Aluminio y aleaciones de aluminio. Resumen / Abstract L as de designacion es de aleaciones de alu alu mi ni o en bru to y alu mi ni o fu ndi do es están i denti denti fi cadas mediante cuatr cuat r o dígitos gi tos que muestr muestr a el estado estado del mat eri al, al , el pri mer número número r epr epr esenta esenta la aleación aleación pri nci pal y el el grupo de aleación principal respectivamente, en el caso de l as designaci designaci ones de templ e se se repr esentan esentan por letras tanto tanto para alum in io en bruto como para el el alu mi ni o fu ndi do, el el alum in io es el metal más abundant e sobre sobre la ti er r a per per o el el u so de electr ici dad en en su produ cción l o hace costoso, costoso, recientemente recient emente se se han pr oduci do bloqu es de alum al um i ni o muy mu y li geros que está están f orm ados de polvo de alu mi ni o, por ser ser este materi al mu y li ger ger o y fuert e ti ene gr andes apli caciones en la in dustri a autom otr iz como en l a carr ocer ocer ías de de vehí veh ícul cu l os.
Palabras Claves Aleación, Aluminio
I.
Los usos principales del aluminio y de sus aleaciones, en orden decreciente de consumo, es n recipientes y empaques (latas de aluminio y hoja de aluminio), en edificios y otros tipos de construcciones, en el transporte (aplicaciones en aeronaves aeroespaciales, autobuses, automóviles, carros de ferrocarril y equipo marino), en aplicaciones eléctricas (conductores eléctricos económicos y no magnéticos), y en herramientas portátiles (tabla 1 y 2). Prácticamente todo el alambrado de transmisión de alto voltaje está hecho en aluminio. En sus componentes estructurales (que soportan carga), el 82% de una aeronave Boeing 747 (y el 79% de una aeronave Boeing 757) es aluminio. Las aleaciones de aluminio están disponibles como productos de laminación, es decir, como productos en bruto presentados en varias formas mediante laminado, extrusión, estirado y forjado. Están disponibles lingotes de aluminio para la fundición, como aluminio en polvo para aplicaciones de metalurgia de polvos. Se han desarrollado técnicas mediante las cuales la mayor parte de las aleaciones de aluminio pueden ser maquinadas, formadas y soldadas con relativa facilidad.
INTRODUCCION.
Hay dos tipos de aleaciones de aluminio forjados: Aleaciones que pueden ser endurecidas por trabajo en El presente trabajo es una recopilación de información frío y que no es posible tratarlas tér micamente, y extraída de fuentes confiables y profesionales, que ante Aleaciones que pueden ser endurecidas por tratamiento la facilidad que existe hoy en día de acceder a térmico. información la mayoría de las veces sin fundamentos, resultaría nuestro objetivo de aportar una herramienta A. DESIGNACI ÓN DE L AS AL EACI ONES DE muy importante para el tema a tratar y para cualquier ALUM INI O EN BRUTO. BRUTO. persona interesada en encontrar información confiable; Las aleaciones de aluminio en bruto se identifican de igual manera para el mejor entendimiento de la mediante cuatro dígitos y una designación de temple información se presenta la misma en este formato de mostrando el estado del material. Se identifica al IEEE, correspondiente a un formato de Paper elemento principal de las aleaciones mediante el pri mer internacional normalizado. digito. Este es el sistema: Esperamos que la recopilación de información sea de su agrado y total satisfacción; lo que daría a cumplir 1XXX.- Aluminio comercialmente puro- excelente nuestro objetivo. resistencia a la corrosión; elevada conductividad
II.
OBJETIVO.
Esta investigación está destinada a obtener información esencial que resuma el Tema “Aluminio “ Aluminio y aleaciones de aluminio”, aluminio”, conocer sus propiedades, características, aplicaciones, entre otros fundamentos necesarios para su entendimiento, basándose en Documentos, Libros y Reseñas extraídas del Internet.
III.
DESARROLLO.
ALUMINIO Y ALEACIONES DE ALUMINIO. Los factores de importancia en la selección de aluminio (Al) y de sus aleaciones son su elevada relación resistencia a peso, su resistencia a la corrosión frente a muchos productos químicos, su elevada conductividad térmica y eléctrica, su no toxicidad, su reflectividad, su apariencia y su facilidad de conformado y de maquinabilidad; también son antimagnéticos.
eléctrica y térmica; buena capacidad de trabajo; baja resistencia; no es tratable térmicamente. 2XXX.- Cobre- elevada relación resistencia a peso; baja resistencia a la corrosión; tratable térmicamente. térmicamente. 3XXX.- Manganesobuna capacidad de trabajo; resistencia moderada; generalmente no es tratable térmicamente. 4XXX.- Silicio- menor punto de fusión; forma una película de óxido de color gris oscuro a negro carbón; generalmente no es tratable térmicamente. 5XXX.- Magnesiobuena resistencia a la corrosión y buena soldabilidad; resistencia mecánica de moderada a alta; no es tratable térmicamente 6XXX.-Magnesio Silicio- resistencia media; buena formabilidad, maquinabilidad, soldabilidad y resistencia a la corrosión; tratable térmicamente. 7XXX.- Zincresistencia de moderada a muy alta; tratable térmicamente. 8XXX.- Otro elemento.
TABLA [1] Propiedades de aleaciones de aluminio seleccionadas a temperatura ambiente.
En estas designaciones el segundo dígito indica modificaciones de la aleación. Para la serie 1XXX, el tercero y cuarto dígitos representan la cantidad mínima de aluminio en la aleación – por ejemplo, “1050” indica un mínimo de 99,50% de aluminio, “1090” indica un 99,90% de aluminio. En otras series el tercero y cuarto dígitos identifican las diferentes aleaciones en el grupo sin un significado numérico.
1xx.x – Aluminio (99.00% mínimo); 2xx.x – Aluminio-cobre; 3xx.x – Aluminio-silicio, con cobre y/o magnesio; 4xx.x – Aluminio-silicio; 5xx.x – Aluminio-magnesio; 6xx.x – Serie no utilizada; 7xx.x – Aluminio-zinc; 8xx.x – Aluminio-estaño.
DESIGNACI ÓN DE L AS AL EACI ONES DE En la serie 1xx.x, los segundos y tercer dígitos indican el contenido mínimo de aluminio, igual que ocurre en ALUM INI O FUNDI DAS. los terceros y cuartos dígitos del aluminio forjados. Para Las designaciones de las aleaciones de aluminio las otras series, los dígitos se gundos y terceros no tienen fundidas están formadas por cuatro dígitos. El prime un significado numérico. El cuarto digito (a la derecha digito indica el grupo de aleación principal como sigue: del punto decimal) indica la forma del producto. B.
TABLA [2] Propiedades de manufactura y aplicaciones típicas de aleaciones forjadas de aluminio.
C. DESIGNACIÓN POR TEMPLE. Las designaciones de temple para el aluminio tanto en bruto como fundidos son como sigue:
F – tal y como se fabrica (mediante trabajo en frio o en caliente o mediante el colado); O – recocido (del estado de trabajo en frio o colado); H – endurecido por deformación por trabajo en frio (para productos forjados únicamente); T – tratado térmicamente; FIGURA [b] La estructura de la carrocería de aluminio, W – tratado por solución únicamente (temple inestable). mostrando varios componentes hechos mediante la extrusión, el formado de lámina y proceso de fundición. D. PRODU CCI ÓN. Hace poco tiempo en 1990, no había ningún automóvil El aluminio se produjo por primera vez en 1825. Es el con estructura de aluminio en producción en ninguna elemento metálico más abundante, representando parte del mundo, pero en 1997 ya había 7, incluyendo el aproximadamente 8% de la corteza terrestre. Es ProwIer de Plymouth y el Audi A8. Con ahorro en peso producido en cantidades superadas únicamente por la de hasta 47% en comparación con los vehículos de producción del hierro. El mineral principal del aluminio acero, estos automóviles utilizan menos combustible, es la bauxita, que es un oxido de aluminio hidratado (que generan menos contaminación y son reciclables. contiene agua) e incluye otros óxidos. Una vez lavados la arcilla y la tierra, el mineral es triturado en polvo y Tuvieron que ser desarrollados nuevas aleaciones y después tratado con sosa caustica caliente (hidróxido de nuevos diseños y métodos de metodología de sodio) para eliminar las impurezas. La alúmina (oxido manufactura como ejemplo, hubo la necesidad de de aluminio) es extraída de esta solución y después es afirmar los procedimientos de soldadura y de unión con disuelta en un baño fundido de fluoruro de sodio y de adhesivos, tuvo que ser optimizado el diseño del marco fluoruro de aluminio a 940 oC – 980 oC (1725 oF – 1800 estructural, y fue necesario crear nuevos diseños de o F). herramental (para permitir el formado de aluminio). En razón de estas nuevas tecnologías, pudieron realizarse Esta mezcla se somete a una electrolisis por corriente los ahorros ecológicos deseados sin la reducción directa. Se forma el metal de aluminio en el cátodo (polo correspondiente en rendimiento o seguridad. De hecho, negativo), en tanto que se libera oxígeno en el ánodo el Audi A8 es el primer automóvil de la clase en obtener (polo positivo). El aluminio comercialmente puro tiene una calificación de cinco estrellas duales (máxima hasta 99.99% de aluminio y se conoce también en la seguridad) tanto para el conductor como para su copiloto industria como aluminio de “cuatro nueves”. El proceso en el National Highway Transportation Safety de producción consume gran cantidad de electricidad Administration (NHSTA) New Car Assessment contribuyendo por tanto de manera importante al costo Program. del aluminio.
a).
Aluminio poroso.
Se han producido recientemente bloques de aluminio que son 37% más ligeros que el aluminio sólido y tienen una permeabilidad (microporosidad ) uniforme. Esta característica permite su uso vacío de dispositivo de ensamble y automatización y el formato por vacío, es decir, el termoformado de plásticos. Estos bloques están formadas de 70 a 90% de polvo de aluminio; el resto es resina epóxica. Pueden ser maquinados con relativa facilidad y se pueden unir utilizando adhesivos.
Ejemplo: Un automóvil todo de aluminio El uso del aluminio en automóviles y en camiones ligeros ha ido incrementándose continuamente.
IV.
RESULTADOS.
Como el documento trata de investigación, no se logró conseguir toda la información necesaria para realizar un documento que pueda dar un excelente entendimiento al lector, pero con lo obtenido, se puede decir que es lo suficiente para dar al mismo cierta intriga o inquietud, para que en base a este documento, pueda seguir una secuencia clara y logre responder a todas sus dudas acerca de este tema tan importante y trascendental en la actualidad.
V.
CONCLUSIONES A.
Conclusiones
La normalización por designación es importante para conocer las características de los distintos aluminios requeridos para aplicaciones específicas según sus propiedades y características, aleaciones y tratamientos térmicos. Figura [a]. El automóvil Audi A8 que tiene una estructura de carrocería toda de aluminio.
VI.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.
[1] Manufactura, ingenieria Kalpakjian, paginas 157-161
y
tecnología,
Tablas [1] Manufactura, Kalpakjian, pagina 158
ingenieria
y
tecnología,
[2] Manufactura, Kalpakjian, pagina 159
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y
tecnología,
[a] Manufactura, Kalpakjian, pagina 161
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y
tecnología,
[b] Manufactura, Kalpakjian, pagina 161
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y
tecnología,
Imágenes