ALEACIONES DE MAGNESIO, TITANIO Y NIQUEL

Lima, mayo del 2014

Dr. Ingº FORTUNATO ALVA DAVILA

MAGNESIO Y SUS ALEACIONES

EL MAGNESIO

Es un metal ligero (densidad = 1,74 g/cm3) y

compite con el aluminio (densidad = 2,70 g/cm3)

en las aplicaciones que exigen metales de baja

densidad.

El magnesio es difícil de fundir, porque en su

estado fundido se quema en el aire y es necesario usar

fundentes protectores durante el vaciado.

EL MAGNESIO

Las aleaciones de magnesio tienen baja resistencia y poca resistencia a la fluencia, la fatiga y el desgaste. Por su baja densidad, las aleaciones de magnesio se usan para aplicaciones aeroespaciales y equipos de manejo de materiales.

MAGNESIO Y SUS ALEACIONES

ALEACIONES DE MAGNESIO

Clasificación de las aleaciones de magnesio

Existen dos tipos de 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.

 ALEACIONES DE MAGNESIO

Estructura y propiedades.

El magnesio tiene la estructura cristalina HC y, por lo

tanto, las aleaciones de magnesio sólo pueden

trabajarse en frío en forma limitada.

Cuando el magnesio está a altas  temperaturas,

algunos planos de deslizamiento se vuelven activos. Por

lo tanto, las aleaciones  de  magnesio  suelen 

trabajarse en caliente, en vez de en frío.

ALEACIONES DE MAGNESIO

Metal Densidad a 20°C

(g/cm3)

Punto de fusión

(°C)

Estructura

cristalina

Costo

($/lb) 2001

(2010)

Magnesio

Aluminio

Titanio

Níquel

Hierro

Cobre

Plata

Oro

platino

1,74

2,70

4,54

8,90

7,87

8,96

10,4

19,3

21,4

651

660

1675

1453

1535

1083

----

----

-----

HC

BCC

HC →BCC+

BCC

BCC

→BCC+

BCC

----

----

3,29

0,67(1,09)

5,25

7 (10,13)

0,20

1,45 (4,01)

($ 43,7/onza)

($ 1 897/onza)

($ 1 751/onza)

Tabla 9.2 Algunas propiedades físicas y costos de varios metales de ingeniería.

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.

ALEACIONES DE TITANIO

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 en

estado 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 especiales

para fundirlo y para trabajar el metal.

ALEACIONES DE TITANIO

ALEACIONES DE NÍQUEL

d) El níquel es un metal importante de ingeniería, por su:

Excepcional resistencia a la corrosión y a la

oxidación a alta temperatura.

Tiene la estructura cristalina FCC, que lo hace

sumamente moldeable,

Tiene alta densidad (8,9 g/cm3), lo que limita su

uso.

El níquel puro se usa para fabricar partes eléctricas y

electrónicas debido a su buena dureza y

conductividad eléctrica y por su buena

resistencia a la corrosión.

También se utiliza en equipos para procesamiento

de alimentos.

Es relativamente caro

ALEACIONES DE NÍQUEL

rU

Aleaciones comerciales de níquel y Monel

El níquel y el cobre son totalmente solubles uno

en el otro en todas sus composiciones, cuando

están en estado sólido, por lo cual muchas

aleaciones endurecidas por solución sólida se

fabrican con níquel y cobre.

-

El níquel forma una aleación con el cobre al 32%

para producir la aleación Monel 400, la cual tiene:

Una dureza relativamente alta, apta para

soldaduras.

Tiene excelente resistencia a la corrosión en

muchos ambientes.

El cobre al 32% endurece al níquel de manera

limitada y reduce su costo.

Aleaciones comerciales de níquel y Monel

Superaleaciones a base de níquel

 

Se han creado las superaleaciones  a base de níquel, 

en  especial  para  fabricar  partes de turbinas a gas 

que deben ser capaces de:  Resistir temperaturas elevadas y altas condiciones de oxidación.  Resistir a la termofluencia.  La mayoría de las superaleaciones a base de níquel   forjado contienen:    Entre 50% y 60% de níquel,   De 15% a 20% de cromo y    Entre 15% y 20% de cobalto aproximadamente. 

TÉRMINOS

TERMOFLUENCIA: La termofluencia es el movimiento

de los átomos  que  inducen  una  deformación muy

lenta, si el material está expuesto a esfuerzos. 

Esta  deformación  causa  problemas  dimensionales  a  las 

estructuras,  los  cuales  provocan mal  funcionamiento  o 

falla.  Si  permanece  sometido  a  esfuerzos,  a 

temperaturas  altas,  el  material  se  romperá  y  se 

fracturará finalmente. En muchas aplicaciones, como

turbinas a vapor, motores de aviones a reacción y

cohetes, hornos de fundición,  etc.,  los  materiales 

están expuestos a temperaturas extremadamente altas.