PROPIEDADES DE LOS MATERIALES INSTITUO TECNOLOGICO SUPERIOR DE MISANTLA
Equipo No. 1 Manuel Rosas Elvira, Juan Gabriel Roque Peña, Cruz Emmanuel Lormendez Sanchez Jesus Antonio Lormendez Sanchez.
Aleaciones no ferrosas Limitaciones de las aleaciones ferrosas: Alta densidad Baja conductividad eléctrica Alta susceptibilidad a la corrosión Aleaciones no ferrosas ferrosas mas Importantes: Aleaciones Aleaciones Aleaciones Aleaciones Aleaciones
base base base base base
Cu Al Mg Ti Ni
Aleaciones no ferrosas Limitaciones de las aleaciones ferrosas: Alta densidad Baja conductividad eléctrica Alta susceptibilidad a la corrosión Aleaciones no ferrosas ferrosas mas Importantes: Aleaciones Aleaciones Aleaciones Aleaciones Aleaciones
base base base base base
Cu Al Mg Ti Ni
Las Aleaciones se Clasifican en 2 Tipos: 1. Aleaciones forjadas (wrought alloys): son aquellas que permiten ser traba tr abajad jadas as mec mecáni ánicam cament ente. e. 2. Aleaciones para fundición (cast alloys) : son aquellas que no permiten ser trabajadas mecánicamente (frágiles) conocidas como piezas coladas
Aleaciones base Cu Permiten trabajado en frío (fcc). Resistentes a la corrosión. La mayoría son endurecidas por trabajado mecánico o por solución sólida.
Latón: CuZn solución sólida sustitucional, hasta 35% fase (fcc); blanda dúctil se puede endurecer por trabajado en fío.
CuZn ( latones) con mayor contenido de Zn: microestructura ) y (fcc) + ´(bcc, B2): Se puede endurecer por trabajado en caliente. CuSn bronces (permiten trabajado en frío) Cu \puro[ Tratamiento térmico: recocido (electrolítico) CuBe endurecimiento por precipitación; muy buenas propiedades: alta resistencia mecánica, alta conductividad eléctrica, alta resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste (con lubricante adecuado) se puede colar, o trabajar en frío o caliente PEROW alto costo (alear con Be es caro, el Be es altamente venenoso)
Forjado, trabajado en frío y recocido (600 ° C, 1112 ° F) Cu - 10% Zn. La estructura, que no se revela plenamente, se compone de granos alfa de la FCC y recocido de los gemelos. Original en 100X (etch dicromato de potasio).
Cartucho de Bronce forjado, Cu-30% Zn, el frío reduce en un 50%, revelando muy frío kd granos elaborados de la FCC (líneas nota de deslizamiento) y recocido gemelos. Tinte grabado con Klemm Yo reactivo (Original en 100X, cruzó la luz polarizada tinte más sensibles).
Cartucho de latón forjado, Cu - 30% Zn, fría redujo en 50%, recocido a 704 ° (1300 ° F) - 30 min. Totalmente recristalizada, y crecido, granos equiaxiales FCC con un recocido gemelos. Tinte grabado con el reactivo de Klemm III. Original en 50X, polarizado tono ligero y sensible.
Estructura dendrítica de bronce de fósforo chill-yeso (Cu - 10% Sn - 0,5% P) grabado con el reactivo de Klemm III. Original a 100X.
Forjado Phos g Phor bronce, Cu - 5% Sn - 0,15% P, estirado en frío. Muy trabajadas en frío, granos alargados de la FCC (líneas nota de deslizamiento). Tinte grabado con el II Klemm. Original en 200X, polarizado tono ligero y sensible.
Forjado, alfa elaborado recocido y frío / latón beta, Cu - 40% Zn (eje longitudinal vertical). Tenga en cuenta el alargamiento de los granos. Fue grabado con tinta que Klemm, líneas de deslizamiento son visibles. Las pruebas revelaron Knoop 178 HK en el alfa y el HK 185 en el phase. Original beta en 500X.
Propiedades Mecanicas Resistencia Nombre de Aleacion
Numero de Composicion UNS
(wt % )
a la
Condicion
Tension [Mpa (ksi)]
Limite Elastico [Mpa (ksi)]
Ductilidad [% EL en
Aplicaciones Tipicas
50 mm (2 pulg.)]
Aleaciones orjadas ( Wrougth Alloys )
Electrolítico duro
C11000 0.04 O
Cartucho de cobre
C17200 1.9 Be, 0.20 Co
Cartucho de latón
C26000 30 Zn
Recocido
220 (32)
66
Precipitado
1140-1310
690-860
Endurecido
(165-190)
(100-125)
Recocido
300 (44)
75
(11)
68
Trabajado en rio (H04)
525 (76)
735 (63)
8
(32)
45 Alambre Conductor , remaches, ollas, clavos. 4-10 resortes, fuelles, valvulas, diafragmas Cuerpo de radiador autom otor, componentes de municiones, cuerpos de linternas.
Del bronce de fósforo
C51000 5 Sn, 0.2 P
325 (47)
130 (19)
64
Trabajado en rio (H04)
560 (81)
515 (75)
10
Recocido
380 (55)
125 (18)
componentes de intercambiadores de calor, 36 tuberias para agua de mar.
Trabajado en rio (H02)
515 (75)
485 (70)
15
de cobre-níquel
C71500 30 Ni
uelles, discos de embrague, resortes, barras
Recocido
para soldadura
Aleaciones de undicion ( Cast Alloys )
latón amarillo con plomo
C85400 29 Zn, 3 Pb, 1 Sn
lata de bronce
C90500 10 Sn, 2 Zn
aluminio, bronce
C95400 4 e, 11 Al
(12)
35
Muebleria, Componentes de radiadores,
undido
234 (34)
83
undido
310 (45)
152 (28)
25 Rulemanes, aros de piston, engranajes
undido
586 (85)
241 (35)
18
portalamparas Rulemanes, aros de piston, engranajes, asientos de valvula.
Aleaciones base Al (Aluminio) Principales ventajas: Baja densidad Alta conductividad eléctrica y térmica Resistencia a la corrosión (en ambientes comunes; p. ej al aire) Se puede trabajar en frío (cuando es relativamente puro) Desventajas: Baja temperatura de fusión limita la máxima temperatura de trabajo.
Mecanismos de endurecimiento: Trabajado en frío aleado (con ambos disminuye la resistencia a la corrosión) Endurecimiento por solución sólida Endurecimiento por precipitación (aleaciones tratables térmicamente, \heat treatable[)
Aplicaciones: conductor eléctrico transporte (automóvil, tren, avión) latas de bebidas
Aleaciones de fundición: Ej: 356 Al 7%Si 0.3%Mg 380 Al 9%Si 3.5%Cu Aleaciones forjadas: Ej: 1xxx:: Al > 99% 2xxx: Al Cu; endurecimiento por precipitación 3xxx: Al Mn; no tratable 4xxx: Al Si ; no tratable 5xxx: Al Mg; endurecimiento por solución sólida 6xxx: Al Mg Si; endurecimiento por precipitación 7xxx: Al Zn; endurecimiento por precipitación
Nomenclatura de tratamientos termomecánicosos: (algunos ejemplos) T2: recocido (para productos fundidos); T3: solubilizado y trabajado en frío; T4: solubilizado y envejecido naturalmente (a temperatura ambiente) T6: solubilizado y envejecido artificialmente
Aleación comercial base AlCu (2219): 3h 190ºC. Precipitados de fase intermedia [. Imagen de microscopía electrónica de transmisión
AlCu, 144 horas a 190ºC; fase intermedia ´ Imagen de microscopía electrónica de transmisión
Al-Mg, serie 5xxx
Aluminio Super-Puro
Granos equiaxial alfa en el interior de una muestra de aluminio súper puro anodizado k on B 'con el reactivo de Barker, 30 V CC, 2 min. Visto cruzó con luz polarizada, mástinte sensible. Original en 50 veces. Las manchas oscuras son las fases intermetálicas.
Pieza en bruto (Concast) 3105 de aluminio (Al - Mn 0,55% - 0,5% de Mg) grabado con Keller reactivo. Revela que las partículas intermetálicas entre las dendritas (no visible).
Como fundido 319 de aluminio (Al - 6.0% Si - 3 5% Cu) tinte grabado con el reactivo de Keller revelar los precipitados intermetálicos (Al-Fe-Si).
Precipitados de Al-Li-Sc
Propiedades Mecanicas Resistencia Nombre de
Numero de
Composicion
Aleacion
UNS
(wt % )
Condicion
a la Tension [Mpa (ksi)]
Limite Elastico [Mpa (ksi)]
Ductilidad [% EL en
Aplicaciones Tipicas
50 mm (2 pulg.)]
Aleaciones Forjadas, no Termo-Tratable ( Wrougth, Non heat-Treatable Alloys ) 1100
A 1100
3003
A 3003
¡
0.12 Cu
¡
0.12 Cu, 1.2 Mn.
Recocido (O) Recocido (O)
0.1 Zn 5052
A 5052 ¡
2.5 Mg, 0.25 Cr.
Recocido (O) Endurecido (H32)
¡
0
35
(13)
(5)
110
40
(16)
(6)
230
1 5
(33)
¡
35-45
Equipos para a lmacenamiento de Alimentos, intercambiadores de calor.
30-40
Utencilios de cocina, recipientes de presion, tuberias, etc
12-18
Tanques de Combustibles Conductos para combustibles en av iones, remaches, alambre,
(28)
etc.
Aleaciones Forjadas, Termo-Tratables ( Wrougth, Heat-Treata ble Alloys ) 2024
A 2024 ¡
6061
A 6061
7075
A 7075
¡
¡
2 5.0
A02 50
356.0
A03560
¡
¡
4.4 Cu, 1.5 Mg,
Tratamiento Termico
470
325
0.6 Mn
(T4)
(68)
(47)
Tratamiento Termico
240
145
(T4)
(35)
(21)
Tratamiento Termico
570
505
(T6)
(83)
(73)
10 Sn, 2 Zn 4 Fe, 11 Al
4.4 Cu, 1.5 Mg, 0.6 Mn
20 0 ¡
-------
10 Sn, 2 Zn
4.4 Cu, 1.5 Mg, 0.6 Mn
80 0 ¡
------
10 Sn, 2 Zn
20
camion 22-25
240
164
(T6)
(33)
(24)
Aleaciones Aluminio - Litio ( Alluminum-Lit hium Alloys ) 455 455 Tratamiento Termico Tratamiento Termico
(66) 465
(66) 360
Trabajado en Frio (T651)
(67)
(52)
Trabajado en Frio (T83)
Camiones, canoas, vagones de tren, muebles, tuberias, etc.
11 Componentes estructurales de aviones y otras aplicaciones con altas cargas
Aleaciones Fundidas, Termo-Tratables ( Cast, Heat-Treatable Alloys ) 221 110 Tratamiento Termico 8.5 (32) (16) (T4) Tratamiento Termico
Estructuras de av iones, remaches, ruedas de
3.5
5
Volantes, Ruedas de omnibus y aviones, camisas de piston. Block de motor, refrigerado por agua
Estructuras de av iones, tanques criogenicos
---- Estructuras de av iones, con alta resistencia al daño.
Aleaciones base Mg: Muy baja densidad, maquinabilidad
Nomenclatura de aleaciones base Mg: AM: Mg-Al-Mn AZ M Al Z AZ: Mg-Al-Zn AS: Mg-Al-Si ZK: Mg-Zn-Zr HK: Mg-Zn-Th
Aleación de Mg
Microestructura de magnesio forjado - 6% Al - 0,92% Zn - 0,3% Mm grabado con ácido acético picral y examinó con luz polarizada, más tinte sensible.
Aleaciones de fundición base Mg Las zonas oscuras corresponden al intermetálico Mg-Al
Microestructuras de AM60 y la presión AZ91D fundición muestras después del grabado con el reactivo acético-glicol.
Propiedades Mecanicas Resistencia Nombre de Aleacion
Numero de Composicion UNS
(wt % )
Condicion
a la Tension [Mpa (ksi)]
Limite Elastico [Mpa (ksi)]
Ductilidad [% EL en
Aplicaciones Tipicas
50 mm (2 pulg.)]
Aleaciones Forjadas ( Wrougth Alloys ) AZ31B
M11311
3.0 Al, 1.0 Zn,
Extruido
262 (38)
200 (29)
15
Estructuras y tuberias, proteccion catodica
0.2 Mn HK31A
M13310 3.0 Th, 0.6 Zr.
Endurecido Parcialmente cocido
255 (37)
200 (29)
9 Componentes de alta resistencia en aviones
ZK60A
M16600 5.5 Zn, 0.45 Zr.
Envejecido Artificialmente
350 (51)
150 (41)
11
Aleaciones de Fundicion ( Cast Alloys ) AZ91D AM60A AS41A
M11916
9.0 Al, 0.15 Mn, 0.7 Zn.
M10600 6.0 Al, 0.13 Mn M10410
4.3 Al, 1.0 Si, 0.35 Mn
Fundido Fundido Fundido
230 (34) 220 (45) 210 (85)
150 (12) 130 (28) 140 (35)
3 6
Componentes de automoviles, aparatos electronicos Ruedas de Autos
6
Aplicaciones de alta resistencia al creep
Aleaciones base Ti Ventajas: alto punto de fusión más liviano que el acero alta resistencia mecánica específica (razón resistencia/peso) aplicaciones de alta temperatura Desventajas: alto costo
Aleaciones de Ti Aleaciones : Ti-Al Se endurecen por trabajado en caliente Soldables, dúctiles Aleaciones / : Ti-Al-V TT: templado desde el campo + y recocido a temperatura moderada. Tienen mayor resistencia (debido a la presencia de fase ) Aleaciones : Ti-V Se pueden endurecer por precipitación. Combinan alta resistencia y tenacidad
Aleaciones Ti - Alpha
Microestructura del CP Ti, ASTM F 67, Grado 4 (plano longitudinal, la muestra fue recocido a 704 ° C), preparado por el método de tres pasos y grabado con Kroll reactivo para revelar la estructura del grano.
Ti - Martensita Alpha Prime
Alfa ( ') prime (martensita en Ti - 3% Cr calienta a 1038 ° C, celebró 15 minutos, y en el agua apaga. La pieza fue grabada con Kroll reactivo y visto con campo claro y DIC Nomarski.
Aleaciones Ti - Alpha/Beta
Microestructura de forjado Ti - 8% de Al - 1% Mo - 1% V (plano transversal, se calienta a 1010 ° C, que tuvo lugar 1 hora, refrigerado por aire, recalentado a 593 ° C, que tuvo lugar de 8 horas, refrigerado por aire), preparado con los tres método de paso y grabado con el reactivo de Kroll para revelar granos primaria alfa y una estructura fina matriz de alfa-beta.
Aleaciones Ti - Beta
Microestructura de Ti - Al 3% - 8% V - 6% Cr - Mo 4% - 4% Zr con preparó el método de tres pasos y grabado con el reactivo de Kroll para revelar la estructura del grano beta. Una película de grano pocos límites de la alfa se pueden ver.
Propiedades Mecanicas Resistencia Nombre de Aleacion
Numero de UNS
Composicion (wt % )
Condicion
a la Tension [Mpa (ksi)]
Limite Elastico [Mpa (ksi)]
Ductilidad [% EL en
Aplicaciones Tipicas
50 mm (2 pulg.)]
Aleaciones Forjadas ( Wrou gth Alloys ) Cubiertas de motores a reacción, los casos y la Comercialmente Puro
No Aleado R50500
99.1 Ti
Recocido
484
(70)
414
(60)
25
piel de f uselajes, equ ipos resistent es a la corrosión marina para una industria de procesamiento qu ímico.
Casi
-
-
Ti - 5 Al - 2.5 Sn
5 Al, 2 Sn,
(R54520)
Balance Ti
Ti - 8 Al - 1 Mo - 1 V 8 Al, 1 Mo, 1 V, (R54520)
Balance Ti
Ti - 6 Al - 4 V
6.0 Al, 4 V
(R54520)
Balance Ti
Ti - 6 Al - 6 V - 2 Sn (R56620)
Motor de gas de la turbina suena una carcasa, Recocido
826 (120)
784 (114)
16
Piezas forjadas para los componentes de motor Recocido (duplex)
950 (138)
890 (129)
15
a reacción ( discos de compresor, placas y concentradores) Los implantes de prótesis de alta resistencia,
Recocido
947 (137)
877 (127)
14
Equ ipent
qu ímicos de procesamiento, los
componentes del fuselaje Estru ctural.
6.0 Al, 2 Sn, 6 V, 0.75 Cu,
equipo de química procesamien que requieren fuerza a temperaturas de 480 ° C (900 ° F)
Motores de cohetes aplicaciones fuselaje caso Recocido
1050 (153)
985 (143)
14
Balance Ti
de que una alta resistencia de estructuras de fuselajes Mejor combinación de alta resistencia y thoughness de cualquier aleación de titanio
Ti-10V2Fe-3Al
10 V. 2 Fe, 3 Al, Balance Ti
comercial, que se utiliza para aplicaciones que Solucion + envejecimiento
1223 (178)
1150 (167)
10
r equ ieren u ni fo rm id ad d e P ro pi ed ad es d e resistencia de una superficie y ubicaciones de los centros, los componentes de alta resistencia fuselaje
Aleaciones base Ni Ventajas: Resistencia a la corrosión, alta resistencia Monel:
Ni0,33Cu ; el Cu aumenta la formabilidad. Aplicaciones en industria química, farmacéutica, etc.
Constantán:
Ni55%Cu ; alta resistencia eléctrica, Aplicaciones en termopares
Nichrome:
Ni16Cr24Fe Aplicaciones como conductores para calefactores
Inconel: Inconel X:
Ni16%Cr8%Fe NiCrFe Ti Al (endurecimiento por precipitación) Aplicaciones de alta temperatura
