Metalografia en Piezas Automotrices de Aluminio

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN

Facultad de Ingeniería de Procesos ESCUELA DE INGENIERIA METALURGICA

METALOGRAFIA DE PIEZAS AUTOMOTRICES DE ALUMINIO

CURSO: Metalografía y Microscopia Electronica DOCENTE: Ing. Juan Manual Jara Gonzales INTEGRANTES:

Villalta Bolomer Vladimir

PERU

 2017

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INDICE

1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................... 4 2. ANTECEDENTES ................................................. ...................................................................................................... .......................................................................... ..................... 5 2.1 ALEACIONES DE ALUMINIO ............................................................................................... 5 a) 99% de aluminio mínimo: ................................................ ..................................................................................................... ........................................................ ... 5  b) Al + Cu:....................................................................................................... Cu:................................................. ................................................................................... ............................. 5 c) Al + (Si-Mg), (Si-Cu) o (Si-Mg-Cu): ....................................................................................... 6 d) Al + Si: ..................................................................................................................................... 6 f) Al + Mg: ................................................................................................................................... 6 g) Al + Zn: ................................................. ....................................................................................................... ................................................................................... ............................. 6 h) Al + Sn: .................................................................................................................................... 6 2.2 PROPIEDADES DE LAS ALEACIONES DE ALUMINIO .................................................... 6 a) Propiedades Físicas .................................................................................................................. 6  b) Propiedades Mecanicas ..................................................... ......................................................................................................... ....................................................... ... 6 c) Aptitudes Para la Conformación .............................................................................................. 6 2.3 ESTADOS DE SUMINISTRO Y TRATAMIENTOS TÉRMICOS ......................................... 6 a) Endurecimiento por Deformación en Frío ............................................................................... 6  b) Tratamientos Termicos ............................................................................................................ .............................................................. .............................................. 7 2.4 RESISTENCIA A LA CORROSIÓN. CORROS IÓN. ANODIZACIÓN. ............................................. ......................................................... ............ 7 a) Anodización ............................................................................................................................. 7 2.5 ALEACIONES DE ALUMINIO EN SOLDADURA PARA LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ ............................................................................................................................... 7 3. JUSTIFICACION ................................................... ........................................................................................................ .......................................................................... ..................... 8 4. DESCRIPCION DEL PROBLEMA ................................................................................................ 8 5. PLANTEAMIENTO TEORICO .............................................. ................................................................................................... ........................................................ ... 8 6. OBJETIVOS .................................................. ........................................................................................................ ................................................................................... ............................. 8 7. METODOLOGIA ............................................................................................................................ 9 8. RESULTADOS ESPERADOS, POSIBLES APLICACIONES Y USO DEL PROYECTO. ....... 10 RESULTADOS .............................................................................................................................. 10 POSIBLES APLICACIONES Y USOS ........................................................................................ 11 BIBLIOGRAFÍA ............................................... ..................................................................................................... ................................................................................. ........................... 12

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ANEXO 1 ........................................................................................................................................... 13 ANEXO 2 ........................................................................................................................................... 14 Tabla A.1 Atributos de las aleaciones trabajadas de aluminio ....................................................... 14 ANEXO 3 ........................................................................................................................................... 15 Micrografías de Aleaciones de Aluminio ....................................................................................... 15 ANEXO 4 ........................................................................................................................................... 19 Micrografías de muestras metalográficas de piezas automotrices ................................................. 19

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“METALOGRAFIA DE PIEZAS AUTOMOTRICES DE ALUMINIO ”

"METALOGRAPHY OF AUTOMOTIVE ALUMINUM PARTS" Vladimir P. Villalta Facultad de Ingeniería de Procesos, Escuela Profesional de Ingeniería Metalúrgica, Curso de Metalografía y Microscopia Electrónica, Universidad Nacional de San Agustín, Arequipa, Perú. Email: [email protected] - [email protected]

RESUMEN El aluminio es un poderoso aleante que está innovando en el mercado automotriz, junto con demás elemento como son el Si, Mg, Mn y demás elementos que darán inicio a una aleación que tendrá propiedades mayores a la de un acero que servirá mucho en la industria automotriz, desplazando a las típicas estructuras de acero. Las aleaciones de aluminio en su mayoría de Al-Si y Al-Si-Mg, provocaron una visible mejora en las propiedades de estructuras utilizadas anteriormente, otorgando a los vehículos una notable ligereza en las estructuras y por ende un ahorro enorme de combustible y energía, resistencia a la corrosión lo que conlleva una vida más duradera de este. Entonces el aluminio es ideal porque es ligero y resistente a la corrosión y fácil de cortar, como también tiene un alto coeficiente de transmisión de temperatura. La metalografía de diferentes piezas automotrices nos ayudara a reconocer su microestructura de cada una de ellas demostrando que la matriz principal es el aluminio en las piezas a estudiar.

Palabras clave: Aleante, Corrosión, Ligereza, Matriz principal, Desplazar. ABSTRACT Aluminum is a powerful alloy that is innovating in the automotive market, along with other elements such as Si, Mg, Mn and other elements that will start an alloy that will have properties greater than a steel that will serve much in the industry automotive, displacing the typical steel structures. The aluminum alloys, mostly Al-Si and Al-Si-Mg, caused a visible improvement in the properties of previously used structures, giving the vehicles a remarkable lightness in the structures and therefo re a huge saving of fuel and energy, resistance to corrosion which leads to a longer life of this. Then aluminum is ideal because it is light and resistant to corrosion and easy to cut, as it also has a high coefficient of temperature transmission. The metallography of different automotive parts will help us to recognize their microstructure of e ach of them demonstrating that the main matrix is aluminum in the pieces to be studied.

Key words: Flare, Corrosion, Lightness, Main matrix, Move.

1. INTRODUCCIÓN El aluminio y sus aleaciones son materiales que destacan por su ligereza y resistencia a la corrosión, así como por su elevada conductividad térmica y eléctrica. Las propiedades mecánicas del aluminio puro son bastante moderadas, pero aleado con

otros elementos las mejora notablemente. Si se comparan la resistencia o la rigidez específica (en relación con la densidad) los aluminios son más ventajosos que los aceros en determinadas aplicaciones (aeronáutica, vehículos, piezas a grandes aceleraciones). Estas cualidades, junto con la gran aptitud para la conformación (deformación 4

en frío, forja, moldeo, extrusión, mecanizado), han convertido a los aluminios en el segundo grupo de materiales más empleados. La industria automotriz es uno de los sectores más importantes en La industria moderna, los países con una gran industria manufacturera automotriz contribuyen con una porción muy grande en el PIB (Producto Interno Bruto). Lo anterior, sumado al masivo uso de este sistema individual de transporte, ha provocado que este sector se convierta en un factor económico importante. En la industria automovilística podremos encontrar muchas aleaciones que tendrán aluminio en altas y bajas cantidades.

2. ANTECEDENTES El aluminio es un metal fuerte, se usa en vehículos utilitarios y de todo terreno. El aluminio absorbe la energía cinética que lleva el vehículo, en un impacto que involucre un vehículo con estructuras de aluminio, una alta proporción del impacto son absorbidos por la estructura y no por los ocupantes como en los vehículos con estructuras de acero. 

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Se estima que el 90% de los tractos camiones y autobuses tienen estructuras de aluminio, las componentes de aluminio pueden recortar 1800 kg del peso de un tracto camión y esto se refleja en que puede llevar más carga sin exceder los límites de peso. En vehículos comerciales pequeños, las estructuras de aluminio pueden pesar 45% menos que las estructuras de acero, por lo tanto pueden ser ensamblados en un chasis pequeño. Los vagones más modernos que utilizan el metro y trenes de carga están hechos de aluminio. Los transbordadores utilizados en Europa que alcanzan velocidades de 35-50 nudos son construidos con aluminio y se consideran como un trasporte rápido y revolucionario en rutas cortas sobre el mar.

En un estudio se demostró que por cada kilogramo de aluminio que reemplace a otro de un metal más pesado se tendrá un ahorro de 20 kg de CO2. En este Reemplazo puede llegar a ahorrar hasta 2.5

toneladas métricas de CO2 lo cual representa un ahorro de 8781 de gasolina, en un vehículo con 125 kg de aluminio que hayan reemplazado a un material de mayor peso, por lo tanto el ahorro de gasolina será mayor y el impacto ecológico será menor. Las ventajas de usar aluminio han permitido en los vehículos comerciales, importantes ventajas que son: El bajo peso del vehículo, provee una capacidad  de carga mayor y a un consumo más bajo de combustible. Lo anterior conduce a una reducción en el  impacto ecológico. La resistencia a la corrosión da una vida de  servicio mayor, sumado con la reducción de los costos de reparación y mantenimiento. La excelente formalidad del aluminio hace  posible un amplio uso de diseños multifuncionales. En cuanto al aluminio, existe un amplio rango de oportunidades de emplear aluminio en un vehículo automotriz, desde el chasis hasta la estructura del cuerpo del vehículo. El uso del aluminio ofrece un considerable potencial de reducir el peso en el cuerpo del automóvil, el cual normalmente está fabricado usando acero. El uso del aluminio en aplicaciones automotrices ha crecido sustancialmente en los últimos años. Un total de cerca de 110kg de aluminio por vehículo entre 1996 y 2000 ha aumentado a predecirse que para 2015 se estarían utilizando entre 250 y 340 kg de aluminio en el vehículo, tanto en los paneles del cuerpo como en su estructura, reduciría en gran medida el peso del mismo

2.1 ALEACIONES DE ALUMINIO a) 99% de aluminio mínimo: Usados en donde se requiera conductividad eléctrica, aleaciones usadas para motores eléctricos.

b) Al + Cu: Contiene 4-8% de cobre, se utiliza donde se requiere esfuerzo a la cedencia y elongación moderada, como son las cabezas automotrices, pistones, engranes, carcazas de bombas. 5

c) Al + (Si-Mg), (Si-Cu) o (Si-Mg-Cu): De este tipo de

es el elemento aleante principal, tiene una alta resistencia a la corrosión, es muy costosos se utiliza en construcciones y acabados arquitectónicos,

(si un límite de fatiga definido) y la resiliencia es normalmente elevada excepto para los aluminios más resistentes (Al-Cu y Al-Zn). El comportamiento a temperaturas elevadas es escaso: a partir de 100 a 150 °C según las aleaciones, la fluencia comienza a manifestarse de forma acusada y disminuyen considerablemente las propiedades mecánicas (resistencia a la tracción, límite elástico y dureza) y, a partir de 350 °C la resistencia sólo se mantiene en valores residuales; en el intervalo 200 a 300 °C, el mejor comportamiento mecánico se halla en los grupos Al-Cu y Al-Mg. En cambio, las propiedades a bajas temperaturas son excelentes, la resistencia aumenta y la resiliencia, el límite elástico y el alargamiento se mantienen hasta temperaturas operativas de  –195 °C.

g) Al + Zn: Esta aleación envejecidas en forma

c) Aptitudes Para la Conformación

natural alcanza su máxima resistencia después de 20-30 días a temperatura ambiente de después de ser vaciadas.

La baja temperatura de fusión (520 a 650 °C) facilita el moldeo de piezas complicadas (molde de arena, coquilla; por inyección se obtienen piezas de gran precisión dimensional). La elevada ductilidad facilita la conformación de productos o piezas por deformación plástica (en frío y en caliente) a través de la laminación (chapas y barras), la forja o la extrusión (perfiles, eventualmente vacíos, de formas complejas difíciles de obtener con otros materiales). La gran maquinabilidad a altas velocidades de las aleaciones de aluminio proporciona una elevada productividad, un abaratamiento de los costes y un ahorro de energía.

aleaciones, las más utilizadas con las que contiene Cu y Si. Las encontramos en las aplicaciones ornamentales, reflectores, partes de suspensión, pistones y Principalmente monoblocks y cabezas de automotrices.

d) Al + Si: utilizadas donde se requiere buena resistencia a la corrosión las aplicaciones de esta son en utensilios de cocina, aplicaciones marinas, ornamentales, propelas, defensas, etc.

f) Al + Mg: En este tipo de aleaciones el magnesio

h) Al + Sn: Este tipo de aleaciones presenta un contenido de estaño de 6% generalmente este tipo de aleaciones se utilizan para la fabricación de bujes y chumaceras, debido a la lubricación impartida por el estaño.

2.2 PROPIEDADES DE LAS ALEACIONES DE ALUMINIO a) Propiedades Físicas Densidad muy baja (2,7 Mg/ 3 , 1/3 de la de los aceros); conductividad térmica elevada (80 a 230 W/m.K), cosa beneficiosa en piezas que deben conducir o disipar calor; conductividad eléctrica elevada (resistividad 28 a 60 nΩ.m); calor específico elevado (865 a 905 J/kg.K); dilatación térmica elevada (20 entre 25 μm /m.k el doble que los aceros).

b) Propiedades Mecanicas A temperatura ambiente, la resistencia a la tr acción (150 a 450 Mpa), el límite elástico (100 a 300 Mpa) y el módulo de elasticidad (69 a 73 Gpa) son moderados, y las durezas algo bajas, en general no adecuadas para soportar grandes presiones superficiales; la resistencia a la fatiga es aceptable

2.3 ESTADOS DE SUMINISTRO Y TRATAMIENTOS TÉRMICOS a) Endurecimiento por Deformación en Frío Algunos de los grupos de aleación de aluminio (Alcomercial, Al-Mn, Al-Mg) sólo se pueden endurecer por deformación en frío, seguida o no de un recocido parcial o estabilización. Los estados de deformación en frío se indican por: H1x, deformación en frío, H2x deformación en frío seguida de un recocido parcial; H3x, deformación en frío seguida de una estabilización. El segundo dígito, x indica el grado de dureza: 2 (1/4 duro), 4 (1/2 duro), 6 (3/4 duro), 8 (duro).

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b) Tratamientos Termicos Las propiedades mecánicas de determinadas aleaciones de aluminio pueden mejorarse por medio del tratamiento térmico denominado bonificación, que consta de tres fases:

algunas aleaciones experimentan corrosiones intercristalinas. En todo caso, cabe reseñar el mal comportamiento a corrosión de las aleaciones que contienen Cu, especialmente en ambientes salinos.

a) Anodización 

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Solubilización de los elementos de la aleación., por calentamiento del material durante un cierto tiempo a temperatura adecuada. Temple o enfriamiento enérgico para producir una aleación sobresaturada a temperatura ambiente. Maduración o envejecimiento consistente en la precipitación de pequeñas partículas de material de la aleación, ya sea a temperatura ambiente (maduración natural) o a temperatura controlada (maduración artificial).

Los grupos de aleaciones que se pueden bonificar (además de de endurecer por deformación en frío) son: Al-Cu, Al-Mg-Si y Al-Zn, así como también algunos sobre la base de Si. Los principales tratamientos térmicos son: recocido total en piezas forjadas O y en piezas moldeadas T2; enfriamiento rápido (o temple) después de la transformación en caliente (sin solubilización específica) y maduración natural, T1,o artificial T5, en este caso, eventualmente seguido de una deformación en frío, T10; solubilización, temple y maduración natural, T4, o artificial T6; solubilización, temple, deformación en frío y maduración natural, T3, o artificial T8; solubilización, temple, maduración artificial y deformación en frío, T9; y solubilización, temple y estabilización T7.

2.4 RESISTENCIA A LA CORROSIÓN. ANODIZACIÓN. Gracias a la extraordinaria afinidad con el oxígeno, el aluminio se recubre espontáneamente de una capa superficial de óxido de unos pocos átomos de espesor (según se destruye, se regenera), tupida e impermeable, que protege el material de oxidaciones posteriores y del ataque de la mayoría de substancias orgánicas e inorgánicas cosa que le proporciona inocuidad sanitaria (alimentos, útiles de uso personal); en ciertos medios corrosivos,

Tratamiento superficial que consiste en situar el material en el ánodo de una celda electrolítica donde se libera oxígeno, que refuerza la capa protectora del óxido (normalmente de 5 a 25 μm de espesor; en la anodización dura, las capas son más gruesas y duras, de 25 a 150 μm). Los efectos de la anodización son diversos: Acción protectora contra la corrosión  Acción decorativa (con la adición de colorantes,  las piezas y los productos adquieren un aspecto atractivo), Mejora de la resistencia al desgaste  (anodización dura) y aislamiento eléctrico. En principio todos los grupos de aleación de aluminio son aptos para la anodización, pero los que dan mejores resultados son el Al puro y las aleaciones de Al-Mg y Al-Mg-Sí. De manera general se mejora su dureza, su resistencia al desgaste y ayuda a soportar mayores temperaturas.

2.5 ALEACIONES DE ALUMINIO EN SOLDADURA PARA LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ En la actualidad la industria está exigiendo la selección de materiales de bajo peso específico, con miras a lograr mayores eficiencias y mejores comportamientos en las diferentes aplicaciones que así lo requieran, como el caso de la industria automotriz, aeronáutica y estructural, entre otras; este acelerado proceso se ha visto reflejado en el incremento del uso de aleaciones de aluminio y magnesio, y como consecuencia se genera la necesidad de unir por medio de procesos de manufactura, los componentes producidos con estas aleaciones. Adicionalmente en las aleaciones de aluminio, se dificulta soldar por proceso de fusión, debido a los requerimientos de gas protector, a la remoción de las capas de óxido de la superficie y la generación de poros y de agrietamiento en la solidificación

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durante el enfriamiento desde la fase líquida. Ante esta situación surge como alternativa la soldadura por fricción agitación de puntos, SFAP, que ofrece grandes ventajas competitivas frente a los procesos de soldadura por fusión, dado que es un proceso de soldadura en estado sólido, que no requiere material de aporte o gas protector, la energía utilizada es menor y consecuentemente la zona térmicamente afectada ZTA y los esfuerzos residuales asociados con la soldadura son relativamente pequeños, con microestructura fina en la zona de la unión y la ausencia de fisuras y porosidad. Basado en el análisis del comportamiento mecánico y evaluación de los costos, la SFAP se considera un proceso de soldadura muy viable  para la industria automotriz.

3. JUSTIFICACION Según la teoría nos dice que en la industria automovilística se está usando mucho el aluminio es por ello de esta investigación cual objetivo principal comprobar aquello mediante la realización de las microestructuras de diferentes partes automotrices, en este caso tendremos partes (Anexo 1): Pistón  Bomba de freno.  Pieza para la correcta indicación del  velocímetro de tablero. Zapato de freno.  Parte exterior de una moto 

4. DESCRIPCION DEL PROBLEMA El aluminio en la industria automovilística de ahora es muy usado con varios elementos que hacen un aleante muy importante para esta industria que confiere propiedades significativas en comparación de los aceros. Este trabajo nos permitirá reconocer partes automovilísticas que tendrán como uno de elementos aleantes el aluminio para ello lo podremos reconocer mediante: Microestructura, previo a una preparación  mecánica de probetas del objeto a identificar.

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Físicamente, al observar la dureza que este presenta al ser rayado por otro cuerpo.

5. PLANTEAMIENTO TEORICO Mediante la micrografía por teoría depende de los objetos a investigar ya que ellos constaran de diferentes aleaciones y diferentes porcentajes de aluminio. Por ejemplo un pistón estaría compuesto por: Aluminio y cobre  Aluminio, cobre y níquel  Aluminio y silicio  Las aleaciones más empleadas son las de Aluminio y silicio puesto que ofrecen optima resistencia mecánica y coeficiente de dilatación de baja, junto con un elevado coeficiente de dilatación térmica. En la tabla1 observamos la composición química de un pistón. En el Anexo 2 dos se mostrara las composiciones más comunes. Si 12.05 Zn 0.009

Cu 1.24 Ti 0.008

Mg 0.98 Pb 0.002

Ni 1.05 Sn 0.001

Fe 0.36 Ca 0.002

MN 0.04 Al Base

Tabla 1. Composición química de la aleación base Las micrografías que trataremos de ver serán las que en teoría tendremos en el Anexo 3 las cuales con micrografías bases de diferentes aleaciones de aluminio.

6. OBJETIVOS - Como primer objeto es reconocer mediante estudios metalográficos la severidad que contenga aluminio como uno de los compuestos de la aleación que contenga dicha probeta. - Saber identificar si tiene aluminio como uno de los compuestos principales de dicha pieza a estudiar. - Dar importancia en el uso de aluminio en la industria automotriz. - Informar sobre la importancia del aluminio que al ser aleado con otro compuesto como son el Si y Mg como principales elementos, las piezas confieren propiedades únicas que los aceros no logran 8

satisfacer, otorgando a estas aleaciones propiedades únicas ya mencionadas en este investigación y teniendo una vista general de las aleaciones en el Anexo 2 (Tabla A.1), de esta manera da una gran ayuda a la industria automotriz mediante estas aleaciones.

7. METODOLOGIA Para poder ver las muestras metalografía preparamos 5 muestras como en la Fig. 2, sacadas de un pistón, Bomba de freno, pieza para la correcta indicación del velocímetro de tablero, zapato de freno y parte exterior de una moto cuyas figuras se encuentran en el Anexo 1.

Fig. 1 Trozos de piezas enumeradas cuyas partes encuentran el Anexo 1

Fig. 3 Muestras pulidas lista para atacar. El ataque para estas muestras se hizo con 100 ml de agua destilada y 1-2 g de Hidróxido de Sodio (Fig.4). Esta solución será calentada hasta los 55 a 60°C ° para luego ser atacada por 5 a 10 segundos.

automotrices enteras se

Fig. 4 Solucion de HNa y Agua destilada en un vaso precipitado, calentando hasta una temperatura de 55°C. Fig. 2 Muestras para la preparación mecánica. Para poder ver las microestructuras en el microscopio metalográfico, las muestras deben de pasar por algunas etapas para su correcta visualización, como son la selección y extracción, montaje, esmerilado grueso y fino y por ultimo pulido final para su ataque y visualización en el microscopio. La parte del pulido para estas muestras se dieron en diferentes abrasivos (lijas al agua) de numeración: 250, 400, 800, 1200, 1500 y 2000.

Fig. 5. Ataque de una muestra metalográfica

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8. RESULTADOS ESPERADOS, APLICACIONES Y USO DEL PROYECTO.

POSIBLES

RESULTADOS Preparamos 5 muestras metalográficas de las cuales identificamos cada una de ellas físicamente comprobando la dureza (La dureza es la oposición que presenta un material a ser rayado o penetrado por otro cuerpo sólido) sabiendo esto hicimos unas pequeñas pruebas con cada probeta: La probeta numero 2 al ser rayado por otro  cuerpo demostró una dureza que las demás no presentaban, en cambio las demás eran fáciles de ser rayadas mostrando desprendimiento del material en forma viruta. Entonces se presume que la muestra metalográfica numero 2 será un material de acero.

Fig. 7 Aleación de Al-Si, recocido. Donde el Si(oscuro) y Al(claro) tendremos una estructura dendrítica. Atacada con una solución de Hidróxido de sodio con agua destilada a 55°C.(200x) La muestra metalográfica número 3 referida a una  pieza para la correcta indicación del velocímetro de tablero muestra la siguiente microestructura al ser atacada con una solución de Hidróxido de sodio y agua destilada a 55°C.

Fig. 6 Muestra número 2, se ven las rayas realizadas con otro cuerpo con dificultad y sin desprendimiento de material en forma de viruta. 

Las otras 4 probetas sobrantes fueron atacadas con la solución preparada previamente calentada en una luna de reloj. (En el Anexo 3 se ve las muestras metalográficas con sus respectivas microestructuras).

La muestra metalográfica número 1 referida a un  pistón muestra la siguiente microestructura al ser atacada con una solución de Hidróxido de sodio y agua destilada a 55°C.

Fig. 8 Aleación de Al-Si. Es una estructura parecida a la figura anterior. Atacada con una solución de Hidróxido de sodio con agua destilada a 55°C.(100x) La muestra metalográfica número 4 referida a un la siguiente  zapato de freno  muestra microestructura al ser atacada con una solución de Hidróxido de sodio y agua destilada a 55°C.

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POSIBLES APLICACIONES Y USOS Las diversas aplicaciones que se le puede dar a esta investigación es por ejemplo como una guía para poder reconocer estructuras de aleaciones de aluminio que hoy en día se utilizan en la industria automotriz. Poder reconocer una aleación de aluminio a la de una estructura de acero. Informarse sobre lo importante que se ha vuelto el aluminio hoy en día para la industria automotriz.

Fig. 9 Aleación de Al-Si. Es una estructura que se observa una dendrita a punto de fusionarse, tendrá estructuras de silicio en forma de pequeñas ramas alargadas muy desordenadas. Atacada con una solución de Hidróxido de sodio con agua destilada a 55°C.(100x) La muestra metalográfica número 5 referida a una  pieza exterior de una motocicleta  muestra la siguiente microestructura al ser atacada con una solución de Hidróxido de sodio y agua destilada a 55°C.

Fig. 10 Aleación Al-Si Moldeada en molde metálico presenta formaciones de dendritas en fase primaria el Si está situado entre los espacios interdendriticos, presenta estructuras globulares que se presume que podría ser Mg2Si, es una estructura parecida a la del Anexo 3 Fig. A.22. Atacada con una solución de Hidróxido de sodio con agua destilada a 55°C.(100x)

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BIBLIOGRAFÍA

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ANEXO 1 Imágenes de piezas automotrices y su preparación para muestras metalográficas

Fig. A.1 Pistón

Fig. A.2 Bomba de Freno

Fig. A.3 Pieza para para la correcta indicación del velocímetro de tablero.

Fig. A.4 Zapato de freno.

Fig. A.5 Parte exterior de una moto

Fig. A.6 Motocicleta de la cual se sacó la pieza de la Fig. A.5

Fig. A.7 Probetas para poder ser macladas.

Fig. A.8 Vitalloy en sólido y líquido para la obtención de una pieza como en la Fig. A.9

Fig. A.9 Muestras metalográficas.

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ANEXO 2 Tabla A.1 Atributos de las aleaciones trabajadas de aluminio

1xxx: Aluminio puro.

2xxx: Aleaciones Al-Cu.

3xxx: Aleaciones Al-Mn.

4xxx: Aleaciones Al-Si.

5xxx: Aleaciones Al-Mg.

6xxx: Aleaciones Al-Mg-Si.

7xxx: Aleaciones Al-Zn.

8xxx: Aleaciones Al-Otros elementos

- Propensa a endurecimiento por deformación y a soldaduras. - Excepcionalmente alta maleabilidad, resistencia a la corrosión y gran conductor de electricidad. - Resistencia a la tensión aproximada entre 10 y 27 ksi. - Tratable térmicamente. - Alta resistencia, a temperatura elevada y temperatura ambiente. - Resistencia a la tensión aproximada de 27 a 62 ksi. - Algunas aleaciones son soldables y posee baja resistencia a la corrosión. - Alta maleabilidad y resistencia a la corrosión pero no muy buena resistencia. - Resistencia a la tensión aproximada de 16 a 41 ksi. - Propensa a endurecimiento por deformación. -Algunas aleaciones son tratables térmicamente. - Resistencia de nivel medio. - Resistencia a la tensión aproximada de 25 a 55 ksi. - Presenta facilidad para soldarse. - Propensa a endurecimiento por deformación. - Excelente resistencia a la corrosión, soldabilidad y resistencia moderada. - Resistencia a la tensión aproximada de 18 a 55 ksi. - Propensa a tratamientos térmicos. - Alta resistencia a la corrosión, excelente facilidad para extrusión, resistencia moderada. - Resistencia a la tensión aproximada entre 18 a 58 ksi. - Presenta facilidad para soldarse. - Tratable térmicamente. - Presenta muy alta resistencia. - Resistencia a la tensión aproximada entre 32 y 88 ksi. - Soldable mecánicamente. - Tratable térmicamente. - Alta conductividad resistencia y dureza. - Resistencia a la tensión aproximada entre 17 y 60 ksi. - Comúnmente aleada con Fe, Ni y Li.

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ANEXO 3 Micrografías de Aleaciones de Aluminio

Fig. A.11 Aluminio puro comercial. La aleación enfriada a la velocidad media presenta una menor dispersión, con menos granulación y restricción del eutéctico intergranular complejo. Dureza: HV 5-45. Ataque: HF (5%) (500x)

Fig. A.12 Aluminio puro (99.5Al, 0.25Fe, 0.23Si, trazas de Mg,Zn). Estructura bruta de fusión, dendrítica, grosera segregada de solución α (aluminio) con elementos solubles y precipitados, entre los cristales (AlFeSi y ). Dureza: 39HB; resistencia a la tracción: 9.8 kg/ ; elongación: 13%, Ataque: HF (5%) (100x)

Fig. A.12 Aleación 5086-H43 laminado en frio y estabilizado de 120 a 175°C. Se nota partículas de      (oscuros). Ataque: HF (5%) + calentamiento hasta ebullición y adición de ácido molibdico () hasta saturación. (100x)

Fig. A.13 Aleación de Al-Mg (95Al, 5Mg, 0.6Mn, 0.4Fe, 0.5Si, 0.2Zn, 0.1Cr, 0.05Cu). Estructura bruta de fusión. Solución solida con segregación dendrítica de AlMg y/o    (oscuros). Ataque: HF (5%) + calentamiento hasta ebullición y adición de ácido molibdico () hasta saturación. (100x)

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Fig. A.14 Aleación 2025 (4Cu, 0.6Mn, 0.5Fe, 0.5Mg, 0.3Si, resto Al), laminado en caliente, La matriz es una solución sólida, las pequeñas partículas globulares (oscuras) son probablemente Fe , o un componente complejo que contiene hierro y las partículas mayores Cu  o Mn no disueltas. Ataque: HF (5%) + calentamiento hasta ebullición y adición de ácido molibdico () hasta saturación. (100x)

Fig. A.16 Aleación 2024 (4Cu, 1.6Mg, 0.5Mn, 0.7Si, resto Al), forjada. Debido al reactivo de ataque y tinte, los cristales tienen contraste dependiente de la orientación. Algunas partículas y dispersiones de Cu (blanco), Mg o  CuMg, Mn y otros. Dureza; HV 5-140. Ataque: HF (5%) + calentamiento hasta ebullición y adición de ácido molibdico () hasta saturación. (200x)

Fig. A.15 Aleación 2024. Se nota la corrocion intercristalina en ciertos granos de la matriz aluminio y l presencia de otros constituyentes precipitados como AlCuMg + Mn + Si .(500x)

Fig. A.16 Aleación 7074 (5.6Zn, 2.5Mg, 1.6Cu, 0.3Cr, resto Al), Forjado, templado y recocido. Se nota partículas finas y gruesas de Mg (negros) y pozas partículas insolubles de Fe (claro alineados) en una matriz de solución solida rica en aluminio. Ataque: HF (5%) + calentamiento hasta ebullición y adición de ácido molibdico ( ) hasta saturación. (200x)

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Fig. A.17 Aleación 208 (4.1Cu, 2.8Si, resto Al) fundido. Aleacion hipoeutectica de Al-Si mostrando dendritas de aluminio primario o proeutectico rodeado por la mezcla eutéctica de aluminio y silicio (estructura clara y oscura fina y alternada). Ataque: HF (5%) + calentamiento hasta ebullición y adición de ácido molibdico () hasta saturación. (100x)

Fig. A.18 Aleación 413 (12si, 2Fe, resto Al), fundido en coquilla. La microestructura muestra en su totalidad de la mezcla eutéctica de aluminio y silicio. Ataque: HF (5%) + calentamiento hasta ebullición y adición de ácido molibdico () hasta saturación. (200x)

Fig. A.19 Aleación 356 (7Si, 0.3Mg, resto Al). Se muestra cristales dendríticos de aluminio en una matriz oscura del eutéctico Al-Si. El aspecto granular fino indica modificaciones de la aleación. Además se nota las dendritas sobreatacadas, descoloreado, debido al agente corrosivo del aluminio. Ataque: HF (5%) + calentamiento hasta ebullición y adición de ácido molibdico () hasta saturación. (200x)

Fig. A.20 Aleación Al-Si (15Si), fundido en coquilla. Se muestra una estructura modificada compuesto por aluminio en el cual se ha separado en cristales de silicio en forma de placas, lamina y agujas relativamente grandes. Sin ataque. (200x)

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Fig. A.20 Aleación Al-Cu-Si (25.5Cu, 5.3Si, resto Al). Se muestra un eutectco (x+o) casi laminar, con cristales grises primarios de silico. x(claro), o(oscuro), Ataque: Reactivo de Kellery y agua. (500x)

Fig. A.20 Aleación fundida Al-Cu-Si (35Cu, 4Si, resto Al). Se nota áreas de x(claro) rodeado de o(oscuro) y partículas gruesas de silicio, ya sea como plaquetas o cubos. Ataque: solución acuosa de nitrato férrico (15%). (200x)

Fig. A.21 Aleación de Al-Si. (500x)

Fig. A.22 Aleación Al-Si Moldeada en molde metálico (Al6,8%Si-0,153%Fe-0,37%Mg-0,0006%Mn-0,14%Ti-0,0004%Sr) presenta dendritas de fase primaria (α-Al) y un eutéctico (AlSi) situado en los espacios interdendríticos. El Si que forma parte del eutéctico aparece en forma de pequeñas agujas o escamas debido al efecto modificador del Sr. Esta aleación presenta, además, tres tipos de compuestos intermetálicos, todos ellos localizados en la región interdendrítica: -Agujas o placas de β-AlFeSi -El compuesto π-AlFeSiMg con morfología de escritura china y que presenta una tonalidad clara. -Pequeños glóbulos de Mg2Si de tonalidad oscura y que debido a su baja proporción son difíciles de identificar mediante microscopía óptica.

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ANEXO 4 Micrografías de muestras metalográficas de piezas automotrices

Fig. A.22 Muestra metalográfica 1

Fig. A.24 Muestra metalográfica 3

Fig. A.23 Aleación de Al-Si, recocido. Donde el Si(oscuro) y Al(claro) tendremos una estructura dendrítica. Atacada con una solución de Hidróxido de sodio con agua destilada a 55°C.(200x)

Fig. A.25 Aleación de Al-Si. Es una estructura parecida a la figura anterior. Atacada con una solución de Hidróxido de sodio con agua destilada a 55°C.(100x)

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Fig. A.26 Muestra metalográfica 4

Fig. A.27 Aleación de Al-Si. Es una estructura que se observa una dendrita a punto de fusionarse, tendrá estructuras de silicio en forma de pequeñas ramas alargadas muy desordenadas. Atacada con una solución de Hidróxido de sodio con agua destilada a 55°C.(100x)

Fig. A.28 Muestra metalográfica 5

Fig. A.29 Aleación Al-Si Moldeada en molde metálico presenta formaciones de dendritas en fase primaria el Si está situado entre los espacios interdendriticos, presenta estructuras globulares que se presume que podría ser Mg 2Si, es una estructura parecida a la del Anexo 3 Fig. A.22. Atacada con una solución de Hidróxido de sodio con agua destilada a 55°C.(100x)

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