Tecnico

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 elcaso 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, por ejemplo, envehículos, debido a su buen compromiso resistencia mecánica/masa. Todavía se utilizan bastante en aeronaves, si bien estas aleaciones están siendo reemplazadas por aleaciones de Titanio y materialescompuestos. 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 al intermetálico 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 aleación Al-4,5%p.Cu a 520 °C, se tiene rápidamente lafase α de equilibrio a esa temperatura; a este tratamiento térmico se le llama solubilización. En seguida, por temple, es posible retener la fase α a temperatura ambiente, en forma metaestable, verFig. 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 lee en la línea de solvus a la izquierda del campobifásico α + θ). En tal estado metaestable, el material es dúctil y puede ser ventajosamente mecanizado por arranque de viruta y conformado plásticamente.

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