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ALUMINIO
Julio Alberto Aguilar Schafer
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Tendencia de la producción mundial de
aluminio
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DESGASIFICADO DEL ALUMINIO
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Nomenclatura de las aleaciones de aluminio
El Segundo dígito: Indica la modificación de la aleación original o los limites de impureza.
El Tercero y Cuarto dígito: Identifican la aleación de aluminio o indican la pureza del aluminio.
La siguiente tabla menciona los principales grupos de Aleaciones de Aluminio para forja.
Aleaciones de Aluminio para forja
Aluminio Puro (99 % de Al ) 1xxx
Aluminio -Cobre (Duraluminio Al-Cu) 2xxx
Aluminio-Manganeso (Al-Mn) 3xxx
Aluminio-Silicio (Al-Si) 4xxx
Aluminio-Magnesio (Al-Mg) 5xxx
Aluminio-Magnesio-Silicio (Al-Mg-Si) 6xxx
Aluminio-Cinc (Al-Zn)) 7xxx
Aluminio-Otros Elementos (Al-X) 8xxx
Aluminio-Serie no Usuales 9xxx
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NOMENCLATURA DE ALEACIONES PARA
FUNDICIÓN:
Aleaciones de Aluminio para fundición
Aluminio Puro (99 % de Al ) 1xx.x
Aluminio -Cobre (Duraluminio Al-Cu) 2xx.x
Aluminio- Silicio-Cobre (Si-Cu y/o Mg) 3xx.x
Aluminio-Silicio (Al-Si) 4xx.x
Aluminio-Magnesio (Al-Mg) 5xx.x
Aluminio-Cinc (Al-Zn) 7xx.x
Aluminio-Estaño (Al-Sn) 8xx.x
Aluminio-Otros Elementos (Al-X) 9xx.x
Aluminio-Serie no Usuales 6xx.x
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Endurecimiento por envejecimineto
Al-Cu
Endurecimiento por
Envejecimiento de Al 2024
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Secuencia observada a menudo en las
aleaciones endurecidas por envejecimiento.
Estado bruto de temple → → envejecimiento → → sobreenvejecimiento
α 0 α1 + GP α2 + β’ α3 + β
solución sólida zonasGP Precipitados Precipitados
Metestable β’ de equilibrio β
ccc Precipitados Precipitados Precipitados
coherentes coherentes incoherentes
o semiconductor
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GP β’’ β’ β
Secuencia de precipitación en las
aleaciones aluminio-silicio-magnesio
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Representación de la evolución experimentada por los cristales de
silicio eutéctico (Al-13Si), durante el tratamiento de esferoidización: a)
Estructura original, cristales de silicio ramificado, b) Primera fase del
proceso de subdivisión de cristales, c) Engrosamiento y disminución del
número de partículas, d) Estructura final idealizada, partículas esféricas
[Calv85].
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Diagrama de fases Al-Si (5 a 12% de Si)
Aleaciones comerciales
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EFECTO DE LOS
TRATAMIENTOS
TÉRMICOS EN LAS
ALEACIONES
ALUMINIO-SILICIO
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Comparación esquemática de la naturaleza de a) un
precipitado coherente y b) un precipitado incoherente. El
precipitado coherente está asociado a alta energía de
deformación y baja energía superficial, mientras que el
incoherente se asocia a baja energía de deformación y alta
energía superficial.
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Secuencia observada a menudo en las aleaciones
endurecibles por envejecimiento [Dub00].
Estado bruto de temple → → envejecimiento → → sobreenvejecimiento
α 0 α1 + GP α2 + β’ α3 + β
solución sólida zonasGP Precipitados Precipitados
Metestable β’ de equilibrio β
ccc Precipitados Precipitados Precipitados
coherentes coherentes incoherentes
o semiconductor
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Diagrama de equilibrio
de una aleación binaria [Dub00].
Secuencia de tratamientos térmicos [Dub00].
Liq → dendritas Al 613 ºC
Liq → Al + Si 570 ºC
Liq → Al + Al8Mg3FeSi 570 ºC
Liq → Mg2Si + Al 570 ºC
Liq → Al + Al5FeSi 568-556 ºC
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Diagrama de equilibrio
Al-Si [Smi83]. Diagrama de equilibrio
Al-Mg2Si [Hoc00].
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Efecto del tiempo de calentamiento en las
propiedades [Mon55].
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Diagrama de fases Al-Mg
Aleaciones
comerciales
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Diagrama de fases ss α y ss α + Mg2Si
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DIAGRAMA DE FASES DE LA ALEACIÓN NI-AL
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Diagrama de fase Ti-Al
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Los tanques de
combustible y los
cohetes propulsores
de un trasbordador
utilizan en su
estructura aleaciones
2xxx que
originalmente era
2219 y 2419, ahora se
utiliza en algunos
caso aleaciones de
aluminio con litio (Al-
Li) conocidas como
Weldalite” tipo 2195.
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Gracias al proceso de
extrusión de la
aleación Al-Mg-Si se
puede realizar
diversas estructuras
(rieles, edificios,
autos, etc.), tal como
se observa en la
figura.
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Componentes de
aviones como el tren
de aterrizaje, los flaps
entre otros, están
conformadazos por la
aleación de 201.0.
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La aleación 356.0 es
muy utilizada en los
automóviles, por
ejemplo en la figura
de la izquierdo se
observa la
estructura del turbo
para un Mercedes-
Benz.
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En la figura del lado
derecho se observa
los diferentes
componentes para
automóviles,
hechos de aleación
357.0 y A357.0 y
fundidos en arena y
molde permanente.
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Imagen Ti6Al14V (superaleación)
• D:\images\Ti6Al4V.jpg
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MAGNESIO
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MagnesiumMg
AluminiumAl
Plastics
melting point [°C] 650 660 80 - 270
density [g cm-3
] 1,74 2,70 0,9 - 1,5
tensile e-module [MPa] 44100 72200 200 - 4000
thermal conductivity [W m-2
K-1
] 155 211 0,15 - 0,50
effective heat capacity [kJ kg-1 K-1] 1,03 8,96 0,5 - 2,3
Thixocasting: Physical properties
of elementary magnesium
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Caja de cambios para un helicóptero hecha de
una aleación de magnesio, tratada
superficialmente como protección contra la
corrosión.
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(a) Caja de cambios (gearbox) y (b) múltiple
(manifold) hechos mediante fundición, de una
aleación de magnesio
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Tem
pera
tur
[°C
]
700
650
600
500
400
0 10 20 30 40
Al- Gewichtsprozent
437°C
Mg Al
cs
c o
cl a b
f s = b a + b
f l =
Bereich technischer Mg-Legierungen
Thixobereich
Schmelze
(a+b) a b
S + a S + b
a a + b
a -Phase
b -Phase (Mg 17 Al 12 )
Eutectic
(a + b)
MgAl9Zn
Thixo-Vormaterial
Zustandsdiagramm des Systems Mg-Al
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