Post on 25-Jul-2015
Fundamentos de Ciencia de los Materiales
Fundamentos de Ciencia de los Materiales
Asignatura:Asignatura:
El cobre y sus aleacionesEl cobre y sus aleaciones
Introducción
Cobre puro:
Propiedades principales
Producción de cobre
Cobres comerciales
Aleaciones de cobre:
Efecto de los principales aleantes
Aleaciones base cobre de mayor interés en ingeniería: Latones
Bronces
Cuproaluminios
Cuproníqueles
Cuproberilios
Reciclado del cobre y de sus aleaciones.
Introducción
Cobre puro:
Propiedades principales
Producción de cobre
Cobres comerciales
Aleaciones de cobre:
Efecto de los principales aleantes
Aleaciones base cobre de mayor interés en ingeniería: Latones
Bronces
Cuproaluminios
Cuproníqueles
Cuproberilios
Reciclado del cobre y de sus aleaciones.
Índice
El cobre y sus aleacionesEl cobre y sus aleaciones
Introducción
Cobre puro:
Propiedades principales
Producción de cobre
Cobres comerciales
Aleaciones de cobre:
Efecto de los principales aleantes
Aleaciones base cobre de mayor interés en ingeniería: Latones
Bronces
Cuproaluminios
Cuproníqueles
Cuproberilios
Reciclado del cobre y de sus aleaciones.
Introducción
Cobre puro:
Propiedades principales
Producción de cobre
Cobres comerciales
Aleaciones de cobre:
Efecto de los principales aleantes
Aleaciones base cobre de mayor interés en ingeniería: Latones
Bronces
Cuproaluminios
Cuproníqueles
Cuproberilios
Reciclado del cobre y de sus aleaciones.
Índice
Introducción
60
60
40
40
20
20
00
Ala
rgam
ient
o, %
100100 90
90
80
80
70
70
60
60Cobre, %Cobre, %
50
50
ExtraduroExtraduro
DuroDuroSemiduroSemiduro
RecocidoRecocido
PropiedadesPropiedades
ProcesadoProcesado
EstructuraEstructura
ObjetivosObjetivos
FunciónFunción
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Introducción
Fuente: Codelco Chile
Fundamental en el desarrollo de la humanidad…Fundamental en el desarrollo de la humanidad…
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Introducción
… y con una historia muy larga… y con una historia muy larga
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Introducción
3500 – 2500 a.C. : Edad de Bronce3500 – 2500 a.C. : Edad de Bronce
… y con una historia muy larga… y con una historia muy larga
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Introducción
1500 a.C. : Primeros instrumentos musicales
700 a.C.: Monedas
1500 a.C. : Primeros instrumentos musicales
700 a.C.: Monedas
… y con una historia muy larga… y con una historia muy larga
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Introducción
100 a.C. : Objetos decorativos de latón y bronce100 a.C. : Objetos decorativos de latón y bronce
… y con una historia muy larga… y con una historia muy larga
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Introducción
1400: Instrumentos astronómicos en latón
1447: Imprenta en Alemania (cobre y latón)
1400: Instrumentos astronómicos en latón
1447: Imprenta en Alemania (cobre y latón)
… y con una historia muy larga… y con una historia muy larga
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Introducción
1510: Engranajes y caja de relojes de bolsillo
1608: Telescopio de latón en Holanda
1510: Engranajes y caja de relojes de bolsillo
1608: Telescopio de latón en Holanda
… y con una historia muy larga… y con una historia muy larga
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Introducción
1710: Más instrumentos musicales…1710: Más instrumentos musicales…
… y con una historia muy larga… y con una historia muy larga
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Introducción
1795: Máquina de vapor1795: Máquina de vapor
… y con una historia muy larga… y con una historia muy larga
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Introducción
1830: Hélices de bronce1830: Hélices de bronce
… y con una historia muy larga… y con una historia muy larga
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Introducción
1876: Teléfono1876: Teléfono
… y con una historia muy larga… y con una historia muy larga
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Introducción
1881: Primera bombilla con cables de cobre1881: Primera bombilla con cables de cobre
… y con una historia muy larga… y con una historia muy larga
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Introducción
1906: Radio eléctrica1906: Radio eléctrica
… y con una historia muy larga… y con una historia muy larga
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Introducción
1931: Televisión1931: Televisión
… y con una historia muy larga… y con una historia muy larga
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Introducción
1954: Células solares1954: Células solares
… y con una historia muy larga… y con una historia muy larga
El cobre y sus aleacionesEl cobre y sus aleaciones
Introducción Cobre puro:
Propiedades principales Producción de cobre Cobres comerciales
Aleaciones de cobre: Efecto de los principales aleantes Clasificación de cobres y aleaciones de cobre Aleaciones base cobre de mayor interés en ingeniería:
Latones Bronces Cuproaluminios Cuproníqueles Cuproberilios
Reciclado del cobre y de sus aleaciones.
Introducción Cobre puro:
Propiedades principales Producción de cobre Cobres comerciales
Aleaciones de cobre: Efecto de los principales aleantes Clasificación de cobres y aleaciones de cobre Aleaciones base cobre de mayor interés en ingeniería:
Latones Bronces Cuproaluminios Cuproníqueles Cuproberilios
Reciclado del cobre y de sus aleaciones.
Índice
Cobre puroCobre puroC
ob
re
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Cob
rePropiedades principalesPropiedades principales
CobreCobre
Excelente conductor
No magnético
Excelente conductor
No magnético
Dúctil y maleableDúctil y
maleable
Nutriente esencial
Nutriente esencial
Mecanizable y
conformable
Mecanizable y
conformableExcelente transmisor
de calor
Excelente transmisor
de calor
Altamente duradero y reciclable
Altamente duradero y reciclable
Alta resistencia a la corrosión
Alta resistencia a la corrosión
Excelentes características
aleantes
Excelentes características
aleantes
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
CuCu29
1s22s2p63s2p1
Cobre26.98154
Número atómicoNúmero atómico
SímboloSímbolo
Peso atómicoPeso atómico
Configuración electrónicaConfiguración electrónica
Cob
rePropiedades principalesPropiedades principales
Propiedad Valor
Densidad, r 8.94 g/cm3
Límite elástico, sy
33.3 MPa
Resistencia, st 210 MPa
Módulo elástico, E 110 GPa
Ductilidad60%
alargamiento
Conductividad térmica, kc
385 W/m·K
Conductividad eléctrica 100% IACS
Apariencia Brillo rojizo
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
CuCu29
1s22s2p63s2p1
Cobre26.98154
Número atómicoNúmero atómico
SímboloSímbolo
Peso atómicoPeso atómico
Configuración electrónicaConfiguración electrónica
Ti Fe Cu Al Acero0
100
200
300
400
500
600
Res
iste
ncia
, st (M
Pa)
Res
iste
ncia
, st (M
Pa)
Fuente: http://www.matweb.com
Ti Fe Cu Al Acero0
50
100
150
200
250
300
350
Lím
ite e
lést
ico,
sy (M
Pa)
Lím
ite e
lést
ico,
sy (M
Pa)
Cob
rePropiedades principalesPropiedades principales
Propiedad Valor
Densidad, r 8.94 g/cm3
Límite elástico, sy
33.3 MPa
Resistencia, st 210 MPa
Módulo elástico, E 110 GPa
Ductilidad60%
alargamiento
Conductividad térmica, kc
385 W/m·K
Conductividad eléctrica 100% IACS
Apariencia Brillo rojizo
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
CuCu29
1s22s2p63s2p1
Cobre26.98154
Número atómicoNúmero atómico
SímboloSímbolo
Peso atómicoPeso atómico
Configuración electrónicaConfiguración electrónica
Fuente: http://www.matweb.com
Mód
ulo
elás
tico,
E(G
Pa)
Mód
ulo
elás
tico,
E(G
Pa)
Ti Fe Cu Al Acero0
20406080
100120140160180200
Duc
tilid
ad (%
ala
rgam
ient
o)D
uctil
idad
(% a
larg
amie
nto)
Ti Fe Cu Al Acero0
10
20
30
40
50
60
Cob
rePropiedades principalesPropiedades principales
Propiedad Valor
Densidad, r 8.94 g/cm3
Límite elástico, sy
33.3 MPa
Resistencia, st 210 MPa
Módulo elástico, E 110 GPa
Ductilidad60%
alargamiento
Conductividad térmica, kc
385 W/m·K
Conductividad eléctrica 100% IACS
Apariencia Brillo rojizo
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
CuCu29
1s22s2p63s2p1
Cobre26.98154
Número atómicoNúmero atómico
SímboloSímbolo
Peso atómicoPeso atómico
Configuración electrónicaConfiguración electrónica
Fuente: http://www.matweb.com
Con
duct
ivid
ad té
rmic
a (W
/m·K
)C
ondu
ctiv
idad
térm
ica
(W/m
·K)
Ti Fe Cu Al Acero0
50
100
150
200
250
300
350
400
Ti Fe Cu Al Acero0
10
20
30
40
50
60
Res
istiv
idad
elé
ctric
a (m
o/c
m)
Res
istiv
idad
elé
ctric
a (m
o/c
m)
Cob
rePropiedades principalesPropiedades principales
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
{111}{111}
<110><110>
<110><110>
Sistemas de deslizamientoSistemas de deslizamiento
12 {111} <110>12 {111} <110>ζC bajo0.65-0.94 MPa
ζC bajo0.65-0.94 MPa
FCC FCC
Estructura cristalinaEstructura cristalina
Cob
re
Conductividad eléctrica
Resistencia a la corrosión
Conductividad térmica
Usos estruc-turales
Estética
60%60%
1%1%7%7%11%11%
21%21%
Fuente: Copper Development Association
Principales razones de uso
Principales razones de uso
Propiedades principalesPropiedades principales
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Producción de cobreProducción de cobreC
ob
re
Zona oxidada (ley < 0.5%)
Zona de sulfuros secundarios (ley: 1-5%)
Zona de sulfuros primarios (ley: 1%)
Zona oxidada (ley < 0.5%)
Zona de sulfuros secundarios (ley: 1-5%)
Zona de sulfuros primarios (ley: 1%)
Río TintoRío Tinto
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Producción de cobreProducción de cobreC
ob
re
Zona oxidada (ley < 0.5%)Zona de sulfuros secundarios (ley: 1-5%)Zona de sulfuros primarios (ley: 1%)
Zona oxidada (ley < 0.5%)Zona de sulfuros secundarios (ley: 1-5%)Zona de sulfuros primarios (ley: 1%)
Fuente: Museo Geominero - ITGE, Madrid
Malaquita: Cu2(CO3)(OH)2Malaquita: Cu2(CO3)(OH)2 Azurita: Cu3(CO3)2(OH)2
Azurita: Cu3(CO3)2(OH)2
Fuente: Museo Ciencias Naturales de La Salle, Son Rapinya (Palma de Malorca)
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
PórfidosPórfidos
Producción de cobreProducción de cobreC
ob
re
PórfidosPórfidos
Zona oxidada (ley < 0.5%)Zona de sulfuros secundarios (ley: 1-5%)Zona de sulfuros primarios (ley: 1%)
Zona oxidada (ley < 0.5%)Zona de sulfuros secundarios (ley: 1-5%)Zona de sulfuros primarios (ley: 1%)
Calcosina: Cu2SCalcosina: Cu2S
Fuente: Museo Don Felipe de Borbón y Grecia - ETSI de Minas, Madrid / Colección Elduayen
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Producción de cobreProducción de cobreC
ob
re
PórfidosPórfidos
Zona oxidada (ley < 0.5%)Zona de sulfuros secundarios (ley: 1-5%)Zona de sulfuros primarios (ley: 1%)
Zona oxidada (ley < 0.5%)Zona de sulfuros secundarios (ley: 1-5%)Zona de sulfuros primarios (ley: 1%)
Bornita: Cu5FeS4Bornita: Cu5FeS4
Fuente: Colección de D. Benjamín Calvo, MadridFuente: Museo Mollfulleda de Mineralogía, Arenys de Mar (Barcelona)
Calcopirita: CuFeS2Calcopirita: CuFeS2
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Producción de cobreProducción de cobreC
ob
re
PórfidosPórfidos
Zona oxidada (ley < 0.5%)Zona de sulfuros secundarios (ley: 1-5%)Zona de sulfuros primarios (ley: 1%)
Zona oxidada (ley < 0.5%)Zona de sulfuros secundarios (ley: 1-5%)Zona de sulfuros primarios (ley: 1%)
PirometalurgiaPirometalurgia
ÁnodosÁnodosCátodosCátodos
HidrometalurgiaHidrometalurgia
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Cob
reProceso pirometalúrgicoProceso pirometalúrgico
Proceso hidrometalúrgicoProceso hidrometalúrgico
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Cob
re
Cob
reCobre puro: ProductosCobre puro: Productos
Semitransformados del cobre
Semitransformados del cobre
55%
8%
11%
17%
9% Alambrón
Laminados y planchas
Tubos
Aleaciones
Otros
Fuente: Atlantic Copper, S.A.
Fuente: CSEPEL METAL WORKS Corp.
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Cob
reCobre puro: AplicacionesCobre puro: Aplicaciones
Consumos por sector
Consumos por sector
40%
25%
15%
10% 10%
Construcción
Eléctrico y Electrónica
Equipos y Maquinaria Industrial
Transportes
Consumo y Productos Generales
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Cob
reCobres comercialesCobres comerciales
Cobres afinados (cátodo electroafinado)Cobres afinados (cátodo electroafinado) 0.02-0.05 % O0.02-0.05 % O
Cobres desoxidados (con fósforo)Cobres desoxidados (con fósforo)
Formación de P2O5
Formación de P2O5
Cobre electrorrecuperadoCobre electrorrecuperado Calidad 99.9 %Calidad 99.9 %
11001100
11501150
Tem
pera
tura
, ºC
Tem
pera
tura
, ºC
10501050
10001000
CuCu 0.40.4
% en peso, O% en peso, O
0.80.8 1.21.2
a 0.39
Líquido
1066º
a + Cu2O
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Cobres sin oxígenoCobres sin oxígeno < 0.001 % O< 0.001 % O
Cob
reCobre calidad cátodo electroafinado: tenaz (ETP)Cobre calidad cátodo electroafinado: tenaz (ETP)
En el Cu tenaz fundido, formación de dendritas y de eutéctico Cu-
Cu2O interdendrítico.
En el Cu tenaz fundido, formación de dendritas y de eutéctico Cu-
Cu2O interdendrítico.
125 mm
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Cob
reCobre calidad cátodo electroafinado: tenaz (ETP)Cobre calidad cátodo electroafinado: tenaz (ETP)
En el Cu tenaz fundido, formación de dendritas y de eutéctico Cu-
Cu2O interdendrítico.
En el Cu tenaz laminado en caliente, granos pequeños con maclas
de recocido y alineamiento de la porosidad residual.
O2 beneficioso para la conductividad eléctrica.
En el Cu tenaz fundido, formación de dendritas y de eutéctico Cu-
Cu2O interdendrítico.
En el Cu tenaz laminado en caliente, granos pequeños con maclas
de recocido y alineamiento de la porosidad residual.
O2 beneficioso para la conductividad eléctrica.
125 mm
50 mm
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Cob
reCobre tenaz (ETP): FragilizaciónCobre tenaz (ETP): Fragilización
Cu2O + H2 (disuelto en Cu) → 2Cu + H2O (vapor)Cu2O + H2 (disuelto en Cu) → 2Cu + H2O (vapor)
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
1000
ºC10
00ºC
1.501.50
1.251.25
1.001.000.750.75
0.500.50
0.250.25
6060Pr
ofun
dida
d de
la z
ona
frag
iliza
daPr
ofun
dida
d de
la z
ona
frag
iliza
daTiempo, minTiempo, min
120120 180180 240240
900º
C90
0ºC
800º
C80
0ºC
700º
C70
0ºC
650ºC650ºC
600ºC600ºC
500ºC500ºC
125 mm
Problemas de soldabilidad asociados a roturas. Problemas de soldabilidad asociados a roturas.
Cob
reCobre libre de oxígenoCobre libre de oxígeno
Obtenido por tratamiento del Cu fundido en atmósfera inerte o
reductora.
La estructura del metal colado no contiene eutéctico interdendrítico ni
porosidad apreciable.
No sufre fragilización por hidrógeno: soldabilidad adecuada.
Cu sin oxígeno de calidad electrónica.
Obtenido por tratamiento del Cu fundido en atmósfera inerte o
reductora.
La estructura del metal colado no contiene eutéctico interdendrítico ni
porosidad apreciable.
No sufre fragilización por hidrógeno: soldabilidad adecuada.
Cu sin oxígeno de calidad electrónica.
125 mm
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Cob
reCobre desoxidadoCobre desoxidado
Se añade P, por lo que el oxígeno forma P2O5.
Si queda poco P residual (<0.009%) mantiene la conductividad eléctrica. Con mucho P residual (0.04%) la conductividad baja hasta 85% IACS
aplicaciones no eléctricas. Tiene calidad para soldadura.
Se añade P, por lo que el oxígeno forma P2O5.
Si queda poco P residual (<0.009%) mantiene la conductividad eléctrica. Con mucho P residual (0.04%) la conductividad baja hasta 85% IACS
aplicaciones no eléctricas. Tiene calidad para soldadura.
Desaprovechamiento de parte del material
Desaprovechamiento de parte del material
500 mm500 mm
Grandes rechupes durante la solidificación
Grandes rechupes durante la solidificación
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
El cobre y sus aleacionesEl cobre y sus aleaciones
Introducción
Cobre puro:
Propiedades principales
Producción de cobre
Cobres comerciales
Aleaciones de cobre:
Efecto de los principales aleantes
Aleaciones base cobre de mayor interés en ingeniería: Latones
Bronces
Cuproaluminios
Cuproníqueles
Cuproberilios
Reciclado del cobre y de sus aleaciones.
Introducción
Cobre puro:
Propiedades principales
Producción de cobre
Cobres comerciales
Aleaciones de cobre:
Efecto de los principales aleantes
Aleaciones base cobre de mayor interés en ingeniería: Latones
Bronces
Cuproaluminios
Cuproníqueles
Cuproberilios
Reciclado del cobre y de sus aleaciones.
Índice
Ale
acio
nes d
e C
ob
reEfecto de los principales aleantesEfecto de los principales aleantes
Cu
PZn
Cr
Zr
Sn
AlFe
Si
NiMn
Zn
Ni
Sn
ZnTeS
Pb
SnCd
Ag
Si
Al
Sn
As
SiFe
Mn
AlNi
ColorColor
ResistenciaResistencia
DesgasteDesgaste
CorrosiónCorrosión
MaquinabilidadMaquinabilidad
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Ale
acio
nes d
e C
ob
reEfecto de los principales aleantesEfecto de los principales aleantes
100100
8080
6060
4040
2020
1010
3030
7070
5050
9090
000.10.1 0.20.2 0.30.3 0.40.4 0.50.5
PP
FeFe
SiSiAsAsBeBeAlAlMgMg
NiNiSnSn
ZnZnCdCdAgAg
Aleante, %Aleante, %
Con
duct
ivid
ad e
léct
rica,
% IA
CS
Con
duct
ivid
ad e
léct
rica,
% IA
CS
100100
9999
9898
9797
9696
9595
9494
Con
duct
ivid
ad e
léct
rica,
% IA
CS
Con
duct
ivid
ad e
léct
rica,
% IA
CS
00 0.050.05 0.100.10 0.150.15 0.200.20
Aleante, %Aleante, %
AgAg
CdCd
ZnZn
SnSn
MgMgNiNiAsAs
AlAlPP FeFe
PbPb
TeTe
SS
OO
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Ale
acio
nes d
e C
ob
reEfecto de los principales aleantesEfecto de los principales aleantes
8080
7070
6060
5050
4040
3030
2020
1010
00 11 22 33 44 55 66 77 88
CdCd
CdCd
AlAl
AlAl
SnSn
SnSn
ZnZn
ZnZn
NiNi
NiNi
Recocido
100% deformación
Res
iste
ncia
, kg/
mm
2R
esis
tenc
ia, k
g/m
m2
Aleante, %Aleante, %
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
dke
psde 0
Relación de Hall-PetchRelación de Hall-Petch
PrecipitaciónPrecipitación
Solución sólidaSolución sólida
DislocacionesDislocaciones
Límite elástico del metal puro monocristalino
Límite elástico del metal puro monocristalino
Ale
acio
nes d
e C
ob
reEfecto de los principales aleantesEfecto de los principales aleantes
8080
7070
6060
5050
4040
3030
2020
1010
00 11 22 33 44 55 66 77 88
CdCd
CdCd
AlAl
AlAl
SnSn
SnSn
ZnZn
ZnZn
NiNi
NiNi
Recocido
100% deformación
Res
iste
ncia
, kg/
mm
2R
esis
tenc
ia, k
g/m
m2
Aleante, %Aleante, %
Endurecimiento por formación de solución sólida .a
Endurecimiento por formación de solución sólida .a
La distorsión introducida en la red está relacionada con las diferencias relativas de los tamaños de los átomos.
La distorsión introducida en la red está relacionada con las diferencias relativas de los tamaños de los átomos.
Elemento Radio atómico (nm)
Cu 0.128
Zn 0.133
Sn 0.151
Mn 0.112
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Mecanismos de endurecimiento:Mecanismos de endurecimiento:
Ale
acio
nes d
e C
ob
reEfecto de los principales aleantesEfecto de los principales aleantes
8080
7070
6060
5050
4040
3030
2020
1010
00 11 22 33 44 55 66 77 88
CdCd
CdCd
AlAl
AlAl
SnSn
SnSn
ZnZn
ZnZn
NiNi
NiNi
Recocido
100% deformación
Res
iste
ncia
, kg/
mm
2R
esis
tenc
ia, k
g/m
m2
Aleante, %Aleante, %
Endurecimiento por formación de solución sólida .a
Endurecimiento por formación de solución sólida .a
Mecanismos de endurecimiento:Mecanismos de endurecimiento:
Endurecimiento por formación de compuestos u otra fase.
Endurecimiento por formación de compuestos u otra fase.
Endurecimiento por precipitación.Endurecimiento por precipitación.
Endurecimiento por formación de estructuras martensíticas.
Endurecimiento por formación de estructuras martensíticas.
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Ale
acio
nes d
e C
ob
reEfecto de los principales aleantesEfecto de los principales aleantes
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Aleante Aleación
Zn Latón
Sn Bronce
Sn + P Bronce fosforoso
Ni Cuproníquel
Al Cuproaluminio
Be Cuproberilio
Aleaciones de mayor interés en ingenieríaAleaciones de mayor interés en ingenieríaLato
nes
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
CuCu ZnZn2020 4040 6060 808000
200200
400400
600600
800800
10001000
12001200
L
a
b
b’
g d
e
h
1084.5º
903º
456º 468º
835º
700º
598º
558º
424º
419.58º
Tem
pera
tura
, ºC
Tem
pera
tura
, ºC
% en peso, Zn% en peso, Zn
Lato
nes
Aleaciones Cu-Zn: LatonesAleaciones Cu-Zn: Latones
Hasta 40% Zn
Latones aleados: Sn, Al, Si, Mn, Ni, Pb (x < 4%)
Hasta 40% Zn
Latones aleados: Sn, Al, Si, Mn, Ni, Pb (x < 4%)
• latones rojos• latones rojos
• latones semi-rojos• latones semi-rojos
• latones amarillos• latones amarillos
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Aleaciones Cu-Zn: LatonesAleaciones Cu-Zn: LatonesLato
nes
250250
600600
800800
10001000
12001200
Tem
pera
tura
, ºC
Tem
pera
tura
, ºC
400400
CuCu ZnZn20201010 3030 4040 5050
% en peso, Zn% en peso, Zn
LíquidoLíquido
aa
bb
b’b’
+a b+a b
+a b’+a b’
835º
1084,5º
903º
32,5
456º468º
45,548,9
+b g+b g
b’+gb’+g
Latones Latones Hasta un 39% Zn
Pueden contener pequeñas proporciones de fase b
Hasta un 39% Zn
Pueden contener pequeñas proporciones de fase b
Latones +bLatones +b 37,5 - 46% Zn
Porcentajes de fase bmayores al aumentar el contenido de Zn
37,5 - 46% Zn
Porcentajes de fase bmayores al aumentar el contenido de Zn
Latones bLatones b A partir de un 46% Zn
Incrementos de Zn hasta un 50% provocan la aparición de la fase g
A partir de un 46% Zn
Incrementos de Zn hasta un 50% provocan la aparición de la fase g
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Latones : MicroestructuraLatones : Microestructura
95/595/5
90/1090/10 70/3070/30
70/3070/30
Lato
nes
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Latones : a Propiedades mecánicas Latones : a Propiedades mecánicas Lato
nes
6060
6060
5050
4040
3030
Res
iste
ncia
, kg/
mm
2R
esis
tenc
ia, k
g/m
m2
2020
Extraduro
Extraduro
DuroDuro
SemiduroSemiduro
RecocidoRecocido
4040
2020
00
Ala
rgam
ient
o, %
100100 9090 8080 7070 6060
Cobre, %Cobre, %5050
ExtraduroExtraduro
DuroDuroSemiduroSemiduro
RecocidoRecocido
Efecto del endurecimiento por
solución sólida
Efecto del endurecimiento por
solución sólida
Aumento de la ductilidad con el contenido de Zn
Aumento de la ductilidad con el contenido de Zn
La aparición de la fase b frágil modifica la tendencia
en estas propiedades
La aparición de la fase b frágil modifica la tendencia
en estas propiedades
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Latones : a Propiedades mecánicas Latones : a Propiedades mecánicas Lato
nes
Espa
ciad
o en
tre
línea
s de
des
lizam
ient
o, A
Espa
ciad
o en
tre
línea
s de
des
lizam
ient
o, A
3030202015151010
% Alargamiento% Alargamiento5500 2525
00
10001000
20002000
30003000
40004000
50005000
30% Zn30% Zn
15% Zn15% Zn
3% Zn3% Zn
CuCu
Tamaño de grano: 0.01 mmTamaño de grano: 0.01 mm
55
3030202015151010 252555
3030
2020
1515
4040
2525
3535
4545
% en peso de Zn% en peso de ZnEn
ergí
a de
fallo
de
apila
mie
nto,
J/m
2 x 1
03En
ergí
a de
fallo
de
apila
mie
nto,
J/m
2 x 1
03
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Líquido
a
+a b
+a b’ b’
b
L+a
L+b
ZONA DE TRABAJO EN CALIENTE
ZONA DE RECRISTALIZACIÓN
ZONA DE ALIVIO DE TENSIONES
Baja maquinabilidad
Buena formabilidad en frío Baja formabilidad en fríoAlta maquinabilidad
Baja formabilidad en caliente
Buena formabilidad en caliente
Buena formabilidad en
caliente
902ºC
454ºC
CuCu 2020 40401010 3030
% en peso, Zn% en peso, Zn5050
200200
400400
600600
800800
100010001083108311001100
Tem
pera
tura
, ºC
Tem
pera
tura
, ºC
Lato
nes
Latones : a Propiedades mecánicas Latones : a Propiedades mecánicas
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Lato
nes
Corrosión bajo tensiones (“season cracking”)Corrosión bajo tensiones (“season cracking”)
Latones : a Corrosión Latones : a Corrosión
Latones con contenidos de Zn elevados (>20% Zn)
Latones con contenidos de Zn elevados (>20% Zn)
Deformación en frío
Deformación en frío
Atmósferas amoniacalesAtmósferas amoniacales
++
++
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Lato
nes
Latones : a Corrosión Latones : a Corrosión
4OHNHZnNHCu
O2HO8NHZnCu2
43
2
43
223
Disolución anódica del metal:Disolución anódica del metal:
4OH4eO2HO 22
Reacción catódica:Reacción catódica:
Disolución en los límites de grano
conduce a concentración de
tensiones y a rotura corrosión
bajo tensión
Disolución en los límites de grano
conduce a concentración de
tensiones y a rotura corrosión
bajo tensión
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Lato
nes
Latones : a Corrosión Latones : a Corrosión
Descincado / DesaleaciónDescincado / Desaleación
Latones con contenidos de Zn moderados
(>15% Zn)
Latones con contenidos de Zn moderados
(>15% Zn)
Ausencia de inhibidores
Ausencia de inhibidores
Condiciones de servicio adecuadas
Condiciones de servicio adecuadas
++
++
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Lato
nes
Latones : a Corrosión Latones : a Corrosión
Descincado / DesaleaciónDescincado / Desaleación
Disolución de la aleación Disolución de la aleación
Posterior deposición de cobre poroso poco adherente
Posterior deposición de cobre poroso poco adherente
As, Sb y Sn como inhibidores
As, Sb y Sn como inhibidores
ZnZn
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Lato
nes
250250
600600
800800
10001000
12001200
Tem
pera
tura
, ºC
Tem
pera
tura
, ºC
400400
CuCu ZnZn20201010 3030 4040 5050
% en peso, Zn% en peso, Zn
LíquidoLíquido
aa
bb
b’b’
+a b+a b
+a b’+a b’
835º
1084,5º
903º
32,5
456º468º
45,548,9
+b g+b g
b’+gb’+g
Latón de cartuchería 70Cu-30Zn
Latón de cartuchería 70Cu-30Zn
Latones : a Aleaciones comerciales Latones : a Aleaciones comerciales
Excelente deformabilidad en frío
Excelente formabilidad
Buena soldabilidad
Susceptibles a la corrosión bajo tensiones y al descincado
Excelente deformabilidad en frío
Excelente formabilidad
Buena soldabilidad
Susceptibles a la corrosión bajo tensiones y al descincado
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
250250
600600
800800
10001000
12001200
Tem
pera
tura
, ºC
Tem
pera
tura
, ºC
400400
CuCu ZnZn20201010 3030 4040 5050
% en peso, Zn% en peso, Zn
LíquidoLíquido
aa
bb
b’b’
+a b+a b
+a b’+a b’
835º
1084,5º
903º
32,5
456º468º
45,548,9
Lato
nes
+b g+b g
b’+gb’+g
Latón bajo (tombac) 80Cu-20Zn
Latón bajo (tombac) 80Cu-20Zn
Latones : a Aleaciones comerciales Latones : a Aleaciones comerciales
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Lato
nes
250250
600600
800800
10001000
12001200
Tem
pera
tura
, ºC
Tem
pera
tura
, ºC
400400
CuCu ZnZn20201010 3030 4040 5050
% en peso, Zn% en peso, Zn
LíquidoLíquido
aa
bb
b’b’
+a b+a b
+a b’+a b’
835º
1084,5º
903º
32,5
456º468º
45,548,9
+b g+b g
b’+gb’+g
Latón rojo 85Cu-15ZnLatón rojo 85Cu-15Zn
Latones : a Aleaciones comerciales Latones : a Aleaciones comerciales
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Lato
nes
250250
600600
800800
10001000
12001200
Tem
pera
tura
, ºC
Tem
pera
tura
, ºC
400400
CuCu ZnZn20201010 3030 4040 5050
% en peso, Zn% en peso, Zn
LíquidoLíquido
aa
bb
b’b’
+a b+a b
+a b’+a b’
835º
1084,5º
903º
32,5
456º468º
45,548,9
+b g+b g
b’+gb’+g
Bronce comercial 90Cu-10Zn
Bronce comercial 90Cu-10Zn
Latones : a Aleaciones comerciales Latones : a Aleaciones comerciales
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Lato
nes
250250
600600
800800
10001000
12001200
Tem
pera
tura
, ºC
Tem
pera
tura
, ºC
400400
CuCu ZnZn20201010 3030 4040 5050
% en peso, Zn% en peso, Zn
LíquidoLíquido
aa
bb
b’b’
+a b+a b
+a b’+a b’
835º
1084,5º
903º
32,5
456º468º
45,548,9
+b g+b g
b’+gb’+g
Latón de dorar (metal Gilding) 95Cu-5Zn
Latón de dorar (metal Gilding) 95Cu-5Zn
Latones : a Aleaciones comerciales Latones : a Aleaciones comerciales
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Latones +bLatones +bLato
nes
37,5% < Zn% < 46%
37,5% < Zn% < 46%
% en peso, Zn% en peso, Zn
Líquido
+a b
+a b’ b’
b
L+b
ZONA DE TRABAJO EN CALIENTE
ZONA DE RECRISTALIZACIÓN
ZONA DE ALIVIO DE TENSIONES Baja formabilidad en frío
Alta maquinabilidad
Buena formabilidad en caliente
Buena formabilidad en
caliente
902ºC
454ºC
40403030 5050
a
L+a
Baja maquinabilidad
Buena formabilidad en frío
Baja formabilidad en caliente
CuCu 20201010200200
400400
600600
800800
100010001083108311001100
Tem
pera
tura
, ºC
Tem
pera
tura
, ºC
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Cu Zn
50% Cu, 50% Zn
Desordenada:
Ordenada:
Fase bFase b
Fase b’Fase b’
456ºC456ºC
Latones +bLatones +bLato
nes
60/4060/40
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Latones bLatones b
Líquido
a
+a b
+a b’ b’
b
L+a
L+b
ZONA DE TRABAJO EN CALIENTE
ZONA DE RECRISTALIZACIÓN
ZONA DE ALIVIO DE TENSIONES
Baja maquinabilidad
Buena formabilidad en frío Baja formabilidad en fríoAlta maquinabilidad
Baja formabilidad en caliente
Buena formabilidad en caliente
Buena formabilidad en
caliente
902ºC
454ºC
CuCu 2020 40401010 3030
% en peso, Zn% en peso, Zn5050
200200
400400
600600
800800
100010001083108311001100
Tem
pera
tura
, ºC
Tem
pera
tura
, ºC
Lato
nes
Zn% ~ 46%Zn% ~ 46%
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Latones bLatones bLato
nes
50/5050/50
Enfriamiento lento: formación de
dendritas de b primaria rodeadas
de fase a
Enfriamiento lento: formación de
dendritas de b primaria rodeadas
de fase a
Enfriamiento rápido:
sólo aparece fase b
Enfriamiento rápido:
sólo aparece fase b
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Lato
nes
Latones aleadosLatones aleados
Mejorar su maquinabilidad
Mejorar su resistencia mecánica
Mejorar su resistencia a la corrosión
Otras razones especiales
Mejorar su maquinabilidad
Mejorar su resistencia mecánica
Mejorar su resistencia a la corrosión
Otras razones especiales
Razones para alear los latones:Razones para alear los latones:Pb
(hasta 4%)
Forma una fase
globular dispersa
Pb
(hasta 4%)
Forma una fase
globular dispersa
SiAumenta el
contenido de
fase
SiAumenta el
contenido de
fase
Sn
(aprox. 1%)
Latón almirantazgo (base 70/30)
Latón naval (base 60/40)
Sn
(aprox. 1%)
Latón almirantazgo (base 70/30)
Latón naval (base 60/40)
AsProtege contra la descinficación
Ni10-20%: alpacas
AsProtege contra la descinficación
Ni10-20%: alpacas
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Lato
nes
CuCu PbPb20201010 3030 4040 5050
% en peso, Pb% en peso, Pb6060 7070 8080 9090
200200
600600
800800
10001000
12001200
400400
300300
500500
700700
900900
Líquido1
+a L2
1084,5º
36 955º87
326º99,94
Latones aleados: Latones al PbLatones aleados: Latones al Pb
Líquido1 (36% Pb) (100% Cu) + líquido2 (87% Pb)Líquido1 (36% Pb) (100% Cu) + líquido2 (87% Pb)
Líquido2 (99.94% Pb) (100% Cu) + (99.993% Pb)Líquido2 (99.94% Pb) (100% Cu) + (99.993% Pb)
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Lato
nes
Latones aleados: Latones al Sn y AlLatones aleados: Latones al Sn y Al
Latón de cartuchería (70/30) + 1% SnLatón de cartuchería (70/30) + 1% Sn Latón de almirantazgoLatón de almirantazgo
Resistencia a la corrosiónResistencia a la corrosión
77.5% Cu / 20.5% Zn / 2.0% Al% 77.5% Cu / 20.5% Zn / 2.0% Al% Latón al AlLatón al Al
Metal de Muntz (60/40) + 1% SnMetal de Muntz (60/40) + 1% Sn
Fundición
Latón navalLatón naval
Laminado en caliente
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Aleaciones de mayor interés en ingenieríaAleaciones de mayor interés en ingenieríaB
ron
ces
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
1% < Sn% < 20% + Otros elementos (Zn, Pb, P) Sn: aumenta la resistencia mecánica y la resistencia
a la corrosión. Suelen contener hasta un 11% Sn, y también P
bronces al P. P: aumenta la resistencia al desgaste y la rigidez Algunos bronces contienen Pb como aditivo: mejora
su maquinabilidad. Buena soldabilidad.
1% < Sn% < 20% + Otros elementos (Zn, Pb, P) Sn: aumenta la resistencia mecánica y la resistencia
a la corrosión. Suelen contener hasta un 11% Sn, y también P
bronces al P. P: aumenta la resistencia al desgaste y la rigidez Algunos bronces contienen Pb como aditivo: mejora
su maquinabilidad. Buena soldabilidad.
Aleaciones Cu-Sn: BroncesAleaciones Cu-Sn: BroncesB
ron
ces
Elemento Radio atómico (nm)
Cu 0.128
Zn 0.133
Sn 0.151
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
% en peso, Sn% en peso, Sn
200200
400400
600600
800800
10001000
11001100
Tem
pera
tura
, ºC
Tem
pera
tura
, ºC
300300
500500
700700
900900
7070 8080 9090 SnSn
LíquidoLíquido
aabb gg
dd
+a e+a e
ee
hh
h’h’
520º
350º
586º
798º
11,0
15,8
13,5
CuCu 2020 40401010 3030 5050 6060
Bro
nces
Aleaciones Cu-Sn: BroncesAleaciones Cu-Sn: Bronces
Fase a: solución sólida FCC.
Fase b: Cu5Sn.
Fase g.
Fase d: Cu31Sn8.
Fase e: Cu3Sn.
Fase a: solución sólida FCC.
Fase b: Cu5Sn.
Fase g.
Fase d: Cu31Sn8.
Fase e: Cu3Sn.
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
R. Peritéctica
Líquido + a → bLíquido + a → b
R. Eutectoides
b → a + gb → a + g
g → a + dg → a + d
d → a + ed → a + e
% en peso, Sn% en peso, Sn
Tem
pera
tura
, ºC
Tem
pera
tura
, ºC
CuCu 2020 40401010 3030 5050
200200
400400
600600
800800
10001000
11001100
300300
500500
700700
900900
6060
aabb gg
ddee520º
350º
586º
798º
11,0
15,8
13,5
7070
LíquidoLíquido
hh
h’h’
Bro
nces
Aleaciones Cu-Sn: BroncesAleaciones Cu-Sn: Bronces
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
9090 SnSn
% en peso, Sn% en peso, Sn
Tem
pera
tura
, ºC
Tem
pera
tura
, ºC
CuCu 2020 40401010 3030 5050
200200
400400
600600
800800
10001000
11001100
300300
500500
700700
900900
6060
aabb gg
ddee520º
350º
586º
798º13,5
7070 8080
LíquidoLíquido
hh
h’h’
9090 SnSn
% en peso, Sn% en peso, Sn
Tem
pera
tura
, ºC
Tem
pera
tura
, ºC
CuCu 2020 40401010 3030 5050
200200
400400
600600
800800
10001000
11001100
300300
500500
700700
900900
6060
aabb gg
ddee520º
350º
586º
798º13,5
7070 8080
LíquidoLíquido
hh
h’h’
9090 SnSn
% en peso, Sn% en peso, Sn
Tem
pera
tura
, ºC
Tem
pera
tura
, ºC
CuCu 2020 40401010 3030 5050
200200
400400
600600
800800
10001000
11001100
300300
500500
700700
900900
6060
aabb gg
ddee520º
350º
586º
798º13,5
7070 8080
LíquidoLíquido
hh
h’h’
9090 SnSn
% en peso, Sn% en peso, Sn
Tem
pera
tura
, ºC
Tem
pera
tura
, ºC
CuCu 2020 40401010 3030 5050
200200
400400
600600
800800
10001000
11001100
300300
500500
700700
900900
6060
aabb gg
ddee520º
350º
586º
798º13,5
7070 8080
LíquidoLíquido
hh
h’h’
90Cu - 10Sn + trazas P90Cu - 10Sn + trazas P
Bro
nces
Bronces ordinarios: MicroestructuraBronces ordinarios: Microestructura
Eutectoide a + dEutectoide a + d
SegregaciónSegregación
80Cu - 15Sn80Cu - 15Sn
Maclas de recocido
Maclas de recocido
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Bro
nces
90Cu - 10Sn90Cu - 10Sn
Bronces ordinarios: AplicacionesBronces ordinarios: Aplicaciones
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Aleaciones de mayor interés en ingenieríaAleaciones de mayor interés en ingenieríaC
up
roalu
min
ios
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Cu
pro
alu
min
ios
Buena resistencia mecánica Excelente resistencia a la
corrosión Buenas propiedades a alta
temperatura Buena resistencia a fatiga Resistencia a la oxidación Elevadas dureza y resistencia al
desgaste Ductilidad Buena soldabilidad (según fases
presentes) Fáciles de mecanizar Color dorado
Buena resistencia mecánica Excelente resistencia a la
corrosión Buenas propiedades a alta
temperatura Buena resistencia a fatiga Resistencia a la oxidación Elevadas dureza y resistencia al
desgaste Ductilidad Buena soldabilidad (según fases
presentes) Fáciles de mecanizar Color dorado
9-12% Al
Hasta 6% Fe, Ni
9-12% Al
Hasta 6% Fe, Ni
Aleaciones Cu-Al: CuproaluminiosAleaciones Cu-Al: Cuproaluminios
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Cu
pro
alu
min
ios
11,8
% en peso, Al% en peso, Al
aa
bbg1g1
1037º7,5
g2g2
LíquidoLíquido
9,5
565º
Tem
pera
tura
, ºC
Tem
pera
tura
, ºC
600600
800800
10001000
11001100
500500
700700
900900
22 44 88 101066 1212 1414 1616 1818 2020CuCu
9,4
Cuproaluminios: MicroestructuraCuproaluminios: Microestructura
Fase Fase 7.5 - 9.4% Al Muy dúctil, admite deformación
en frío
7.5 - 9.4% Al Muy dúctil, admite deformación
en frío
Fase bFase b BCC Fácilmente deformable en
caliente Descomposición eutectoide
BCC Fácilmente deformable en
caliente Descomposición eutectoide
Fases g1 / g2Fases g1 / g2
Cu9Al4
g2 muy dura y frágil
Cu9Al4
g2 muy dura y frágil
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
aa
bbg1g1
1037º7,5
g2g2
LíquidoLíquido
9,5
565º
Tem
pera
tura
, ºC
Tem
pera
tura
, ºC
600600
800800
10001000
11001100
500500
700700
900900
22 44 88 101066 1212 1414 1616 1818 2020CuCu
9,4
Cuproaluminios: MicroestructuraCuproaluminios: MicroestructuraC
up
roalu
min
ios
Fase a (Estructura
Windmanstätten)
Fase a (Estructura
Windmanstätten)
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Cu
pro
alu
min
ios
Tem
per
atu
ra
Tiempo
aa
bbg1g1
1037º7,5
g2g2
LíquidoLíquido
9,5
565º
11,8
% en peso, Al% en peso, AlTe
mpe
ratu
ra, º
CTe
mpe
ratu
ra, º
C
600600
800800
10001000
11001100
500500
700700
900900
22 44 88 101066 1212 1414 1616 1818 2020CuCu
9,4
Cuproaluminios: MicroestructuraCuproaluminios: Microestructura
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Cuproaluminios: Propiedades mecánicasCuproaluminios: Propiedades mecánicas
La fase 2 es frágil la aparición de
la estructura eutectoide debe
evitarse en aleaciones
comerciales.
Estructura completamente
martensítica resistencia y dureza
elevadas, poca ductilidad.
Martensita revenida buenas
resistencia y ductilidad.
Adiciones de 5% Fe + 5% Ni
resistencia y tenacidad
excepcionales, además de
resistencia a la corrosión y
oxidación a elevadas temperaturas.
La fase 2 es frágil la aparición de
la estructura eutectoide debe
evitarse en aleaciones
comerciales.
Estructura completamente
martensítica resistencia y dureza
elevadas, poca ductilidad.
Martensita revenida buenas
resistencia y ductilidad.
Adiciones de 5% Fe + 5% Ni
resistencia y tenacidad
excepcionales, además de
resistencia a la corrosión y
oxidación a elevadas temperaturas.Cu
pro
alu
min
ios
% en peso, Al% en peso, Al22 44 88 101066
2020
1010
3030
4040
5050
6060
7070
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Res
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Ala
rgam
ient
o, %
AlargamientoAlargamiento
ResistenciaResistencia
Cuproaluminios Cuproaluminios Aparece Aparece
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Aleaciones de mayor interés en ingenieríaAleaciones de mayor interés en ingenieríaC
up
ron
íqu
ele
s
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Cu
pro
níq
uele
sAleaciones Cu-Ni: cuproníquelesAleaciones Cu-Ni: cuproníqueles
Muy resistentes a la corrosión, sobre todo en ambientes marinos.
Resistentes a la biocontaminación marina. Térmicamente estables. Adiciones de Fe, Cr, Nb y/o Mn mejora su resistencia
mecánica y a la corrosión.
Muy resistentes a la corrosión, sobre todo en ambientes marinos.
Resistentes a la biocontaminación marina. Térmicamente estables. Adiciones de Fe, Cr, Nb y/o Mn mejora su resistencia
mecánica y a la corrosión.
2-30% Ni2-30% Ni
Fuente: Copper Development Association, U.S.A.
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Cuproníqueles: Propiedades mecánicasCuproníqueles: Propiedades mecánicasC
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ron
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ele
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2020
1010
3030
4040
5050
6060
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0000
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3030
4040
5050
6060
0000
0.0060.006
0.0050.005
0.0040.004
0.0030.003
0.0020.002
0.0010.001R
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% en peso, Ni% en peso, Ni2020 4040 8080 1001006060
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Cu
pro
níq
uele
s
30% Ni30% Ni
10% Ni10% Ni
Cuproníqueles: MicroestructuraCuproníqueles: Microestructura
% en peso, Ni% en peso, Ni2020 4040 8080 NiNi60601010 3030 5050 7070 9090CuCu
200200
300300
11001100
12001200
13001300
14001400
15001500
(a Cu,Ni)(a Cu,Ni)
1455º
LíquidoLíquido
1084,5º
a1a1 a2
a2
322º358º
TEMPERATURA DE CURIE a1 + a2
a1 + a2
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Aleaciones de mayor interés en ingenieríaAleaciones de mayor interés en ingenieríaC
up
rob
eri
lios
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Cu
pro
beri
lios
Aleaciones con alto contenido de cobre: cobre-berilio / cobre-berilio-cobaltoAleaciones con alto contenido de cobre: cobre-berilio / cobre-berilio-cobalto
Aleaciones Cu-Be de alta resistencia
Aleaciones Cu-Be de alta conductividad
Forja1.6-2% Be0.3% Co
FundiciónHasta 2.7% Be
0.2-0.7% BeMayores cantidades de Ni y Co
Elevada resistencia mecánica.
Buenas conductividades térmica y
eléctrica.
Dureza y límite elástico elevados.
Características no explosivas (industria
química).
Coste elevado.
Tratables térmicamente: endurecibles por
precipitación.
Elevada resistencia mecánica.
Buenas conductividades térmica y
eléctrica.
Dureza y límite elástico elevados.
Características no explosivas (industria
química).
Coste elevado.
Tratables térmicamente: endurecibles por
precipitación.Fuente: Copper Development Association, Reino Unido
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
500500
10001000
TiempoTiempo
Tem
pera
tura
Tem
pera
tura
Cu
pro
beri
lios 11001100
10001000
900900
800800
700700
600600
500500
400400
300300
2002002211 33 44 55 66 77 88 99 1010CuCu
% en peso, Be% en peso, Be
LíquidoLíquido
6.0
g1 + g2
g1 + g2
(Cu) + g2
(Cu) + g2
g1g1(Cu)(Cu)
1.55
2.7 4.14.3866º 853º, 5.0%
605º
MaduraciónMaduración
SolubilizaciónSolubilización
TempleTemple
Solución sólida metaestable Cu-
Be
Solución sólida metaestable Cu-
Be
Cuproberilios: MicroestructuraCuproberilios: Microestructura
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
500500
10001000
TiempoTiempo
Tem
pera
tura
Tem
pera
tura
Cu
pro
beri
lios
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
SolubilizaciónSolubilización
sobresaturada sobresaturada
TempleTempleMaduraciónMaduración
Zonas GPZonas GP
sobresaturada sobresaturada
saturada saturada
g2g2
sobresaturada sobresaturada
g2g2
Sólida sólida sobresaturadaSólida sólida
sobresaturadaZonas
Guinier-PrestonZonas
Guinier-Preston’’
(barritas, placas)BCT
a = b = 2.79 Åc = 2.54 Å
(barritas, placas)BCT
a = b = 2.79 Åc = 2.54 Å
CuBe (ordenada)BCC
a = 2.70 Å
CuBe (ordenada)BCC
a = 2.70 Å
Moldeo
Forja (sobreenvejecida)
Forja
Cu
pro
beri
lios
Cuproberilios: MicroestructuraCuproberilios: Microestructura
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
El cobre y sus aleacionesEl cobre y sus aleaciones
Introducción
Cobre puro:
Propiedades principales
Producción de cobre
Cobres comerciales
Aleaciones de cobre:
Efecto de los principales aleantes
Aleaciones base cobre de mayor interés en ingeniería: Latones
Bronces
Cuproaluminios
Cuproníqueles
Cuproberilios
Reciclado del cobre y de sus aleaciones.
Introducción
Cobre puro:
Propiedades principales
Producción de cobre
Cobres comerciales
Aleaciones de cobre:
Efecto de los principales aleantes
Aleaciones base cobre de mayor interés en ingeniería: Latones
Bronces
Cuproaluminios
Cuproníqueles
Cuproberilios
Reciclado del cobre y de sus aleaciones.
Índice
Recic
lad
o
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Reciclado del cobre y de sus aleacionesReciclado del cobre y de sus aleaciones
Recic
lad
o
Introducción Cobre puro Aleaciones de cobre Reciclado
Reciclado del cobre y de sus aleacionesReciclado del cobre y de sus aleaciones
BibliografíaBibliografía
Herenguel, J. Metalurgia especial. Tomo II: El cobre y sus aleaciones. Ediciones URMO. Bilbao, 1970.
Avner, S.H. Introducción a la metalurgia física. Ediciones del Castillo. Madrid, 1969.
Barroso Herrero, S. e Ibáñez Ulargui, J. Introducción al conocimiento de materiales. Ediciones UNED. Madrid, 2002.
Smith, W.F. Structure and properties of engineering alloys. 2nd edition. McGraw-Hill International Editions. 1993.
Sancho, J., Verdeja, L.F. y Ballester, A. Metalurgia extractiva. Volumen II: Procesos de obtención. Editorial Síntesis. Madrid, 2000.
http://www.copper.org
http://www.eurocopper.org
http://www.cda.org.uk
http://www.codelco.com