aleaciones livianas

LAS ALEACIONES LIGERAS
INTRODUCCIÓN
No menos que 14 metales puros tienen densidades: 4.5 Magnesio m-3 (véase la tabla
10.1). De éstos, el titanio, el aluminio y el magnesio están en uso común como
materiales estructurales. El berilio es difícil de trabajar y es tóxico, pero se utiliza en
cantidades moderadas para los protectores de calor y los miembros estructurales en
cohetes. El litio seutiliza como elemento de aleación en aluminio para bajar su densidad
y para ahorrar el peso en las armaduras de avión. El itrio tiene un sistema excelente de
características y, aunque es escaso, puede encontrar eventual usos en el proyecto de
propulsión nuclear del avión. Pero la mayoría es inadecuada para el uso estructural
porque son químicamente reactivos o tienen puntos de fusión bajos. *La tabla 10.2
demuestra que las aleaciones basadas en el aluminio, el magnesio y el titanio pueden
tener una relación consistencia peso y una fuerza peso mejores de los cocientes que los
que tiene el acero.
*Hay, sin embargo, muchos usos no-estructurales para los metales ligeros. El sodio líquido se utiliza en
las cantidades grandes para refrescar los reactores nucleares y en las cantidadespequeñas para
refrescar las válvulas de los motores de alto rendimiento de i.c. (conduce calor 143 veces mejor que el
agua pero es menos denso, ebulliciones en 883°C, y es seguro mientras se mantenga un sistema sellado).
El berilio se utiliza en las ventanas para los tubos de radiografía. El magnesio es un catalizador para las
reacciones orgánicas. Y la reactividad del calcio, del cesio y dellitio los hace útiles como limpiadores
residuales del gas en sistemas del vacío.

No sólo eso; son también resistentes a la corrosión (con el titanio como excepción); son
no-tóxicos; y el titanio tiene buenas características de termofluencia. Aunque las
aleaciones ligeras fueron desarrolladas originalmente para el uso en la industria
aeroespacial, son mucho más ampliamente utilizadas ahora.El uso dominante de las
aleaciones de aluminio está en el edificio y la construcción: paneles, tejados, y marcos.
El segundo sector más consumidor es la industria del envase y de empaquetado; más
abajo se encuentran en cuanto al uso los sistemas del transporte (el sector que más
rápido está creciendo, con el aluminio substituyendo el acero y el hierro fundido en
coches y sistemas de transportede masas); y el uso del aluminio como conductor
eléctrico. El magnesio es más ligero pero más costoso. Las aleaciones de Titanio son
principalmente usadas en los usos aeroespaciales donde se trabaja a temperaturas
demasiado altas para el aluminio o el magnesio; pero su resistencia a la corrosión
extrema hace atractivo en la ingeniería química, la transformación de los alimentos ybioingeniería. El crecimiento en el uso de estas aleaciones es rápido: casi el 7% por año,
más arriba que cualquier otro metal, y sobrepasado solamente por los polímeros.
Las aleaciones ligeras derivan su fuerza del endurecimiento por solubilización de la
base sólida, del endurecimiento por envejecimiento (o precipitación sólida) y del
endurecimiento por medios mecánicos. Ahora examinamos los principalesdetrás de
cada mecanismo que endurece, y los ilustramos dibujando ejemplos de nuestra gama de
aleaciones genéricas.

ENDURECIMIENTO POR SOLUBILIZACIÓN DE LA BASE SÓLIDA
Cuando otros elementos disuelven en un metal para formar una solución sólida hacen el
metal más duro. Los átomos del soluto diferencian de tamaño, consistencia y carga de
los átomos solventes. Debido a esto los átomosaleatoriamente distribuidos del soluto
obran recíprocamente con las dislocaciones y hacen más difícil para que se muevan. La
teoría de endurecimiento por solubilización es algo complicada, pero predice el
resultado siguiente para el límite elástico:
(10.1) donde C es la concentración del soluto. ξ es un término que representa el
“desajuste” entre el soluto y los átomos del solvente. La forma de...