Propiedades mecanicas

Resumen

Por su bajo peso y sus buenas propiedades mecánicas, tradicionalmente las aleaciones de aluminio se han empleado en la fabricación de componentes estructurales de aviones y partes de automotores. Las aleaciones de Aluminio con magnesio-silicio (Al-Mg-Si), de la serie 6XXX, presentan una respuesta aceptable al tratamiento térmico de envejecimiento; la razón de ello es que los contenidosde magnesio y silicio permiten el endurecimiento por precipitación, fenómeno que cambia significativamente las propiedades mecánicas de dicha aleación. Para este estudio se seleccionaron dos aluminios: el 6061 T6 y el 6063 T5, los cuales se trataron térmicamente a 120°C, 150°C y 180°C durante 8, 12, 24, 48 y 72 horas con un posterior temple en agua. Se realizó un diseño experimental paraestablecer el número de probetas necesarias que permitieran analizar el fenómeno; posteriormente, se desarrollaron pruebas de tensión y de forma que se pudiese verificar el cambio de propiedades sufrido durante el tratamiento térmico. Los resultados se presentan en gráficas de comportamiento que muestran la influencia del tiempo y la temperatura en las propiedades mecánicas de los aluminios seleccionados.Introducción

Los tratamientos térmicos de los aluminios son de bastante importancia para modificar sustancialmente sus propiedades, un fenómeno que afecta las aleaciones de aluminio aún a temperatura ambiente, es conocido como envejecimiento natural, si se realiza a una temperatura mayor ocurre un tratamiento térmico de precipitación conocido como envejecimientoartificial. El envejecimiento puede afectar las aleaciones de la serie 6XXX, 2XXX y 7XXX. La demanda de componentes más ligeros en la industria especialmente la aeronáutica ha impulsado en los últimos años el uso de aleaciones de aluminio. El aluminio 6061 T6 y 6063 T5 que se seleccionan para estas aplicaciones, presentan una buena resistencia a la corrosión, excelente maleabilidad, soldabilidad ybuenas propiedades mecánicas que brindan gran flexibilidad en el diseño y fabricación de piezas. Los tratamientos de precipitación generalmente se hacen a relativamente bajas temperaturas entre 110°C y 200°C y tiempos entre 5 y 48 horas. La selección de la temperatura y el tiempo adecuados para obtener las propiedades deseadas dependen las características buscadas, para conseguir una distribucióny tamaño adecuados de precipitados; sin embargo, el tratamiento que aumenta una propiedad disminuye las otras, por ejemplo si es necesario aumentar el esfuerzo de tensión disminuye la resistencia a la corrosión. La Figura 1 muestra la secuencia para obtener cada uno de los envejecimientos posibles.

Los requisitos fundamentales para que una aleación de aluminio presente endurecimiento porenvejecimiento son los siguientes:

1. Que la aleación presente solubilidad creciente de un soluto o de una segunda fase a medida que la temperatura aumenta.

2. Que el material a alta temperatura, en la cual hay más solutos en solución, pueda ser templado.
Puesto que la aleación templada contiene más soluto a temperatura ambiente que cuando está en equilibrio, se trata de una soluciónsobresaturada, inestable, que tiende a precipitar el exceso de solución o fase.
Con base a estos requisitos, el proceso de tratamiento térmico para conseguir el endurecimiento por precipitación consiste en las etapas siguientes, las cuales se ilustran en la Figura 1.

• Se calienta la aleación a una temperatura en la que aumenta la cantidad de soluto en la solución sólida.
• El endurecimiento de laaleación se consigue precipitando el exceso de soluto o fase en forma de un precipitado transitorio, metal estable y coherente. El endurecimiento se debe a la formación de la red (deformación coherente) inducido por el precipitado coherente.
• Para formar una solución sobresaturada es necesario enfriarlo rápidamente. Esta etapa es la más crítica de la serie de procedimientos de tratamiento térmico....