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ALEACIONES DEL MAGNESIO CARACTERISTICAS OBTENCION Propiedades Físicas:-Es un metal. -Densidad: 1,74 g/cm3-Color : Gris -Mayormente sólido. -Punto de fusión: 651° C-Punto de ebullición: 1106° C -Resistividad eléctrica 4,4.10-8m -Dureza de brinell:26 Hb El magnesio se obtiene por dos métodos diferentes. Uno de ellos consiste en reducir el mineral en hornos eléctricos con carburo de calcio u otros reductores. En el otro, el metal se obtiene en dos fases: cloruración del mineral (magnesia, dolomía o giobertita) y electrólisis a 700°C del cloruro fundido. El metal se acumula en la superficie del baño y el cloro desprendido se recoge y se aprovecha en la fase de cloruración. ¿ QUE ES EL MAGNESIO ? EL MAGNESIO es un metal blanco plateado y muy ligero .con escasa tenacidad y por lo tanto poco dúctil. Propiedades químicas -Numero atómico: 12-Su configuración electrónica es : Ne 3s2-Símbolo Mg-Valencia 12-Tipo de configuración: cristalina hexagonal. -Reflectividad:74%
ALEACIONES DEL MAGNESIO PROPIEDADES MECANICAS • El magnesio puro tiene poca resistencia mecánica y plasticidad, su poca plasticidad es debida a que su red es hexagonal y posee pocos planos de deslizamiento. • Las bajas propiedades mecánicas excluye la posibilidad de utilizarlo en estado puro como material estructural, pero aleado y tratado térmicamente puede mejorar sus propiedades mecánica. • Como el más liviano metal estructural disponible, la combinación de baja densidad y buena resistencia mecánica de las aleaciones de magnesio resulta en una alta relación resistencia-peso.Sobre esta base, es comparable con la mayoría de los materiales estructurales comunes.
ALEACIONES DEL MAGNESIO Clasificación de las aleaciones de magnesio Aleaciones forjadas: Principalmente en forma de láminas, placas, extrusiones y piezas forjadas, y Aleaciones fundidas: Ambos tipos tienen calidades termotratables y no termotratables. Mg Puro: puede se recosido o con trabajo en frio
ALEACIONES DEL MAGNESIO Las aleaciones de fundición suelen incorporar Al y Zn, ya que estos elementos contribuyen a un endurecimiento por solución sólida. La introducción de tierras raras, principalmente cerio, en su composición forma precipitados del tipo Mg9R, que durante la solidificación precipitan en borde de grano formando una fina red frágil. Las aleaciones de forja, incorporan igualmente Al y Zn como principales elementos de aleación, que además de endurecer el material por solución sólida lo hacen por precipitación de compuestos del tipo Mg17Al12 en los tratamientos de envejecimiento de estas aleaciones. El torio y el circonio también forman, con el magnesio, precipitados endurecedores que estabilizan las características de la aleación a elevadas temperaturas, alrededor de los 425°C.
ALEACIONES DEL MAGNESIO INDUSTRIA DEL AUTOMÓVIL: La elevada ligereza (fundamental para la reducción del peso del vehículo y, por tanto, de las emisiones en los gases de escape) y buenas colabilidad y estabilidad dimensional hace que las aleaciones de magnesio se puedan moldear en formas complejas y en piezas monobloque. Con ello se minimizan las operaciones de ensamblado, disminuyendo la necesidad de anclajes y uniones. El acabado obtenido con el moldeo ya es lo suficientemente bueno como para no necesitar operaciones de acabado superficial. Además de piezas de diferentes zonas del habitáculo del coche también se pueden utilizar en el motor, en piezas mecánicas y en el chasis. Aún no es el sustituto habitual de las aleaciones metálicas y de los plásticos debido a su coste respecto a esos materiales tradicionales. Pero dado el avance en sus características tanto de comportamiento como de fabricación, su valor añadido hará que sean aleaciones de uso mucho más frecuente. Las aleaciones más empleadas hasta ahora son las de Mg-Al-Zn (AZ91, AZ92 AZ81), las de Mg-Al-Mn (AM60, AM50, AM20 cuando se requiere una elevada resistencia) y las de Mg-Al-Si (AS41, AS21 para usos a temperaturas elevadas). También es posible utilizar las aleaciones de magnesio como matrices de materiales compuestos reforzados con partículas cerámicas, por ejemplo, en pistones y barras de conexión.
ALEACIONES DEL MAGNESIO INDUSTRIA AEROESPACIAL: Aquí también son beneficiosas las características de ligereza y de elevada relación resistencia/peso propias de estas aleaciones, en aplicaciones que requieren resistencia a elevadas temperaturas y a entornos agresivos. Las aleaciones más habituales son las de Mg-Zn-Zr-tierras raras (ZE63A) y las Mg- Y-tierras raras (WE54) que pueden usarse hasta temperaturas de 300ºC y con buena resistencia a la corrosión. También se suelen utilizar aleaciones Mg-Al-Si, Mg-Li-Al-Si y como matrices de materiales compuestos reforzados con fibras (mostrando mejoras de hasta un 50% en su resistencia y también mejores propiedades frente al desgaste).
ALEACIONES DEL TITANIO El titanio es un metal relativamente ligero (densidad = 4,54 g/cm3) pero tienen alta dureza, por lo cual el titanio y sus aleaciones compiten favorablemente con las aleaciones de aluminio en algunas aplicaciones aeroespaciales, aun cuando el titanio cuesta mucho más. Se usa en muchos ambientes químicos por su excelente resistencia a la corrosión, como las soluciones de cloro y las de cloruro inorgánico. El titanio es caro, porque resulta difícil extraerlo enestado puro a partir de sus compuestos. A altas temperaturas, el titanio se combina con oxígeno, nitrógeno, hidrógeno, carbono y hierro, por lo cual es necesario emplear técnicas especialespara fundirlo y para trabajar el metal.
ALEACIONES DEL TITANIO PROPIEDADES DEL TITANIO
ALEACIONES DEL TITANIO • TITANIO COMERCIALMENTE PURO. Este metal es relativamente débil, perdiendo su resistencia a temperaturas elevadas, pero tiene una elevada resistencia a la corrosión. la evolución de las propiedades mecánicas, caracterizadas por el límite de elasticidad con la temperatura de ensayo. Las aplicaciones de estas aleaciones incluyen intercambiadores de calor, tuberías, reactores, bombas y válvulas, para las industrias química y petroquímica.
ALEACIONES DEL TITANIO • ALEACIONES DE TITANIO ALFA. Estas aleaciones contienen normalmente un 5% de aluminio y 2.5% de estaño, ambos elementos son estabilizadores de la fase a y endurecedores por solución sólida. Estas aleaciones tienen una resistencia a la corrosión y a la oxidación bastante elevada, manteniendo su resistencia a elevadas temperaturas, resultando con una soldabilidad conveniente y normalmente poseen aceptable ductilidad y confortabilidad a pesar de su estructura hexagonal. Las aleaciones alfa se tratan, mediante recocido, a elevadas temperaturas en la zona b, enfriándose posteriormente. Si el enfriamiento es rápido, resulta una estructura a de grano acicular fino, en tanto que un enfriamiento lento, en horno, proporciona una estructura de placas tipo Widmanstaetten.
ALEACIONES DEL TITANIO ALEACIONES DE TITANIO BETA. Aunque elevadas adiciones de vanadio o de molibdeno producen una estructura enteramente b a temperatura ambiente, ninguna de las aleaciones beta están aleadas hasta ese extremo. En lugar de esto, se combinan los estabilizadores, b, de modo que el enfriamiento rápido produce una estructura b metaestable. Estas aleaciones, por lo tanto, pueden ser tratadas térmicamente, respondiendo a procesos de endurecimiento por precipitación con los que se consigue aumentar la resistencia. Sus aplicaciones incluyen remaches de alta resistencia, vigas y otros elementos estructurales para uso aeroespacial. ALEACIONES DE TI A + B. Las aleaciones a + b pueden tratarse térmicamente para obtener altas resistencias. La aleación se solubiliza cerca de la temperatura de transformación en fase b, lo que permite que todavía quede cierta cantidad de fase a para evitar el crecimiento de grano. Después, la aleación se enfría rápidamente para formar una solución sólida sobresaturada metaestable b' o martensita de titanio a'. Posteriormente, la aleación es envejecida o revenida alrededor de 500°C. Durante el envejecimiento, las fases a y b anteriores al enfriamiento, y los precipitados de las fases b' o a', aumentan considerablemente la resistencia de la aleación.
ALEACIONES DEL TITANIO Normalmente, la martensita de titanio se forma en las aleaciones a + b con menor contenido en elementos de aleación, mientras que la fase b sobresaturada se forma con mayor facilidad cuando el contenido de elementos de aleación se acerca a la composición de la fase b estable. La martensita de titanio tiene el aspecto típico acicular. Durante el envejecimiento, la fase a precipita en una estructura Widmanstatten que mejora las propiedades resistentes manteniendo la tenacidad elevada. Los componentes para estructuras aerospaciales, motores a reacción y trenes de aterrizaje son algunas aplicaciones típicas de estas aleaciones a + b tratadas térmicamente. La aleación Ti6Al4V es la más utilizada en la industria tanto aeronáutica, como en la industria de prótesis quirúrgicas, ya que combina elevadas resistencias mecánicas y a corrosión, junto a propiedades de superplasticidad a deformaciones lentas y posibilidad de soldadura por difusión que amplia sus aplicaciones.
