Materiales II- Tratamientos térmicos aleaciones no ferrosas-Semana 13- Sesión 1

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  • 1. Ing. Fredy Llano M
  • 2. 3 ¿Qué se sabe?• Definición• Algunos tipos (nombres) de metales y aleaciones• Propiedades• Aplicaciones (según propiedades)
  • 3. 4 Metales y aleaciones no ferrosas Cobre Bronce Aluminio Duraluminio Magnesio Latón Zinc Babbitt Níquel Cuproniquel Estaño Alpaca Titanio HastelloyMetales nobles Permalloy Constatán
  • 4. 5 Características generales en relación a los aceros y fundicionesPoseen mejor resistencia a la corrosiónPoseen resistencia mecánica inferiorMenor resistencia a la fluencia a alta temperaturaMejor comportamiento a bajas temperaturas ( FCC, notienen transición dúctil-frágil)
  • 5. 6 Aluminio y aleaciones de aluminioLa Aluminum Association (AA) designa las aleaciones dealuminio en productos forjados o productos fundidos. Aleaciones de aluminio fundidas Aleaciones de aluminio forjadasDesignación Elemento de aleación principal Designación Elemento de aleación principal1XX.Y Ninguno, aluminio al 99.00% min. 1XXX Ninguno, aluminio al 99.00% min.2XX.Y Cobre 2XXX Cobre (duraluminios)3XX.Y Si-Mg, Si-Cu, Si-Cu-Mg 3XXX Manganeso4XX.Y Silicio (siluminios) 4XXX Silicio5XX.Y Magnesio 5XXX Magnesio6XX.Y No se usa 6XXX Magnesio y silicio7XX.Y Zinc 7XXX Zinc8XX.Y Otros elementos 8XXX Otros elementos9XX.Y Otros elementos 9XXX No se usa
  • 6. 7Aplicaciones del aluminio y sus aleaciones
  • 7. 8Propiedades generales del Propiedades generales dealuminio puro: las aleaciones de aluminio:Baja densidad Mejor resistencia mecánicaBuena conducción del calor y dureza que el aluminioy de la electricidad puro .Baja resistencia mecánica Menor ductilidad que elAlta ductilidad aluminio puro Menor resistencia a la corrosión que el aluminio puro
  • 8. 9 Influencia de los elementos de aleaciónElemento de Porcentaje Característica aportada Desventaja asociada aleación típico Cu 3 a 11% - Confiere alta resistencia mecánica - Disminuye la resistencia a la - Facilita el mecanizado corrosión salina - Fragilidad en caliente Si 12 a 13% - Aumenta la fluidez en la fundición - Disminuye la maquinabilidad - Reduce coeficiente de dilatación - Mejora la soldabilidad Mg > 8% - Confiere alta soldabilidad - Dificulta la fundición debido a - Aumenta la resistencia a la corrosión oxidación y absorción de en medio salino impurezas (Fe y otros) - Posibilita tratamiento térmico de aleaciones de Al-Si (mejora de las características mecánicas) Zn 0,05 a 2,2% - Confiere alta resistencia mecánica - Disminuye la resistencia a la - Aumenta la ductilidad corrosión salina - Fragilidad en caliente - Alta contracción en fundición Mn 0,5 a 10,7% - Aumenta la resistencia mecánica en - Pequeña disminución de la caliente ductilidad
  • 9. 10Aleaciones de aluminio
  • 10. 11 Tratamiento térmico de las aleaciones de aluminio Aleaciones forjadas• Aleaciones termotratables2XXX, 6XXX, 7XXX• Aleaciones no termotratables1XXX, 3XXX, 4XXX, 5XXX Aleaciones fundidas• Aleaciones termotratables2XX.X, 3XX.X, 7XX.X• Aleaciones no termotratables1XX.X,, 4XX.X, 5XX.X, 8XX.X
  • 11. 12
  • 12. 13Tratamiento térmico de las aleaciones de aluminio
  • 13. 14 Tratamiento térmico de las aleaciones de aluminioCondiciones para el tratamiento térmico deendurecimientoEste tratamiento recibe el nombre de endurecimiento porprecipitación (envejecimiento)•Que haya solubilidad creciente en la aleación de un solutoo una segunda fase a medida que la temperatura aumenta.•Que el estado del material a alta temperatura, pueda sercongelado cuando la aleación se enfría a temperaturaambiente.•Que los precipitados puedan asumir estructuras detransición metaestables, que sean coherentes con la redanfitrión.
  • 14. 15 Tratamiento térmico de las aleaciones de aluminioEtapas• Recocido por disolución (1)• Temple (2)• Precipitación del exceso de soluto o fase (3 a y b)
  • 15. 16
  • 16. 17Tratamiento térmico de las aleaciones de aluminio Tratamiento térmico de precipitación -envejecimiento-
  • 17. 18Tratamiento térmico de las aleaciones de aluminio
  • 18. 19
  • 19. 20Tratamiento térmico de las aleaciones de aluminio
  • 20. 21Tratamiento térmico de las aleaciones de aluminio
  • 21. 22Tratamiento térmico de las aleaciones de aluminio
  • 22. 23Cobre y aleaciones de cobre
  • 23. 24Designación del cobre y sus aleaciones
  • 24. 25Principales aleaciones de cobreLatones (Cu-Zn)
  • 25. 26 Principales aleaciones de cobre Latones (Cu-Zn)Latones forjados• Latones (Cu-Zn)• Latones al plomo (Cu-Zn-Pb)• Latones al estaño (Cu-Zn-Sn)Latones fundidos• Latones Cu-Sn-Zn (latones cobrizos, semicobrizos y amarillos)• Bronce manganésico (latones ordinarios de alta resistencia)• Bronce manganésico al plomo (latones ordinarios de alta resistencia al plomo)• Aleaciones Cu-Zn-Si (latones al silicio)
  • 26. 27 Principales aleaciones de cobre Latones (Cu-Zn)Latones amarillos alfa: 20 a 36% de Zn• Latón para cartuchos (70-30)• Latón amarillo (65-35)• Latón admiralty (71Cu-28Zn-1Sn) (aplicaciones marinas)• Latón alumínico (76Cu-22Zn-2Al)Latones rojos: 5 a 20% Zn• Oropel (95-5)• Bronce comercial (90-10)• Latón rojo (85-15)• Latón bajo (80-20)Metal Muntz (latón α+β) 60-40
  • 27. 28 Principales aleaciones de cobre Bronces (Cu-X)Se designan bronces a todas las aleaciones de cobre cuyo elemento dealeación principal no sea el estaño ni el níquel.
  • 28. 29Principales aleaciones de cobreBronces (Cu-X)
  • 29. 30Principales aleaciones de cobre Bronces (Cu-X)
  • 30. 31 Aleaciones de cobre tratables térmicamente por precipitación• Bronces al berilio• Bronces al aluminio• Cobre – níquel- silicio• Cobre – níquel – fósforo• Cobre al cromo• Cromo al zirconio
  • 31. 32 Otras aleaciones no ferrosas tratables térmicamenteTitanio• Alfa (no tratables)• Alfa- beta (tratable)• Beta (tratable)NíquelAleaciones de níquel•Con cobre: monel (R, K, H, S) Constantán•Con otros elementos (Fe, Si, Mo, Cu, Cr, Al, Co): Hastelloys (A, C,D), Inconel, Nichrome, Illium, Permalloy, Alnico, Waspalloy (motores areacción)
  • 32. 33Bibliografía• SMITH, William F. Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales, 3 Ed. Mc Graw –Hill, 1998.• ASKELAND, Donald R. Ciencia e ingeniería de los materiales. 3 Ed. International Thomson, 1998.• CALLISTER, William D, Jr. Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los materiales, Mc Graw Hill.• VALENCIA, Giraldo Asdrúbal. Tecnología del tratamiento térmico de los metales. 2 Ed. U de A, 1992.• APRAIZ, Barreiro José. Tratamientos térmicos de los aceros. 8 Ed. Dossat,1985.•• AVNER, Sydney. Introducción a la metalurgia física. 2 Ed. Mc Graw-Hill. 1988•• PERO-SANZ ELORZ. José Antonio. Aceros, metalurgia física, selección y diseño.1 Ed. Dossat, 2004.Webgrafía• www.jjjtrain.com/vms/library.html