MATERIALES ALUMINIO

ALUMINIO
1.-Propiedades o características del material
Propiedades químicas:
Información Atómica
Nombre: Aluminio
Símbolo: Al
Número atómico: 13
Grupo del sistema periódico: Grupo 13
Valencia: 3
Estado de oxidación: +3
Electronegatividad: 1,5
Radio atómico: 1,43 Å
Radio covalente: 1,18 Å
Radio iónico: 0,50 Å
Estructura cristalina: cúbica centrada en las caras (CCC), con lados delongitud 4,0495 Å. Su estructura interna FCC permite que su ductilidad se mantenga aun a temperaturas baja.
Configuración electrónica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1, o bien, [Ne] 3s2p1
Primer potencial de ionización: 6,00 eV
Masa atómica: 26,9815 g/mol.
Otras propiedades
Densidad: 2,70 g/cm3 a 20 ºC (1,56 oz/in3 a 68 ºF)
Punto de fusión: 660 ºC (933 K). La principal limitación del aluminio es su bajatemperatura de fusión (660ºC) lo cual restringe su uso por debajo de esta temperatura.
Punto de ebullición: 2467 ºC
Calor específico: 0,92 J/g K (0,22 cal/ g ºC)
Calor latente de fusión: 395•103 J/kg
Calor latente de ebullición: 9220•103 J/kg
Conductividad eléctrica: 37,8•106 S/m (siemens por metro)
Conductividad térmica: 209-230 W/m • K
Coeficiente de dilatación lineal: 2,4•10-5 ºC-1Propiedades mecánicas:
Resistencia mecánica
Las características mecánicas del aluminio varían considerablemente dependiendo del tipo de aleación que se esté considerando.
En la siguiente tabla se muestran los valores de la carga de rotura (N/mm2), el límite elástico (N/mm2), el alargamiento en la rotura (en %) y la dureza Brinell para las aleaciones de aluminio más comunes:

Tabla 1. Carga derotura, límite elástico, alargamiento y dureza de las aleaciones de aluminio







En la siguiente figura ilustrativa se muestra cómo varía el límite elástico, que es la tensión para la cual se alcanza una deformación del 0,2% en la pieza ensayada según el ensayo de tracción. Los resultados se muestran para las diferentes aleaciones de aluminio:

Figura 1. Límite elástico (N/mm2) de lasaleaciones de aluminio
En esta otra figura se muestra la variación de la carga de rotura en el ensayo de tracción para cada tipo de aleación:

Figura 2. Carga de rotura (N/mm2) de las aleaciones de aluminio

Por otro lado, la resistencia a cizallamiento es un valor importante a tener en cuenta para calcular la fuerza necesaria para el corte, así como para determinadas construcciones. Noexisten valores normalizados a este respecto, pero generalmente es un valor que está entre el 55 y 80 % de la resistencia a la tracción.
Por último, en la siguiente tabla se muestran los valores del alargamiento de la pieza que se alcanza en el ensayo de tracción, justo antes de producirse la rotura de la pieza:

Figura 3. Alargamiento en el ensayo de tracción para las aleaciones de aluminioMódulo de elasticidad (Modulo de Young)
El módulo de elasticidad longitudinal o módulo de Young (E) relaciona la tensión aplicada a una pieza según una dirección con la deformación originada en esa misma dirección, y siempre considerando un comportamiento elástico en la pieza. Para las aleaciones de aluminio, el módulo de elasticidad longitudinal, E, tiene el siguiente valor:
E= 70.000 MPa (70.000N/mm2)
Módulo de elasticidad transversal
El módulo de elasticidad transversal, módulo de cortante o también llamado módulo de cizalla, G, para la mayoría de los materiales, y en concreto para los materiales isótropos, guarda una relación fija con el módulo de elasticidad longitudinal (E) y el coeficiente de Poisson (ν), según la siguiente expresión:

G = E
2 x ( 1 + v )






Enla siguiente tabla se indica los valores para el Módulo de elasticidad transversal, G, para distintos materiales, además de para el aluminio:

Material G (MPa)
Acero 81.000
Aluminio 26.300
Bronce 41.000
Cobre 42.500
Fundición Gris (4.5 %C) 41.000
Hierro Colado < 65.000
Hierro Forjado 73.000
Latón 39.200

Tabla 3. Módulo de elasticidad transversal, G

Coeficiente de Poisson
El...