Materiales compuestos de matriz metalica

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REVISIÓN

Materiales compuestos de matriz metálica. I parte.Tipos, propiedades, aplicaciones^
Cesar Edil da Costa*, Francisco Velasco López* y José Manuel Torralba Castelló*
Resumen En este trabajo se realiza una revisión acerca del estado actual de los materiales compuestos de matriz metálica habitualmente utilizados en la industria aeronáutica y automotriz. Normalmente, son materiales debase aleaciones ligeras (Al, Ti o Mg) reforzados con fibras o partículas. En esta revisión se repasan las distintas familias de materiales de matriz metálica, se da una visión general acerca de sus propiedades y, por último, se comentan algunas de sus principales aplicaciones.

Palabras clave

Materiales compuestos. Matriz metálica. Aleaciones ligeras.

Metal matrix composites. Part 1 .Types,properties, applications
Abstract A n overview on the state of the art of metal matrix composites used in the automotive and aerospace industries is made. These materials usually^are based on light alloys (Al, Ti and Mg) and reinforced with fibres or particles. In this review, it is presented a general scope on the different MMCs families, about their properties and their main applications.Keywords

Metal matrix. Composites. Light alloys.

1. INTRODUCCIÓN
Bajo el epígrafe "material compuesto de matriz metálica (MMC)", podrían incluirse dos grandes familias de materiales: aquellos materiales destinados para aplicaciones de corte y desgaste (carburos cementados, aceros reforzados con carburos, etc.) y aquellos materiales de alta rigidez, resistencia y módulo específico, normalmentedestinados para aplicaciones estructurales en la industria automotriz o aeronáutica. El primer grupo de materiales se basa en matrices de metales de transición (Co, Fe, Ni) y el segundo en aleaciones ligeras (base Al, Ti, Mg). Pese a que en buena ortodoxia, ambas familias caen bajo el paraguas de los MMCs, en la mayoría de tratados y revisiones únicamente se considera como tales los materialespertenecientes a esta última familia, considerando a casi todos los materiales del primer grupo bajo la definición de "metal duro". Siguiendo esta línea, el objeto de esta revisión serán aquellos materiales normalmente utilizados por su alta resistencia y módulos específicos y no por su extrema dureza o resistencia al desgaste.

Los MMCs forman un grupo de materiales de los más estudiados en lasdos últimas décadas. Una de las causas por la que se desarrollaron los materiales compuestos es la obtención de propiedades imposibles de conseguir con un material monolítico. El diseño óptimo de un componente demanda un conjunto de propiedades, como por ejemplo, una alta rigidez o resistencia con mínimo peso o mínimo coste; o bien en el diseño de propiedades termomecánicas una máxima transferenciade calor junto con una mínima distorsión térmica, o todas estas propiedades juntas. Por ello, el mejor material es el que posee el perfil de propiedades que más se acerca a las definidas por el diseño. El material que optimice estas combinaciones es el que merece la pena fabricar^ ' . En principio, se pueden combinar dos materiales cualquiera para formar un compuesto (metales, cerámicos,polímeros, etc.). La fabricación se determina en función de lo atractivas que sean las propiedades que presenta. En la figura 1 vemos las diferentes clases de materiales que pueden formar un material compuesto^^^

(•) Trabajo recibido el día 23 de septiembre de 1999 y aceptado en su forma final el 5 de abril de 2000. (*) Universidade do Estado de Santa Catarina. Dept. Ing. Mecánica. Campus UniversitarioBom Retiro, 89223-100 Joinville /SC (Brasil) (**) Universidad Carlos III de Madrid. Dpto. Materiales. Avda. Universidad 30.28911 Leganés (Madrid, España). Rev, Metal Madrid 36 (2000) 179-192 (c) Consejo Superior de Investigaciones Científicas Licencia Creative Commons 3.0 España (by-nc)

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