Aleaciones Ligeras
Páginas: 22 (5368 palabras)
Publicado: 15 de septiembre de 2015
CAPÍTULO I:
ALEACIONES LIGERAS
1.1. Definición básica de las aleaciones ligeras:
Se denominan aleaciones ligeras a aquellas aleaciones que tienen como elemento base o principal el aluminio.
Respecto a los metales de adición, los más empleados son el cobre, silicio, cinc, níquel, hierro, titanio, cromo y cobalto. Estos materiales pueden figurar en las aleaciones juntos o aislados. Engeneral, la proporción total en que forman parte de las aleaciones ligeras, no pasa del 15%.
La característica principal de las aleaciones ligeras, es su bajo peso específico, que en algunas de ellas llega a ser hasta de 1/3 del peso específico del acero. Y aún resulta más interesante la relación de resistencia mecánica a peso específico, que algunos tipos de aleaciones ligeras es la más alta entretodos los metales y aleaciones conocidos. Esto las hace indispensables para determinadas aplicaciones, como, por ejemplo, para las construcciones aeronáuticas en las que interesan materiales muy ligeros con una resistencia mecánica mínima.
1.2. El aluminio:
El aluminio es uno de los principales componentes de la corteza terrestre conocida, de la que forma parte en unaproporción del 8,13%, superior a la del hierro, que se supone es de un 5%, y solamente superada entre los metales por el silicio (26,5%).
El aluminio no se encuentra puro en la naturaleza, sino formando parte de los minerales, de los cuales los más importantes son las bauxitas, que están formadas por un 62-65% de alúmina (Al2O3), hasta un 28% de óxido de hierro (Fe2O3), 12-30% de agua de hidratación(H2O) y hasta un 8% de sílice (SiO2).
1.2.1 Obtención del aluminio:
La obtención del aluminio se realiza en dos fases:
Separación de la alúmina (Al2O3) de las bauxitas por el procedimiento Mayer, que comprende las siguientes operaciones: Se calientan las bauxitas para deshidratarlas, una vez molidas; se atacan a continuación con lejía de sosa en caliente y a presión paraformar aluminato sódico (Na2O.Al2O3), que se separa del resto de los componentes de la bauxita; después, bajo la influencia de una pequeña cantidad de alúmina que inicia la reacción, se hidroliza el aluminato de sodio, quedando alúmina hidratada e hidróxido de sodio; y por fin, se calcina la alúmina hidratada a 1.200ºC, con lo que queda preparada para la fase siguiente.
Reducción dela alúmina disuelta en un baño de criolita (Fna, F3AI), y con cierta cantidad de fundente, por electrolisis con electrodos de carbón.
Para obtener una tonelada de aluminio son necesarias 4 Tm. de bauxita, 80 kgs. de criolita, 600 kgs. de electrodos de carbón y 22.000kw-hora. La metalurgia de aluminio es, por tanto, esencialmente electrolítica
.
1.2.2 Propiedades físicas del aluminio:
Elaluminio es un metal blanco brillante, que pulido semeja a la plata. Cristaliza en red cúbica centrada en las caras (FCC). Su peso específico es igual a 2,699, es decir, casi 1/3 del hierro (7,87). El único metal industrial más ligero que el aluminio es el magnesio, de peso específico 1,74. Su conductividad eléctrica es un 60% de la del cobre y 3,5 veces mayor que la del hierro. Su puntode fusión es 660ºC y el de ebullición 2.450ºC. Este punto de fusión relativamente bajo, unido a su punto de ebullición bastante alto facilita su fusión y moldeo.
1.2.3 Propiedades químicas
del aluminio:
La propiedad química más destacada del aluminio es su gran afinidad con el oxígeno, por lo que se emplea entre otras cosas, para la desoxidación de los baños de acero, para lasoldadura alumino-térmica (Al + Fe2O3), para la fabricación de explosivos, etc...
A pesar de esto, y aunque parezca un contrasentido, el aluminio es completamente inalterable en el aire, pues se recubre de una delgada capa de óxido, de algunas centésimas de micra, que protege el resto de la masa de la oxidación.
Debido a esta película protectora, resiste también a la acción del...
CAPÍTULO I:
ALEACIONES LIGERAS
1.1. Definición básica de las aleaciones ligeras:
Se denominan aleaciones ligeras a aquellas aleaciones que tienen como elemento base o principal el aluminio.
Respecto a los metales de adición, los más empleados son el cobre, silicio, cinc, níquel, hierro, titanio, cromo y cobalto. Estos materiales pueden figurar en las aleaciones juntos o aislados. Engeneral, la proporción total en que forman parte de las aleaciones ligeras, no pasa del 15%.
La característica principal de las aleaciones ligeras, es su bajo peso específico, que en algunas de ellas llega a ser hasta de 1/3 del peso específico del acero. Y aún resulta más interesante la relación de resistencia mecánica a peso específico, que algunos tipos de aleaciones ligeras es la más alta entretodos los metales y aleaciones conocidos. Esto las hace indispensables para determinadas aplicaciones, como, por ejemplo, para las construcciones aeronáuticas en las que interesan materiales muy ligeros con una resistencia mecánica mínima.
1.2. El aluminio:
El aluminio es uno de los principales componentes de la corteza terrestre conocida, de la que forma parte en unaproporción del 8,13%, superior a la del hierro, que se supone es de un 5%, y solamente superada entre los metales por el silicio (26,5%).
El aluminio no se encuentra puro en la naturaleza, sino formando parte de los minerales, de los cuales los más importantes son las bauxitas, que están formadas por un 62-65% de alúmina (Al2O3), hasta un 28% de óxido de hierro (Fe2O3), 12-30% de agua de hidratación(H2O) y hasta un 8% de sílice (SiO2).
1.2.1 Obtención del aluminio:
La obtención del aluminio se realiza en dos fases:
Separación de la alúmina (Al2O3) de las bauxitas por el procedimiento Mayer, que comprende las siguientes operaciones: Se calientan las bauxitas para deshidratarlas, una vez molidas; se atacan a continuación con lejía de sosa en caliente y a presión paraformar aluminato sódico (Na2O.Al2O3), que se separa del resto de los componentes de la bauxita; después, bajo la influencia de una pequeña cantidad de alúmina que inicia la reacción, se hidroliza el aluminato de sodio, quedando alúmina hidratada e hidróxido de sodio; y por fin, se calcina la alúmina hidratada a 1.200ºC, con lo que queda preparada para la fase siguiente.
Reducción dela alúmina disuelta en un baño de criolita (Fna, F3AI), y con cierta cantidad de fundente, por electrolisis con electrodos de carbón.
Para obtener una tonelada de aluminio son necesarias 4 Tm. de bauxita, 80 kgs. de criolita, 600 kgs. de electrodos de carbón y 22.000kw-hora. La metalurgia de aluminio es, por tanto, esencialmente electrolítica
.
1.2.2 Propiedades físicas del aluminio:
Elaluminio es un metal blanco brillante, que pulido semeja a la plata. Cristaliza en red cúbica centrada en las caras (FCC). Su peso específico es igual a 2,699, es decir, casi 1/3 del hierro (7,87). El único metal industrial más ligero que el aluminio es el magnesio, de peso específico 1,74. Su conductividad eléctrica es un 60% de la del cobre y 3,5 veces mayor que la del hierro. Su puntode fusión es 660ºC y el de ebullición 2.450ºC. Este punto de fusión relativamente bajo, unido a su punto de ebullición bastante alto facilita su fusión y moldeo.
1.2.3 Propiedades químicas
del aluminio:
La propiedad química más destacada del aluminio es su gran afinidad con el oxígeno, por lo que se emplea entre otras cosas, para la desoxidación de los baños de acero, para lasoldadura alumino-térmica (Al + Fe2O3), para la fabricación de explosivos, etc...
A pesar de esto, y aunque parezca un contrasentido, el aluminio es completamente inalterable en el aire, pues se recubre de una delgada capa de óxido, de algunas centésimas de micra, que protege el resto de la masa de la oxidación.
Debido a esta película protectora, resiste también a la acción del...
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