1.3 ALEACIONES NO FERROSAS

 

Las aleaciones no ferrosas no contienen hierro en cantidades apreciables, por lo que se basan en metales no ferrosos.
Los metales no ferrosos son no magnéticos, maleables y ligeros. Los sistemas de aleaciones se clasifican según el metal base o según alguna característica especifica que comparten un grupo de aleaciones.

1.3.1 Cobre y sus aleaciones

Las aleaciones del cobre mas importantes son:

• Bronce: Aleación de cobre con estaño (Cu+Sn). Actualmente el bronce se emplea en aleaciones conductoras de calor, en baterías eléctricas, fabricación de llaves, etc.

• Latones: Aleación de cobre con Zinc (Cu+Zn). El laton es mas duro que el cobre, es resistente a la oxidación, a las condiciones salinas y es dúctil por lo que puede forjarse en planchas finas.

• Níquel: Aleación de cobre con Níquel (Cu+Ni). Se emplea principalmente en intercambiadores de calor. La aleación tiene una buena resistencia a la corrosión y buenas cualidades mecánicas.

• Aluminio: Aleación de cobre con Aluminio (Cu+Al). Ya se fabricaba en china en el siglo II. Es muy apreciado en trabajos artísticos.

• Berilio: Aleaciones de cobre con Berilio (Cu+Be). El cobre al berilio tiene importantes propiedades mecánicas, se emplea en la fabricación de muelles de toda clase.

• Cromo: Aleación de cobre con cromo (Cu+Cr). Se emplea principalmente para fabricar electrodos.

• Plata: Aleación de cobre con plata (Cu+Ag). Tiene una alta dureza que le permite soportar temperaturas de hasta 226°C.

• Cadmio: Aleación de cobre con Cadmio (Cu+Cd). Se emplea en líneas eléctricas aéreas que soportan fuertes exigencias mecánicas, catenarias y cables de contacto de medios de transporte de superficie.

1.3.2 Aluminio y sus aleaciones

• Aleaciones de Aluminio Puro:  Están caracterizadas por presentar una elevada resistencia a los efectos producidos por agentes ambientales. De igual forma tienen una gran conductividad térmica y eléctrica y se adaptan de una manera bastante positiva a las deformaciones. Es un tipo de aleación utilizado en un sinnúmero de industrias, como la industria eléctrica, química, petroquímica, edificación, decoración, entre otros.

• Aleaciones de Aluminio - Cobre: La función del cobre en este tipo de aleación es endurecer de manera significativa al aluminio, proporcionándole a esta unión propiedades mecánicas excepcionales, manteniendo en todo momento el excelente manejo físico y ligereza que determinan al mismo. Se caracteriza por tener una buena resistencia al calor.

• Aleaciones de Aluminio - Silicio: Al igual que el cobre, el silicio endurece al aluminio, aumentando con esto su resistencia, pero además de lo mencionado, también aumenta la fluidez en la colada del material y proporciona una excelente resistencia a la corrosión. Las aleaciones de este tipo son muy dúctiles y presentan una gran resistencia al choque, teniendo además una elevada conductividad calorífica y eléctrica.

• Aleaciones de Aluminio - Zinc: En estas aleaciones el Zinc se encuentra incorporado con un porcentaje máximo del 20% en el producto total. Las aleaciones de Zinc, en comparación con las de cobre, son más económicas y proporcionan propiedades mecánicas iguales. La desventaja radica en que la aleación aluminio-Zinc es menos resistente a la corrosión y son más pesadas.

• Aleaciones de Aluminio - Magnesio: Las aleaciones aluminio-magnesio son más ligeras incluso que el propio aluminio en su estado puro. Posee buenas propiedades mecánicas y una alta resistencia a la corrosión.

• Aleaciones de Aluminio - Manganeso: De manera general, el manganeso ayuda a aumentar la dureza, la resistencia mecánica y el soporte a la corrosión de cualquier aleación de aluminio. Las aleaciones de aluminio tienen cada día un mayor campo de aplicación, utilizándose en la fabricación de piezas que deben ser resistentes y ligeras al mismo tiempo. Su uso es cada vez más común en diferentes ámbitos de la creación industrial, comprendido desde las construcciones aeronáuticas, hasta la materialización de vagones de trenes y ferrocarriles.

1.3.3 Magnesio y sus aleaciones

Generalmente se utiliza:

• Aluminio: El aluminio es el elemento de aleación mas común, promueven el endurecimiento por precipitación.
• Zinc
• Manganeso: Mejora la resistencia a la corrosión.
• Cobre: Mejora la moldeabilidad.
• Circonio

Se utilizan en equipos automotrices, industriales, de manipulación de materiales, comerciales y aeroespaciales.

1.3.4 Titanio y sus aleaciones

El titanio existe en dos formas cristalográficas. A temperatura ambiente, el titanio sin alear (comercialmente puro) tiene una estructura cristalina hexagonal compacta (hcp) denominada fase alfa (α). Cuando la temperatura del titanio puro alcanza los 885°C (llamada temperatura β transus del titanio), la estructura cristalina cambia a una estructura bcc conocida como fase beta (β). Los elementos de aleación aumentan o disminuyen la temperatura para la transformación α-a-β, por lo que los elementos de aleación en titanio se clasifican como estabilizadores α o estabilizadores β.

Las aleaciones alfa 

Contienen elementos como Aluminio y estaño, y se prefieren para aplicaciones de alta temperatura debido a sus características superiores de fluencia 

Las aleaciones beta

Contienen elementos de transición como vanadio, niobio y molibdeno, que tienden a disminuir la temperatura de la transición de fase α a β. Las aleaciones beta tienen una excelente templabilidad y responden fácilmente al tratamiento térmico. Estos materiales son altamente forjables y exhiben una alta tenacidad a la fractura.

1.3.5 Materiales refractarios

Aquí se agrupan los metales, cuya temperatura de fusión es superior a la del hierro (1539°C), excepto los grupos del platino, del uranio y las tierras raras.

Vanadio, Volframio, Hafnio, Molibdeno, Niobio, Renio, Tantalio, Tecnecio, Titanio, Cromo, Circonio, su aleación eleva las características de esta resistencia, además de su alta temperatura de ebullición, fusión y recristalización, tienen la misma red cristalina, carecen de poliformismo, poseen una alta densidad y pequeño coeficiente de dilatación.

1.3.6 Super aleaciones

Se basan normalmente en los elementos químicos (hierro, níquel, cobalto, cromo) que por ser elementos de alto punto de fusión, dan origen a aleaciones que pueden operar a temperaturas muy altas. Al combinarse con otros elementos como el wolframio, molibdeno, tantalio, niobio, titanio y aluminio, entre otros.

1.3.7 Corrosión

Es el proceso de degradación de ciertos materiales, como consecuencia de una reacción electroquímica a partir de su entorno.

Corrosión química se produce cuando un material reacciona en un liquido o gas corrosivo, hasta disolverse o saturar el liquido.

Corrosión electroquímica ocurre generalmente en los metales cuando sus átomos pierden electrones y se convierten en iones.