Electromecanico

Artículo extraído del informe sobre el Procesado de Materiales Metálicos en Aeronáutica elaborado por el SICC Hegan
Materiales metálicos de uso frecuente en aeronáutica: aleaciones ligeras Al-Li
Se conoce como aleaciones aluminio-litio (Al-Li) a aquellas aleaciones de aluminio a las que se ha añadido un porcentaje de litio entre 0,5 y 3,5% para aumentar sus propiedades mecánicas y reducir sudensidad. Por ello es posible encontrar aleaciones de este tipo clasificadas como aleaciones de la serie 2000 (Al-Cu) en los que el elemento aleante principal es el cobre y el litio aparece en una menor proporción. Las aleaciones en las que el litio es el elemento aleante principal pertenecen a la serie 8000 como por ejemplo las aleaciones AA8090 o el AA8091.
Ibon Serrano y Roberto Osés deIK4-Ideko; Begoña Canflanca, Miguel Lagos y Malen Caño de Tecnalia; Santiago Fernández y Susana Ferreiro de IK4-Tekniker

Helicóptero Westland EH 101 Merlin fabricado con Al-Li.
Las primeras menciones sobre aleaciones Al-Li datan del año 1920 en Alemania pero no fue hasta 1957 cuando aparecieron las primeras aleaciones estandarizadas. En ese año una aleación conteniendo litio y bautizada como X2020 seutilizó para la estructura de un pequeño avión militar experimental denominado RA-SCA en Estados Unidos. La razón principal de su aplicación fue la baja densidad y alta rigidez del material pero posteriormente la aleación se retiró de la producción debido a problemas técnicos identificados al analizar el comportamiento de la aleación en condiciones de servicio. Se detectaron problemasrelacionados con la segregación de ciertas fases en la microestructura del material, baja tenacidad y ductilidad, y la formación de intermetálicos frágiles y fenómenos de cizalladura de los precipitados Al3Li por el movimiento de las dislocaciones.
A comienzos de la década de los 70 y relacionado con la crisis del petróleo se renovó el interés por las aleaciones ligeras y se pusieron en marcha nuevosproyectos de investigación relacionados con el Al-Li. Se analizaron los problemas de las aleaciones anteriores y se investigó en nuevas composiciones con un menor contenido en litio y mayor presencia de cobre y/o magnesio. Se analizó en profundidad la relación entre la microestructura y las propiedades finales así como el comportamiento de las distintas aleaciones frente a los tratamientos térmicos Poruna parte aparecieron una serie de nuevas aleaciones en Rusia bajo la numeración 1400 y finalmente en 1983 dos de los mayores productores de aleaciones de aluminio para la industria aeroespacial, la británica Alcan y la norteamericana Alcoa, anunciaron la introducción de nuevas aleaciones de Al-Li. 2090, 8090, 8091, etc.
La práctica totalidad de los productos fabricados actualmente con aleacionesAl-Li son productos conformados debido a que la elevada reactividad del litio en estado fundido hace inviable la fabricación de productos por fundición a nivel industrial y solo existen referencias de algunos productos fabricados por fundición a la cera perdida.
Las características principales del litio en cuanto a su utilización como elemento aleante en aleaciones de aluminio son lassiguientes:
El litio es el más ligero de los elementos metálicos (densidad 0,534 g/cm3) y su adición a aleaciones de aluminio reduce la densidad de las mismas de manera considerable. Añadiendo un 1% de litio se llega a reducir un 3% la densidad de la aleación
La adición de litio produce un aumento considerable de la rigidez del material debido a la formación de una fase meta estable. La adición de un 1%de litio puede llegar a suponer un aumento del 6% en el módulo de elasticidad del material.
Forma a su vez otras fases con el aluminio y la mayor parte de los elementos aleantes comunes en aleaciones de aluminio como el Mg, Cu o Zr (Al3Li, Al2CuLi, Al6CuLi3). Estas fases producen un efecto reforzante de la aleación al impedir el movimiento de las dislocaciones sin un gran detrimento de la...