Autor: Gonzalo Mingramm Murillo Materiales II CITEC-Valle de lasPalmas UABC

1. Unidad I
Los metales no ferrosos

2. La clase:
Tema 1 Introducción de los no metales
Tema 2 Aluminio y aleaciones
Tema 3 Magnesio y aleaciones
Tema 4 Cobre y Aleaciones
Tema 5 Níquel y aleaciones

3. Introducción
Los metales no ferrosos
se caracterizan por:
• Su resistencia a la
corrosión
• Alta conductividad
térmica y eléctrica
• Baja Densidad
• Facilidad de fabricación
Se les llama a menudo:
Metales Nobles: oro,
platino
Metales de la era espacial:
Titanio, columbio

4. Aluminio El más abundante
Contra corrosión,
El mas ligero Magnesio temperaturas elevadas.
Superaleaciones A base de hierro, cobalto
y níquel
Alta conductividad
Cobre
eléctrica y calórica
La mas alta
relación Titanio
resistencia peso
Metales Molibdeno, niobio,
refractari tungsteno y
os tantalio
Metales
Oro, plata y platino
preciosos

5. Aluminio
• Es un metal blanco o blanco grisáceo si está oxidado en su superficie
• Su oxido impide el avance de la corrosión
• Peso de 168 lb/ft 3 (487 lb/ft3 para el acero)
• El aluminio puro funde a 660 °C.
Ventajas:
Resistencia a la corrosión a ciertos productos químicos
Alta conductividad térmica y eléctrica
Alta relación resistencia-peso en aleaciones y aluminio
Atoxicidad
Reflectividad
Apariencia
Formabilidad
Maquinabilidad
No son magnéticos

6. Porque no reemplaza al acero?
Por el alto costo para producirlo, debido a que
requiere varios procesos en la primera fase y un alto
consumo de energía eléctrica en la segunda.
Proceso Bayer Bauxita

7. Principales usos

8. Principales usos

9. Principales usos

10. •Elementos de las aleaciones para conseguir determinadas propiedades
•Incrementa la resistencia mecánica.
•Combinado con Mg, mayor resistencia
mecánica.
•Incrementa las propiedades mecánicas,
reduce la resistencia a la corrosión.
•Incrementa las propiedades mecánicas,
cambia la calidad de la embutición
•Alta resistencia tras el conformado en frío.
•Mayor resistencia combinado con
elementos como Cu, Mn, Mg.
•Mayor resistencia.
•Reduce la resistencia a la corrosión.

11. Clasificación del Aluminio
Existen varios sistemas de clasificación para identificar el aluminio y sus aleaciones:
• Militar
• Federal EEUU
• SAE
• ASTM
• AA (Aluminum Association)*
• UNS *
Según AISI-SAE
Las aleaciones que no reciben tratamiento térmico solamente pueden ser trabajadas en frío para aumentar
su resistencia.
Ejemplo:
2140
2-Principal aleación es el cobre
1-Cualquier modificación hecha a la aleación original , en este caso es 0.10% de cobre
40 Identifican cualquier otro aleante adicional y no tiene importancia numérica.
Según UNS
Consta de una letra que indica la clase de aleación seguida de cinco números que identifican su composición
química. E l aluminio es «A».
Ej. Aleación 2024 es A92024

12. Aleaciones de aluminio forjado sin tratamiento térmico
Aleaciones 1xxx. Son aleaciones de aluminio puro, al 99,99% siendo sus principales impurezas el hierro y el silicio. Se les aporta un
0,12% de cobre para aumentar su resistencia. Se utilizan principalmente par trabajos de laminados en frío.
Características
Excelente resistencia a la corrosión, alta conductividad eléctrica y térmica, buena capacidad de trabajo, baja resistencia, no tratable
térmicamente.
Aplicaciones típicas
1100 (A91100): Lamina metálica, artículos huecos producidos por rechazado.
Aleaciones 3xxx. Elemento aleante es el manganeso (Mn) en un 1,2% y tiene como objetivo reforzar al aluminio. Se utilizan en
componentes que exijan buena mecanibilidad.
Características
Buena capacidad de trabajo, resistencia moderada, no tratable térmicamente.
Aplicaciones típicas
3003 (A93003): Utensilios de cocina, equipo químico, recipientes de presión, trabajos de láminas metálicas, artículos para
constructores, tanques de almacenamiento.
Aleaciones 5xxx. El magnesio es el principal componente aleante, entre el 2% al 5%. Esta aleación se utiliza para conseguir
reforzamiento en solución sólida.
Características
Buena resistencia a la corrosión y soldabilidad, resistencia de moderada a elevada, no tratable térmicamente.
Aplicaciones típicas
5052 (A95052): Trabajos de láminas metálicas, tubos hidráulicos, y artículos domésticos, autobuses, camiones y usos marinos.

13. Designación por dureza
Para aquellas aleaciones no tratables térmicamente, su designación por temple es la siguiente :
-F Como se fabrica. Ningún control especial sobre el endurecimiento por deformación ni la designación por
temple
-O Productos recocidos, maleables recristalizados únicamente. Temple suave.
-H Productos maleables endurecidos únicamente por deformación. La resistencia mecánica aumenta por el
endurecimiento por trabajo.
El símbolo H va seguido por dos o mas dígitos.
-H1 Endurecido únicamente por deformación
-H2 Endurecido por deformación y parcialmente recocido
-H3 Endurecido por deformación y recocido
El segundo digito denota el grado final de endurecimiento por deformación
Dureza 2 ¼
Dureza 4 ½
Dureza 6 ¾
Dureza completa 8
Dureza extra 9
Ejemplo:
3003-H16 significa una aleación de aluminio –manganeso endurecida por deformación a temple de dureza
de ¾.

14. Aleaciones de aluminio forjado con tratamiento térmico
Algunas aleaciones pueden reforzarse mediante tratamiento térmico en un proceso de precipitación. El nivel de tratamiento
térmico de una aleación se representa mediante la letra T seguida de un número por ejemplo T5. Hay tres grupos principales
de este tipo de aleaciones.
Aleaciones 2xxx: El principal aleante es el cobre (Cu) del 2% al 8%. , aunque también contienen magnesio Mg Algunas de
estas aleaciones se denominan duraluminio.
Características
Alta relación resistencia-peso. Baja resistencia a la corrosión, tratable térmicamente
Aplicaciones típicas
2024 (A92024): Ruedas para camiones, productos para maquinas roscadoras, estructuras para aeronaves.
Aleaciones 6xxx. Los principales elementos aleantes de este grupo son magnesio y silicio.
Características
Resistencia media, buena formabilidad, maquinabilidad, soldabilidad y resistencia a la corrosión, tratable térmicamente.
Aplicaciones típicas
6061 (A96061): Estructuras de trabajo pesado con resistencia a la corrosión, camiones, carros de ferrocarril y estructuras
marinas. Muebles, ductos, pasamanos de puentes, tubería hidráulica.
Aleaciones 7xxx. Los principales aleantes de este grupo de aleaciones son Zinc, magnesio y cobre.
Características
Resistencia moderada a muy elevada, tratable térmicamente.
Aplicaciones típicas
7075 (A97075): Aeronaves y otras estructuras, llaves, accesorios hidráulicos.
Aleaciones 8xxx. Otros elementos
Aleaciones 9xxx. No usados o no asignados

15. Clasificación de los tratamientos térmicos
Se utiliza la letra «T» que sigue al número de cuatro dígitos, los números dos al
diez le siguen para mostrar la secuencia del tratamiento.
-T2 Recocido (productos vaciados únicamente)
-T3 Tratamiento térmico por solución y trabajo en frío
-T4 Tratamiento térmico por solución, con envejecimiento natural
-T5 Envejecimiento únicamente artificial.
-T6 Tratamiento térmico por solución y envejecimiento artificial
-T7 Tratamiento térmico por solución y estabilización
-T8 Tratamiento térmico por solución, trabajo frío y envejecimiento artificial
-T9 Tratamiento térmico por solución, envejecimiento artificial y trabajo en frío.
-T10 Envejecimiento artificial y luego trabajo en frío.
Ejemplo:
El remache de aluminio de aleación 2024-T4 (Al-Cu). Se trata térmicamente por
solución, se remacha en el sitio (trabajo en frío) y se envejece naturalmente.
El temple es medido por Durometros, con la unidad de medida llamada Webster o
grados Websters.

16. Aleaciones de aluminio fundido
Este tipo de aleaciones para vaciado se dividen generalmente en tres categorías:
• Aleaciones para vaciado en arena
• Aleaciones para molde permanente
• Aleaciones para vaciado en matrices a presión.
Se utiliza un sistema de clasificación similar a los aluminios maleables
1xx.x 99% aluminio
2xx.x Cobre
3xx.x silicio con Cu y/o Mg
4xx.x Silicio
5xx.x Magnesio
6xx,xZinc
7xx.x Estaño
8xx.x Series no usada
9xx.x Otras aleaciones principales
El segundo y tercer digito indican el contenido mínimo de aluminio, al igual que el aluminio forjable. Para las otras
series, el segundo y tercer digito no tienen importancia númerica. El cuarto digito indica la forma la forma del producto.
Denominación del temple
F-Como se fabrica
O-Recocido
H-Endurecido por deformación mediante trabajo en frio
T- :.Tratado térmico
W-Solo tratado con soluciones

17. Magnesio
• Es un metal blando, blanco plateado parecido al aluminio.
• Séptimo elemento mas abundante en la Tierra (2%)
• Está protegido por una fina capa de óxido, la cual es bastante impermeable y difícil de
sacar.
• Es mas ligero que el aluminio
• Peso de 108 lb/ft 3 (168 lb/ft3 aluminio, 487 lb/ft3 para el acero)
• El magnesio es extremadamente inflamable, especialmente si está pulverizado. El fuego
se apaga con arena seca, cloruro de sodio o extintores de clase D.
Ventajas:
Al alearse tiene una excelente relación resistencia-peso. Sobre todo con el aluminio.
Buena resistencia a la corrosión y a la fatiga
Buenas características de acabado
Plena capacidad de reciclaje
El polvo de magnesio se utiliza para los fuegos artificiales.
El hidróxido de magnesio, Mg(OH)2 es comúnmente utilizado como antiácido o como laxante.

18. Proceso de obtención
Magnesita
Magnesio en agua de mar Dolomita

19. Principales usos
Suele utilizarse en la industria mecánica en forma de aleaciones existiendo aleaciones de magnesio para
forja, compuestas por magnesio y un 1 o 2 % de manganeso (Magmanz) o compuesta por 8 o 9 % de aluminio
de un 1 % de zinc y un 0.2 % de manganeso y el resto de magnesio (magal), esta última tiene mayor resistencia
a la tracción que la primera, pero tiene el inconveniente de no ser soldable.
Las aleaciones de magnesio debido a su ligereza ( nunca sobrepasan 1.8 Kg./dm3) son muy utilizadas en la
industria aeronáutica.

20. Clasificación del magnesio
El magnesio se clasifica :
• Una o dos letras que indican los principales elementos de aleación
• Dos o tres números que indican el porcentaje de los distintos aleantes
• Una letra del alfabeto (salvo I y O) que indican la aleación normalizada con variaciones
menores en la composición
• Un símbolo para el temple del material, similar al del aluminio.
Ejemplo
AZ91C-T6
Aluminio al 9% Zinc al 1% siendo la tercera aleación normalizada. Tratada con solución y
envejecida artificialmente.
Aplicaciones típicas
AZ31B-F y H24: Extrusiones , laminas, placas
AZ80A-T5: Extrusiones forjas
HK31A-H24: Laminas y placas
ZK60A-T5: Extrusiones y forjas

22. Cobre
• Es un metal blando, rojizo, brillo metálico.
Ventajas:
Es uno de los mejores conductores de electricidad (el segundo después de la plata).
Alta ductilidad
Alta maleabilidad
Se puede reciclar sin perder gran parte de sus propiedades.
Aleaciones principales, Bronce (Cu + y Sn) Latón (Cu + Zn), Alpaca (Cu-Ni-Zn)

23. Proceso de obtención

27. Clasificación del cobre
El cobre y sus aleaciones se clasifican según la UNS con la letra «C». Reemplaza a la
obsoleta numeración de tres dígitos del CDA. (Cooper Development Association).
Se identifican por su composición, aunque también se denominan por varios nombres. Al
agregarle ciertos elementos y tratamientos térmicos, pueden mejorar sus características.
Por su temple (1/2 duro, duro, extra elástico, etc.) Bronces como el bronce de aluminio,
(Cu+Al), Bronces de estaño. Cobre Berilio (Bronce de berilio), Bronce de fosforo (para
resortes y rodamientos). Los cuproniqueles y niqueles de plata.
Aplicaciones típicas
C11000 (cobre electrolítico) Cu-O: Tubos de bajada, canales, techados, juntas, radiadores automotrices, barras de
autobuses, clavos, rodillos de impresión.
C23000 (Latón rojo) Cu-Zn: Conduits, zocalos, sujetadores, extintores de incendio, tubería para condensadorese
intercambiador de calor.
C26000 (Latón para cartuchos) Cu-Zn: Nucleos de radiadores y tanques, cubiertas para luces de destello, soportes de
lampara, sujetadores, candados, bisagras, componentes de municiones, accesorios de plomería
C36000 (Latón libre maquinado) Cu-Pb-Zn: Engranes, piñones, partes de maquinas roscadoras de alta velocidad.
C46400 a C46700 (Latón naval) Cu-Zn-Sn: aeronaves, tambores tensores, bolas, pernos, accesorios marinos, flechas
para impulsores, remaches, vástagos de valvulas, placas de condensadores

28. Aplicaciones típicas de los Bronces
C38500 (Bronce arquitectónico) Cu-Pb-Zn: Extrusiones arquitectónicas, marquesinas, remates, juntas, travesaños,
bisagras.
C51000 (Bronce al fosforo) o 5% A Cu-Sn-P: Fuelles, Discos para embragues, pasadores de retención, diafragmas,
sujetadores, brochas de alambre, equipo químico, maquinaria textil.
C54400 (Bronce al fosforo libre maquinado) Cu-Pb-Zn-Sn: Rodamientos, bujes, engranes, piñones, flechas, rondanas, de
empuje, partes para valvulas.
C65100 (Bronce de bajo silicio) Cu-Si: Líneas de presión hidráulica, pernos, accesorios marinos, conduits eléctricos,
tubería para intercambiadores de calor.
C74500 (Níquel plata) 65-10 Zn-Ni: Remaches, tornillos, sujetadores para diapositivas, artículos huecos, placas de
equipos.

29. Níquel
• Es un metal blando, blanco plateado, brillo metálico.
Utilizado en gran parte de las aleaciones ya que imparte resistencia, tenacidad y resistencia
a la corrosión.
Sus aleaciones se utilizan en aplicaciones de alta temperatura. Equipos de manejo de
alimentos. Aplicaciones marinas.
Ventajas:
Magnético
Alta resistencia a la corrosión a alta temperatura.

30. Usos del niquel

31. Clasificación del níquel
El níquel se clasifica en base a la UNS, se representa con la letra «N», aunque seles denomina
de varias maneras.
Aplicaciones típicas
NO2200 Niquel 200: Industria química y de procesamiento de alimentos, equipo
aeroespacial, partes electrónicas.
N03301 Duranickel 301: Resortes, equipo para extrusión de plásticos, moldes para vidrios,
diafragmas.
N04405 Monel R-405 (laminado en caliente) y UNS N05500 Monel K-500: Productos para
maquinas de tornillos, partes para medidor de agua, Flechas para bombas, vástagos de
válvulas, resortes
N06600 Inconel 600 (recocido) : Partes para turbinas de gas, equipo para tratamiento
térmico, partes electrónicas, reactores nucleares.
N06455 Hastelloy C-4 (tratado con solución y enfriado): Partes que requieren estabilidad en
alta temperatura y resistencia al agrietamiento por esfuerzo-corrosión.

32. Bibliografía
Sharer, Shubeli Ulrich Ingeniería de los materiales México 1991 Editorial Continetal
Neely, John E. Materiales y procesos de manufactura México, Edit. Limusa 1992
ISBN 968-18-4381
Kalpakjian, Serope Manufactura, ingeniería y tecnología. 5ª edición México 2008. Edit. Pearson
ISBN 970-26-1026-5
Propiedades de los metales http://www.arqhys.com/construccion/metales-propiedades.html visto
el 28 de enero de 2011
Catálogo de aceros USN-ASTM http://www.e-pipe.co.kr/spain/spanish/main/sp_main.html visto el
7 de febrero de 2011
Usos y aplicaciones del magnesio http://www.magnesium.com/w3/ visto el 14 de febrero de 2011.
Cobre, características y clasificación CDA
http://www.copper.org/resources/properties/db/SDAPropertiesSelectionServlet.jsp?service=COPPE
RINTRA&Action=search visto el 15 de febrero de 2011