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Magnesio y sus Aleaciones
Generalidades y Aplicaciones
Clasificación
Procesos de Unión
Generalidades y Aplicaciones
El magnesio es el 4º metal más abundante de la naturaleza, después del Si, Al y Fe, y se considera el 8º en importancia. De forma natural se encuentra en la forma de carbonato, silicato, sulfato o cloruro, de los que se extrae por electrolisis o por tostación-reducción. Su bajadensidad (1,74 g/cm3) incluso menor a la del aluminio (2,7 g/cm3), le proporciona importantes ventajas en el campo de las aleaciones ligeras. Pero, de forma general las propiedades mecánicas de las aleaciones de magnesio son inferiores a las del aluminio.
Densidad
1770-1830 kg/m3
Punto de Fusión
650 °C
Módulo de Young
44.8 GPa
Coeficiente de Poisson
0.35
Límite elástico
152-379 MPa
Resistencia a latracción
80-280 MPa
Alargamiento
5-15%
No se considera un buen material estructural, ya que funde a 650ºC y tiene baja rigidez (40-45GPa de módulo de Young). Además, su estructura cristalina, hexagonal compacta, perjudica su comportamiento mecánico pues se produce agrietamiento por trabajado en frío si se reduce su espesor en más de un 10% mediante laminación. Su resistencia a la tracción está entorno a 180MPa y presenta un 5% de alargamiento. Por todo ello, si se quiere trabajar es necesario aplicar previamente un tratamiento de recocido o trabajarlo en caliente entre 200-350ºC mediante embutición. Para evitar estos inconvenientes, se puede conformar por moldeo, principalmente por inyección o por colada (lo que favorece la obtención de secciones gruesas que minimicen su falta derigidez), favorecido por su estabilidad dimensional. Su baja ductilidad debe tenerse en cuenta en el diseño de las piezas para evitar fragilidad bajo la acción de cargas durante la vida en servicio. Tampoco puede considerarse que tenga una buena fluencia y resistencia a la fatiga, aunque presenta poco desgaste. Dadas estas características, es más habitual utilizar industrialmente el magnesio comoaleación, en vez de como metal puro. Gracias a la formación de aleaciones se pueden mejorar las propiedades mecánicas (refinando el grano o endureciendo por precipitación) y la resistencia a la corrosión (sobre todo mediante la precipitación de las impurezas en forma de compuestos intermetálicos). El afino de grano se produce con la adición de pequeñas cantidades de Zr, Al, Zn, tierras raras y Th, quedeshacen la estructura basta columnar de solidificación del magnesio puro. La precipitación de impurezas se consigue principalmente con la adición de Mn, que precipita impurezas como las de Fe.
Efecto de las impurezas:
ELEMENTO
EFECTO
Fe, Cu, Ni y Co
Disminuyen de forma importante la resistencia a la corrosión
Mn
Permite la precipitación de impurezas formando compuestos intermetálicos
Na, K yBa
Provocan fragilización severa
H
Provoca la reducción de la resistencia a la tracción y de la ductilidad debido a que favorece la aparición de porosidad
 
 Efecto de los elementos de aleación:
ELEMENTO
EFECTO
Al
Permite aumentar la resistencia y afinar el grano
Mn
Permite la eliminación de impurezas mediante precipitación, lo que mejora la resistencia a la corrosión
Zn
Contribuyeal afino de grano, aunque no debe incorporarse en demasiada cantidad pues provocaría fisuración en caliente durante la solidificación
Zr
Contribuye en gran medida al afino de grano, con lo que mejora la ductilidad pero no beneficia en la resistencia
Ce, La, Nd y Pr
La adición de pequeñas cantidades de estos elementos mejora enormemente la resistencia a la fluencia en caliente hasta unos 250ºC,pero estas aleaciones binarias tienen baja resistencia a la tracción.Estos aleantes permiten reducir la microporosidad de las aleaciones Mg-Zn, y dado su bajo punto de fusión forman eutécticos fácilmente lo que mejora su moldeabilidad.
Th
Pequeñas cantidades de este aleante mejoran la resistencia a la fluencia en caliente hasta 350ºC, y evita la microporosidad y la fragilización de las...