin de vajillas, cubiertos o teteras.

4.Tombac: Aleacin a base de cobre y de zinc (latones) y pequeas cantidades de estao. Es originaria de Oriente Medio y tiene un color cercano al oro. Es utilizado a menudo en joyera bajo la forma de bandas o de hilos (dctil).

5.Zamak: Es la denominacin comercial que designa una aleacin a base de zinc, aluminio, magnesio y eventualmente de cobre. En la industria automotriz, es utilizado en la fabricacin de manijas, de cuerpos de surtidores y de carburadores. En la industria radio-elctrica y de telefona mvil, sirve para realizar pequeas piezas.

DIAGRAMAS DE FASE

ALEACIONES DE PLOMO Y ESTAO

Estao : es un metal blanco y suave que tiene resistencia a la corrosion y buenas propiedades de lubricacin. Plomo : Es un metal gris azulado, blando y pesado, se corta fcilmente con un cuchillo. Se lamina y estira por extrusin, pero pequeas cantidades de arsnico, antimonio,cobreymetalesalcalino trreos aumentan su dureza. Suresistenciaa lacorrosinatmosfrica, y al ataque de loscidoshace que sea muy til.

ALEACIONES DE PLOMO Y ESTAO Las aleaciones de estao-plomo con un contenido de estao del 30 al 40 % de son una alternativa econmica a las de mayor contenido de estao, si bien sus gamas de temperaturas de fusin son mucho ms extensas y su termo fluidez es menor. Su amplia gama de temperaturas de fusin les hace tiles cuando no se pueda mantener el control del huelgo de la unin. Todas estas aleaciones pueden obtenerse con ncleo de fundente, bien de cido inorgnico o de resina, segn las prescripciones para la aplicacin.

ALEACIONES AL ESTAO APLICACIONES El plomo se alea con el estao para producir diversas soldaduras suaves que contienen mayor resistencia que las soldaduras con base de plomo.

Las soldaduras de estao que contienen 5% de antimonio o 5% de plata se prefieren para equipo electrnico, porque tiene mayor conductividad elctrica que aquellas con alto contenido de plomo.

Los elementos mas comunes para el estao son el antimonio y el cobre para producir peltre y las aleaciones de babbitt a base de estao que se utilizan para antifriccionantes de alta calidad .

TABLA DE COMPOSICIN NOMINAL Y PROPIEDADES MECNICAS TPICAS DE ALGUNAS ALEACIONES

CUADRO DE SELECCIN DE ALEACIONES

APLICACIONES INDUSTRIALES

BAO DE ESTAO/PLOMO MATE LAEl Bao de aleacin Estao/Plomo Mate LA se aplica en circuitos impresos y otros componentes electrnicos. Este bao, con cido fluobrico, deposita capas finas y cristalinas con un 60% aprox. de estao en la aleacin, que puede variar dependiendo de la composicin del bao.

Bao de Estao/Plomo SLOTOLET G 40-1El Bao de aleacin estao/plomo SLOTOLET G 40-1 es un electrolito exento de fluoruros y formaldehdo, para la deposicin de revestimientos totalmente brillantes de aleacin estao/plomo, conteniendo hasta un 40% de plomo. Los depsitos proporcionan soldabilidad incluso despus de una termocuracin a 155 C durante 16 horas. El bao se puede utilizar tanto en bastidor como en tambor. Se usa fundamentalmente en la fabricacin de componentes elctricos y en electrnica.

DIAGRAMA EUTCTICO CON SOLUBILIDAD EN ESTADO SLIDOCARACTERSTICAS El sistema Pb Sn es un buen ejemplo de una eutctica binaria con solubilidad parcial de estado slido. Las aleaciones comunes para soldadura caen dentro de este sistema sus bajos intervalo de fusin permiten la unin de la mayora de los metales a travs de procedimiento de calentamiento adecuado, con bajo riesgo de daado de las partes sensibles del calor.

Las aleaciones para soldadura con menos de un 5% en peso de estao se emplean para sellar recipientes, en revestimiento, en la unin de metales en aplicaciones con temperaturas de servicio que excedan los 120C.Las aleaciones para soldadura con un contenido en estao entre el 10 y 20% en peso se emplean para sellar radiadores de automviles y para rellenar juntas y hendiduras.Las aleaciones para soldadura de aplicacin general tienen generalmente entre un 40 y 50% en peso de estao.

METALES PRECIOSOSLos metales preciosos son aquellos metales que se encuentran directamente en estado puro (menas), es decir que no se encuentran combinados con otros metales, y que adems tienen un alto valor econmico debido a que son poco frecuentes (poco abundantes).

USOS DE LOS METALES PRECIOSOSEstos dos ltimos, el Paladio y el Rodio se utilizan en la industria automovilstica y son de gran valor, incluso ms caros que los que se usan en joyera.

El paladio, junto con el platino y el rodio, son los principales componentes de los catalizadores que reducen en los vehculos las emisiones de gases como hidrocarburos, monxido de carbono u oxido de nitr.

USOS DE LOS METALES PRECIOSOSEl Paladio, adems para los catalizadores de automviles, tambin se utiliza en la electrnica, odontologa, medicina, purificacin de hidrgeno, aplicaciones qumicas, tratamiento de aguas subterrneas y de la joyera. Juega un papel clave en la tecnologa utilizada para las pilas de combustible, que combinan hidrgeno y oxgeno para producir electricidad, calor y agua.

El oroa su vez, adems de usarse en joyera, tambin se utiliza, en pequeas cantidades, para los telfonos mviles, los ordenadores y otrosaparatos electrnicos.

USOS DE LOS METALES PRECIOSOSEl platinoa jugado un papel fundamental en el desarrollo del anlisis qumico, ya que con l se fabrican crisoles, lminas, hilos, cpsulas, cucharas. Tambin se utiliza en la fabricacin de equipos de laboratorios, electricidad y electrodos, industria dental, termmetros de alta resistencia, ciertos compuestos de platino se utilizan en diferentes quimioterapias contra el cncer, etc.

La Platase usa, adems de joyera, para soldadura, revelado de fotografas, electrnica, purificacin de agua, etc. Pero en el mbito alimentario, el tratamiento por iones de plata se est aplicando actualmente a neveras domsticas, mquinas de hielo, papeles y envases alimentarios, tablas y cuchillos, superficies, cintas transportadoras y maquinaria de la industria agroalimentaria.

USOS DE LOS METALES PRECIOSOSEl Rodiose utiliza para bujas de encendido de aeronaves, crisoles de laboratorio y lminas de fibra de vidrio se elaboran con rodio como uno de sus ingredientes ms importantes. Pero su uso ms importante es el de catalizador como ya dijimos.

PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS DE LOS METALES PRECIOSOSTENACIDAD:Es la propiedad que tienen ciertos materiales de soportar, sin deformarse ni romperse, los esfuerzos bruscos que le apliquen.ELASTICIDAD:Consiste en la capacidad de algunos materiales para recobrar su forma y dimensiones primitivas cuando cesa el esfuerzo que haba determinado su deformacin.DUREZA:Es la resistencia que un material opone a la penetracin.

PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS DE LOS METALES PRECIOSOSFRAGILIDAD:Un material es frgil cuando se rompe fcilmente por la accin de un choque.PLASTICIDAD:Aptitud de algunos materiales slidos de adquirir deformaciones permanentes, bajo la accin de una presin o fuerza exterior, sin que se produzca rotura.DUCTIBILIDAD:Considerada una variante de la plasticidad, es la propiedad que poseen ciertos metales para poder estirarse en forma de hilos finos.MALEABILIDAD:Otra variante de la plasticidad, consiste en la posibilidad de transformar algunos metales en lminas delgadas.

ENSAYOSENSAYO DE TRACCIN:Ofrece una idea aproximada de la tenacidad y elasticidad de un material.ENSAYO DE DUREZA:Permiten conocer el grado de dureza de un material.ENSAYO DE CHOQUE:Su prctica permite conocer la fragilidad y tenacidad de un material.ENSAYO TECNOLOGICOS:Ponen de manifiesto las caractersticas de plasticidad que posee un material para proceder a su forja, doblado, embutido, etc.

PROPIEDADES ELECTRICASDescriben el comportamiento elctrico del metal, el cual en muchas ocasiones es ms crtico que su comportamiento mecnico. Existe tambin el comportamiento dielctrico, propios de los materiales que impiden el flujo de corriente elctrica que ms all de simplemente proporcionar aislamiento.PROPIEDADES MAGNETICASEl comportamiento magntico est determinado por las interacciones entre dipolos magnticos, estos dipolos a su vez estn dados por la estructura electrnica del material. Por lo tanto, al modificar la micro estructura la composicin o el procesamiento se pueden alterar las propiedades magnticas.

BIBLIOGRAFIA http://www.elmundodelaaviacion.com.ar/Tecnologia-de-los-Materiales-Aeronauticos/el-magnesio-y-sus-aleaciones.html

Avner, H. H. (1988). Introduccin a la metalurgia. Mxico: McGraw-Hill/Interamericana de Mxico, S.A. de C.V.