Quimica Mexicana

ALEACIONES DE ALUMINIO DE ALTA RESISTENCIA EN
ESTRUCTURAS AERONÁUTICAS
Las principales aleaciones de aluminio utilizadas como componentes estructurales en el
sector aeroespacial son las aleaciones de la serie 7xxx de alta resistencia mecánica, o las
de la serie 2xxx con reconocida mejora en la tenacidad. Las aplicaciones industriales de
estas aleaciones se explican a partir de sumicroestructura y propiedades físicomecánicas, por lo que son más usadas en bastidores y piezas del fuselaje de
componentes aeronáuticos, donde la resistencia específica también es un factor crítico.
Sirva como ejemplo que entre el 75% y el 80% de un avión comercial está fabricado
con estas “aleaciones aeroespaciales” [SMI04]. En la figura 1 se incluye un esquema
del porcentaje de losdistintos materiales empleados en el avión A340.
Aluminio 74% Composites 11% Acero 9% Titanio 4% Otros 2%
Características generales
Desde el punto de vista de la estructura cristalina las aleaciones de aluminio son cúbicas
centradas en caras (fcc) y no sufren cambios alotrópicos, lo que le confiere una alta
plasticidad, aunque las propiedades mecánicas varían enormemente según sean loselementos aleantes y los tratamientos termomecánicos a los que haya sido sometido el
aluminio. En el caso particular de las aleaciones tratables térmicamente (ej.: serie 7xxx),
el procesado térmico al que son sometidas genera una fina dispersión de partículas de
segunda fase en la matriz. Estos precipitados generados en el tratamiento térmico
disminuyen la movilidad de las dislocaciones(deslizamiento) y en consecuencia se
reduce significativamente la conformabilidad de la aleación [SOL80, SOL83]. Este
mismo efecto está acompañado de un aumento considerable de la resistencia, que
combinado con los bajos valores de densidad (2,8 g/cm
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), dan lugar a aleaciones con Capítulo II. Fundamentos teóricos
   
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una resistencia específica similar a la del acero.
En relacióncon la resistencia a la corrosión, el aluminio tiene una alta reactividad con el
oxígeno del aire, formándose de manera natural una delgada capa de óxido de aluminio
o alúmina (Al2O3) en la superficie del metal. Esta capa es adherente y protege al metal
de futuras oxidaciones, dotándole de una buena resistencia a la corrosión frente a
soluciones ácidas, pero puede ser atacada por mediosalcalinos. Y aunque la capa de
óxido puede formarse en distintos tipos de ambientes, es posible controlar y mejorar la
respuesta de estas capas superficiales haciéndolas crecer artificialmente por anodizado.
El aluminio puro y las aleaciones de aluminio no tratables térmicamente exhiben una
alta resistencia a la corrosión generalizada. En cambio, en las aleaciones tratablestérmicamente, como son las series 6000, consideradas de media resistencia, y las series
2000 y 7000 de alta resistencia mecánica, la respuesta frente al fenómeno de la
corrosión es menor. Por este motivo, estas aleaciones se utilizan en aplicaciones
aeronáuticas donde la resistencia a la corrosión es un aspecto secundario frente a la
resistencia mecánica.
2.1.2. Aleación de aluminio 7075-T6
Laaleación 7075 en temple T6 es una de las aleaciones más sólidas de la ingeniería en
general. En particular, cabe destacar las características metalográficas que le confieren
sus excelentes propiedades mecánicas. Los elevados valores de resistencia y baja
densidad son los factores claves que determinan su uso en componentes estructurales
que estén sometidos a elevadas tensiones y seanecesaria una buena respuesta frente a la
corrosión. Estas aleaciones son sustitutas de los aceros en estructuras que soportan
sobrecarga, donde se pueden explotar las ventajas del peso menor, la rigidez específica
y las correlaciones altas de la resistencia al peso. Los principales usos se encuentran en
la industria aeroespacial, militar y nuclear.
2.1.2.1. Composición y características...