Duraluminio

Duraluminio
Otro ejemplo de aplicación en
ingeniería
de
las
estructuras
metaestables corresponde al caso del
duraluminio, una entre varias aleaciones
base aluminio. A modo de ejemplo,abordaremos el caso de la sencilla
aleación fundamental Al-4,5%p.Cu.
Ver diagramas Cu-Al adjuntos, Figs. 1 y
2.
Las aleaciones tipo duraluminio son
importantes
aleaciones
livianas
empleadas, porejemplo, en vehículos,
debido a su buen compromiso
resistencia mecánica/masa. Todavía se
utilizan bastante en aeronaves, si bien
estas
aleaciones
están
siendo
reemplazadas por aleaciones deTitanio
y materiales compuestos.
La estructura bifásica de equilibrio a
temperatura ambiente, α+θ, es frágil en
relación con la forma y tamaño de la
dura fase θ, ver Fig. 3. La fase θ
corresponde alintermetálico CuAl2 ,
(Al-52,5%p.Cu). Por otra parte, la fase
α es una solución sólida de sustitución,
de carácter metálico y, por ende, es
relativamente dúctil y blanda.
En la aleaciónAl-4,5%p.Cu a 520 °C,
se tiene rápidamente la fase α de
equilibrio a esa temperatura; a este
tratamiento térmico se le llama
solubilización. En seguida, por temple,
es posible retener la fase α atemperatura ambiente, en forma
metaestable, ver Fig. 4. Esta fase α está
sobresaturada en Cu, respecto del Cu
que debería contener la solución de
estar ella al equilibrio. (El valor de
equilibrio se leeen la línea de solvus a
la izquierda del campo bifásico α + θ).
En tal estado metaestable, el material es
dúctil y puede ser ventajosamente
mecanizado por arranque de viruta y
conformadoplásticamente.

Después, ya mecanizada la pieza a
fabricar, a través de procesos como
doblado, arranque de viruta, etc., el
material puede ser endurecido a través
de un tratamiento térmico denominadode
“envejecimiento”. Durante este
tratamiento
se forman finísimas
partículas de una segunda fase en la
matriz α; cuando estas partículas son las
adecuadas, el material endurece sin
alcanzar...