Aleaciones

ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO

DEPARTAMENTO DE CIENCIA DE ENERGÍA Y MECÁNICA
INGENIERÍA MECÁNICA
CIENCIA DE LOS MATERIALES II
PROYECTO DE FIN DE CURSO
TEMA: ALEACIONES

DAVID SANCHEZ

INTRODUCCIÓN

ALEACIÓN
Una aleación es una mezcla solida totalmente homogénea constituida principalmente por metales para producir un material con propiedades mejoradas.

Se clasifican básicamenteen dos tipos:

Aleaciones Ferrosas
* Dentro de este grupo entran todos los aceros.
* Su principal componente es el hierro.
* Son las más producidas en la industria.
* Su uso generalizado se debe a:
* Abundancia de hierro en el planeta.
* Son de fácil fabricación.
* Pueden ser adaptadas para obtener diversas propiedades requeridas.

* Su principalinconveniente es que son susceptibles a la corrosión.

Aleaciones No Ferrosas
Su principal componente es un metal diferente del hierro (Fe) como el cobre, aluminio magnesio y principalmente el níquel.
Se clasifican según el componente en mayor cantidad dentro de la aleación.
*
* Cobre
* Aluminio
* Magnesio
* Titanio
* Superaleaciones
* Níquel
* Plomo, estaño y zincSuperaleaciones

También llamadas aleación de alto rendimiento, es una aleación metálica que presenta una excelente resistencia mecánica y resistencia a la fluencia de altas temperaturas, buena estabilidad de la superficie y la corrosión y una gran resistencia a la oxidación. Las superaleaciones tienen una gran combinación de propiedades. Como principal aplicación se tiene los componentes deturbinas especiales, reactores nucleares y equipos petroquímicos. Las superaleaciones deben ser expuestas a medios oxidantes, de elevada temperatura y durante periodos de tiempo razonables.
Son clasificadas según su principal componente de la aleación que puede ser cobalto, níquel o hierro.

La primera superaleación creada fue llamada Ni29 la cual incluía 5% Cr (en peso) 10% W, 5% Ta, Al al 6%,C al 0.05%, (Y203) entre 0.5% y 2%

Superaleaciones en base de níquel.

Las superaleaciones en base de níquel con una gran combinación de resistencia a altas temperaturas, tenacidad y a la oxidación son las mas usadas. En las ultimas décadas se crearon aleaciones que pueden soportar temperaturas entre los 1050°C y 1200°C, temperaturas que son aproximadamente el 90% de la resistencia delmaterial.

Aplicaciones
Como aplicaciones para esta aleación se tiene las turbinas de generación, motores de cohetes, procesamiento en plantas químicas y generación de energía nuclear, siendo un componente esencial en los diferentes procesos que se llevan a cabo. También tenemos aleaciones en base de níquel en los motores de turbinas de gas.
“El soluto principal para las aleaciones en base deníquel es el aluminio, o en su defecto el titanio con una concentración total que es generalmente menor al 10%.
Esto genera una microestructura de equilibrio de dos fases, que consiste en gamma (γ) y gamma prima ('γ). Es la γ ', la que es en gran parte responsable de la fuerza elevada temperatura del material y su resistencia a la fluencia increíble deformación. La cantidad de γ 'depende de lacomposición química y la temperatura, como se ilustra en los diagramas ternarios de fase inferiores.”

Las superaleaciones en base de níquel constituyen entre el 40% y 50% del material total de los motores de las aeronaves y son usados principalmente en la cámara de combustión y en la sección de la turbina donde se tienen temperaturas muy elevadas.
Para obtener estas superaleaciones y sus grandespropiedades se debe añadir elementos en pequeñas cantidades, así se controla el tamaño de grano y se le otorga sus propiedades mecánicas, las que están influenciadas por el tamaño de grano.

Tabla 2: composición de superaleaciones con base de níquel. Tomado de: Journal Of Propulsion And Power

INVESTIGACIONES

Inconel 625
“Es una superaleación de base níquel que presenta una gran...