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Cuadro de bicicleta de aleación de aluminio soldado , fabricado en la década de 1990.

Las aleaciones de aluminio (o aleaciones de aluminio ; consulte las diferencias de ortografía ) son aleaciones en las que el aluminio (Al) es el metal predominante. Los elementos de aleación típicos son cobre , magnesio , manganeso , silicio , estaño y zinc . Hay dos clasificaciones principales, a saber, aleaciones de fundición y aleaciones forjadas, las cuales se subdividen en las categorías tratables térmicamente y no tratables térmicamente. Aproximadamente el 85% del aluminio se utiliza para productos forjados, por ejemplo, chapa laminada, láminas y extrusiones.. Las aleaciones de aluminio fundido producen productos rentables debido al bajo punto de fusión, aunque generalmente tienen resistencias a la tracción más bajas que las aleaciones forjadas. El sistema de aleación de aluminio fundido más importante es Al-Si , donde los altos niveles de silicio (4.0-13%) contribuyen a dar buenas características de fundición. Las aleaciones de aluminio se utilizan ampliamente en estructuras y componentes de ingeniería donde se requiere un peso ligero o resistencia a la corrosión. [1]

Las aleaciones compuestas principalmente de aluminio han sido muy importantes en la fabricación aeroespacial desde la introducción de los aviones con revestimiento metálico. Las aleaciones de aluminio y magnesio son más ligeras que otras aleaciones de aluminio y mucho menos inflamables que otras aleaciones que contienen un porcentaje muy alto de magnesio. [2]

Las superficies de aleación de aluminio desarrollarán una capa protectora blanca de óxido de aluminio si no se protegen mediante procedimientos de anodización y / o pintura correctos. En un ambiente húmedo, la corrosión galvánica puede ocurrir cuando una aleación de aluminio se coloca en contacto eléctrico con otros metales con potenciales de corrosión más positivos que el aluminio, y hay un electrolito presente que permite el intercambio iónico. Este proceso, conocido como corrosión de metales diferentes, puede ocurrir como exfoliación o como corrosión intergranular. Las aleaciones de aluminio pueden tratarse térmicamente de forma inadecuada. Esto provoca la separación de los elementos internos y el metal se corroe de adentro hacia afuera. [ cita requerida ]

Las composiciones de aleación de aluminio están registradas en The Aluminum Association . Muchas organizaciones publican normas más específicas para la fabricación de aleaciones de aluminio, incluida la organización de normas de la Sociedad de Ingenieros Automotrices , específicamente sus subgrupos de normas aeroespaciales, [3] y ASTM International .

Uso de ingeniería y propiedades de las aleaciones de aluminio [ editar ]

Rueda de bicicleta de aleación de aluminio. Bicicleta plegable con botín de los años 60

Las aleaciones de aluminio con una amplia gama de propiedades se utilizan en estructuras de ingeniería. Los sistemas de aleación se clasifican mediante un sistema numérico ( ANSI ) o por nombres que indican sus principales componentes de aleación ( DIN e ISO ). La selección de la aleación adecuada para una aplicación determinada implica consideraciones de su resistencia a la tracción , densidad , ductilidad , conformabilidad, trabajabilidad, soldabilidad y resistencia a la corrosión , por nombrar algunas. En la ref. [4] Las aleaciones de aluminio se utilizan ampliamente en aviones debido a su alta relación resistencia / peso.. Por otro lado, el metal de aluminio puro es demasiado blando para tales usos y no tiene la alta resistencia a la tracción que se necesita para aviones y helicópteros .

Aleaciones de aluminio versus tipos de acero [ editar ]

Las aleaciones de aluminio tienen típicamente un módulo elástico de aproximadamente 70 GPa , que es aproximadamente un tercio del módulo elástico de las aleaciones de acero . Por lo tanto, para una carga dada, un componente o unidad de una aleación de aluminio experimentará una mayor deformación en el régimen elástico que una pieza de acero de idéntico tamaño y forma.

Con productos metálicos completamente nuevos, las opciones de diseño a menudo se rigen por la elección de la tecnología de fabricación. Las extrusiones son particularmente importantes a este respecto, debido a la facilidad con la que las aleaciones de aluminio, en particular la serie Al-Mg-Si, pueden extruirse para formar perfiles complejos.

En general, se pueden lograr diseños más rígidos y ligeros con la aleación de aluminio que con los aceros. Por ejemplo, considere la flexión de un tubo de pared delgada: el segundo momento de área está inversamente relacionado con la tensión en la pared del tubo, es decir, las tensiones son menores para valores mayores. El segundo momento de área es proporcional al cubo del radio multiplicado por el espesor de la pared, por lo que aumentar el radio (y el peso) en un 26% conducirá a una reducción a la mitad de la tensión de la pared. Por esta razón, los cuadros de bicicleta hechos de aleaciones de aluminio utilizan diámetros de tubo más grandes que el acero o el titanio para obtener la rigidez y resistencia deseadas. En la ingeniería automotriz, los automóviles hechos de aleaciones de aluminio emplean marcos espaciales.fabricado con perfiles extruidos para garantizar la rigidez. Esto representa un cambio radical del enfoque común para el diseño actual de automóviles de acero, que depende de la rigidez de las carrocerías, conocido como diseño unibody .

Las aleaciones de aluminio se utilizan ampliamente en motores de automóviles, particularmente en bloques de cilindros y cárteres debido a los posibles ahorros de peso. Dado que las aleaciones de aluminio son susceptibles de deformarse a temperaturas elevadas, el sistema de refrigeración de dichos motores es fundamental. Las técnicas de fabricación y los avances metalúrgicos también han sido fundamentales para la aplicación exitosa en motores de automóviles. En la década de 1960, las culatas de cilindros de aluminio del Corvair se ganaron una reputación por fallar y pelar las roscas , algo que no se ve en las actuales culatas de aluminio.

Una limitación estructural importante de las aleaciones de aluminio es su menor resistencia a la fatiga en comparación con el acero. En condiciones de laboratorio controladas, los aceros muestran un límite de fatiga , que es la amplitud de tensión por debajo de la cual no se producen fallas; el metal no continúa debilitándose con ciclos de tensión prolongados. Las aleaciones de aluminio no tienen este límite de fatiga más bajo y continuarán debilitándose con ciclos de tensión continuos. Por lo tanto, las aleaciones de aluminio se utilizan escasamente en piezas que requieren una alta resistencia a la fatiga en el régimen de ciclo alto (más de 10 7 ciclos de tensión).

Consideraciones sobre la sensibilidad al calor [ editar ]

A menudo, también se debe considerar la sensibilidad del metal al calor. Incluso un procedimiento de taller relativamente rutinario que implica calentamiento se complica por el hecho de que el aluminio, a diferencia del acero, se derretirá sin primero brillar en rojo. Las operaciones de conformado en las que se utiliza un soplete pueden revertir o eliminar el tratamiento térmico, por lo que no se recomienda en absoluto. Ningún signo visual revela cómo el material está dañado internamente. Al igual que la soldadura de una cadena de eslabones de alta resistencia tratada térmicamente, ahora toda la fuerza se pierde con el calor del soplete. La cadena es peligrosa y debe desecharse.

El aluminio está sujeto a tensiones y deformaciones internas. A veces, años más tarde, como es la tendencia de los cuadros de bicicleta de aluminio mal soldados a torcerse gradualmente fuera de alineación debido a las tensiones del proceso de soldadura. Por tanto, la industria aeroespacial evita el calor por completo uniendo piezas con remaches de composición metálica similar, otros sujetadores o adhesivos.

Destaca en aluminio recalentado pueden ser aliviados por las partes en un horno y gradualmente enfriándolo-en efecto tratamiento térmico de recocido de las tensiones. Sin embargo, estas partes aún pueden distorsionarse, de modo que el tratamiento térmico de cuadros de bicicletas soldados, por ejemplo, puede provocar que una fracción significativa se desalinee. Si la desalineación no es demasiado severa, las partes enfriadas pueden doblarse para alinearse. Por supuesto, si el marco está diseñado adecuadamente para ser rígido (ver arriba), esa flexión requerirá una fuerza enorme.

La intolerancia del aluminio a las altas temperaturas no ha impedido su uso en cohetería; incluso para su uso en la construcción de cámaras de combustión donde los gases pueden alcanzar los 3500 K. El motor de etapa superior Agena utilizó un diseño de aluminio refrigerado regenerativamente para algunas partes de la boquilla, incluida la región de garganta térmicamente crítica; de hecho, la conductividad térmica extremadamente alta del aluminio impidió que la garganta alcanzara el punto de fusión incluso bajo un flujo de calor masivo, lo que resultó en un componente confiable y liviano.

Cableado doméstico [ editar ]

Artículo principal: alambre de aluminio

Debido a su alta conductividad y precio relativamente bajo en comparación con el cobre en la década de 1960, el aluminio se introdujo en ese momento para el cableado eléctrico doméstico en América del Norte, aunque muchos accesorios no habían sido diseñados para aceptar cables de aluminio. Pero el nuevo uso trajo algunos problemas:

  • El mayor coeficiente de expansión térmica del aluminio hace que el cable se expanda y contraiga en relación con la conexión de tornillo de metal diferente , aflojando finalmente la conexión.
  • El aluminio puro tiene una tendencia a deslizarse bajo una presión constante y sostenida (en mayor grado a medida que aumenta la temperatura), aflojando nuevamente la conexión.
  • La corrosión galvánica de los metales diferentes aumenta la resistencia eléctrica de la conexión.

Todo esto resultó en conexiones sueltas y sobrecalentadas, y esto a su vez resultó en algunos incendios. Luego, los constructores se volvieron cautelosos al usar el cable y muchas jurisdicciones prohibieron su uso en tamaños muy pequeños, en nuevas construcciones. Sin embargo, finalmente se introdujeron accesorios más nuevos con conexiones diseñadas para evitar que se afloje y se sobrecaliente. Al principio estaban marcados como "Al / Cu", pero ahora llevan una codificación "CO / ALR".

Otra forma de prevenir el problema del calentamiento es rizar la " coleta " corta de alambre de cobre. Un engarzado de alta presión realizado correctamente con la herramienta adecuada es lo suficientemente apretado como para reducir cualquier expansión térmica del aluminio. Hoy en día, se utilizan nuevas aleaciones, diseños y métodos para el cableado de aluminio en combinación con terminaciones de aluminio.

Designaciones de aleación [ editar ]

Las aleaciones de aluminio forjado y fundido utilizan diferentes sistemas de identificación. El aluminio forjado se identifica con un número de cuatro dígitos que identifica los elementos de aleación.

Las aleaciones de aluminio fundido utilizan un número de cuatro a cinco dígitos con un punto decimal. El dígito en el lugar de las centenas indica los elementos de aleación, mientras que el dígito después del punto decimal indica la forma (forma de fundición o lingote).

Designación de temperamento [ editar ]

La designación de temperamento sigue al número de designación fundido o forjado con un guión, una letra y, potencialmente, un número de uno a tres dígitos, por ejemplo, 6061-T6. Las definiciones de los temperamentos son: [5] [6]

-F  : Tal como se fabrica
-H  : Deformado (trabajado en frío) con o sin tratamiento térmico

-H1  : Deformación endurecida sin tratamiento térmico
-H2  : Deformación templada y parcialmente recocida
-H3  : Deformación endurecida y estabilizada por calentamiento a baja temperatura
Segundo dígito  : un segundo dígito indica el grado de dureza
-HX2 = 1/4 duro
-HX4 = 1/2 duro
-HX6 = 3/4 duro
-HX8 = completamente duro
-HX9 = extraduro

-O  : completamente suave (recocido)
-T  : tratado térmicamente para producir temperamentos estables

-T1  : enfriado por trabajo en caliente y envejecido naturalmente (a temperatura ambiente)
-T2  : enfriado por trabajo en caliente, trabajado en frío y envejecido naturalmente
-T3  : Solución tratada térmicamente y trabajada en frío
-T4  : Solución tratada térmicamente y envejecida naturalmente
-T5  : Enfriado por trabajo en caliente y envejecido artificialmente (a temperatura elevada)
-T51  : Estrés aliviado al estirar
-T510  : No más enderezamiento después de estirar
-T511  : Alisado menor después de estirar
-T52  : Estrés aliviado por tratamiento térmico.
-T6  : Solución tratada térmicamente y envejecida artificialmente
-T7  : Solución tratada térmicamente y estabilizada
-T8  : Solución tratada térmicamente, trabajada en frío y envejecida artificialmente.
-T9  : Solución tratada térmicamente, envejecida artificialmente y trabajada en frío.
-T10  : Enfriado por trabajo en caliente, trabajado en frío y envejecido artificialmente

-W  : solución tratada térmicamente solamente

Nota: -W es una designación intermedia relativamente suave que se aplica después del tratamiento térmico y antes de que se complete el envejecimiento. La condición -W se puede extender a temperaturas extremadamente bajas pero no indefinidamente y, dependiendo del material, típicamente no durará más de 15 minutos a temperatura ambiente.

Aleaciones forjadas [ editar ]

El Sistema Internacional de Designación de Aleaciones es el esquema de denominación más aceptado para las aleaciones forjadas . A cada aleación se le asigna un número de cuatro dígitos, donde el primer dígito indica los principales elementos de aleación, el segundo, si es diferente de 0, indica una variación de la aleación, y el tercer y cuarto dígitos identifican la aleación específica de la serie. Por ejemplo, en la aleación 3105, el número 3 indica que la aleación está en la serie de manganeso, 1 indica la primera modificación de la aleación 3005 y finalmente 05 la identifica en la serie 3000. [7]

  • La serie 1000 son esencialmente aluminio puro con un contenido mínimo de aluminio del 99% por peso y se pueden endurecer por trabajo .
  • La serie 2000 está aleada con cobre, se puede endurecer por precipitación a resistencias comparables al acero. Anteriormente conocidos como duraluminio , alguna vez fueron las aleaciones aeroespaciales más comunes, pero eran susceptibles de agrietarse por corrosión bajo tensión y se reemplazan cada vez más por la serie 7000 en nuevos diseños.
  • La serie 3000 está aleada con manganeso y puede endurecerse .
  • La serie 4000 está aleada con silicio. Las variaciones de aleaciones de aluminio-silicio destinadas a la fundición (y por lo tanto no incluidas en la serie 4000) también se conocen como silumin .
  • La serie 5000 está aleada con magnesio y ofrece una excelente resistencia a la corrosión, lo que la hace adecuada para aplicaciones marinas. Además, la aleación 5083 tiene la mayor resistencia de las aleaciones no tratadas térmicamente. La mayoría de las aleaciones de la serie 5000 también incluyen manganeso .
  • La serie 6000 está aleada con magnesio y silicio. Son fáciles de mecanizar, soldables y pueden endurecerse por precipitación, pero no a las altas resistencias que pueden alcanzar 2000 y 7000. La aleación 6061 es una de las aleaciones de aluminio de uso general más utilizadas.
  • La serie 7000 está aleada con zinc y puede endurecerse por precipitación a las resistencias más altas de cualquier aleación de aluminio (resistencia máxima a la tracción de hasta 700 MPa para la aleación 7068 ). La mayoría de las aleaciones de la serie 7000 también incluyen magnesio y cobre.
  • La serie 8000 está aleada con otros elementos que no están cubiertos por otras series. Las aleaciones de aluminio-litio son un ejemplo. [8]

Serie 1000 [ editar ]

Composición nominal de la aleación de aluminio serie 1000 (% en peso) y aplicaciones
AleaciónAl contenidoAleación de elementosUsos y referencias
105099,5-Tubo estirado, equipo químico
106099,6-Universal
107099,7-Tubo estirado de pared gruesa
110099,0Cu 0.1Universal, hueco
114599,45-Hoja, plato, papel de aluminio
119999,99-Lámina [9]
120099,0 máximo( Si + Fe ) 1,0 máx; Cu 0,05 máx. Mn 0,05 máx. Zn 0,10 máx. Ti 0,05 máx. otros 0.05 (cada uno) .015 (total)[10]
1230 (VAD23) #Si 0,3; Fe 0,3; Cu 4,8-5,8; Mn 0,4-0,8; Mg 0,05; Zn 0,1; Ti 0,15; Li 0,9-1,4; Cd 0.1-0.25Avión Tu-144 [11]
135099,5-Conductores eléctricos
137099,7-Conductores eléctricos
1420 #92,9Mg 5,0; Li 2,0; Zr 0,1Aeroespacial
1421 #92,9Mg 5,0; Li 2,0; Mn 0,2; Sc 0,2; Zr 0,1Aeroespacial [12]
1424 #Si 0,08; Fe 0,1; Mn 0,1-0,25; Mg 4,7-5,2; Zn 0,4-0,7; Li 1,5-1,8; Zr 0,07-0,1; Sea 0.02-0.2; Sc 0.05-0.08; Na 0,0015[11]
1430 #Si 0,1; Fe 0,15; Cu 1,4-1,8; Mn 0,3-0,5; Mg 2,3-3,0; Zn 0,5-0,7; Ti 0,01-0,1; Li 1,5-1,9; Zr 0,08-0,14; Sea 0.02-0.1; Sc 0.01-0.1; Na 0,003; Ce 0,2-0,4; Y 0.05-0.1[11]
1440 #Si 0,02-0,1; Fe 0,03-0,15; Cu 1,2–1,9; Mn 0,05; Mg 0,6-1,1; Cr 0,05; Ti 0,02-0,1; Li 2,1-2,6; Zr 0,10-0,2; Sea 0.05-0.2; Na 0,003[11]
1441 #Si 0,08; Fe 0,12; Cu 1,5-1,8; Mn 0,001-0,010; Mg 0,7-1,1; Ti 0,01-0,07; Ni 0,02-0,10; Li 1,8-2,1; Zr 0,04-0,16; Sea 0.02-0.20Hidroaviones Be-103 y Be-200 [11]
1441K #Si 0,08; Fe 0,12; Cu 1,3-1,5; Mn 0,001-0,010; Mg 0,7-1,1; Ti 0,01-0,07; Ni 0,01-0,15; Li 1,8-2,1; Zr 0,04-0,16; Sea 0.002-0.01[11]
1445 #Si 0,08; Fe 0,12; Cu 1,3-1,5; Mn 0,001-0,010; Mg 0,7-1,1; Ti 0,01-0,1; Ni 0,01-0,15; Li 1,6–1,9; Zr 0,04-0,16; Sea 0,002-0,01; Sc 0,005–0,001; Ag 0,05-0,15; Ca 0,005-0,04; Na 0,0015[11]
1450 #Si 0,1; Fe 0,15; Cu 2,6–3,3; Mn 0,1; Mg 0,1; Cr 0,05; Zn 0,25; Ti 0,01-0,06; Li 1,8-2,3; Zr 0,08-0,14; Sea 0,008-0,1; Na 0,002; Ce 0,005-0,05Aviones An-124 y An-225 [11]
1460 #Si 0,1; Fe 0,03-0,15; Cu 2,6–3,3; Mg 0,05; Ti 0,01-0,05; Li 2,0-2,4; Zr 0,08-0,13; Na 0,002; Sc 0.05-0.14; B 0,0002–0,0003Avión Tu-156 [11]
V-1461 #Si 0,8; Fe 0,01-0,1; Cu 2,5–2,95; Mn 0,2-0,6; Mg 0,05-0,6; Cr 0,01-0,05; Zn 0,2-0,8; Ti 0,05; Ni 0,05-0,15; Li 1,5-1,95; Zr 0,05-0,12; Sea 0,0001–0,02; Sc 0.05-0.10; Ca 0,001-0,05; Na 0,0015[11]
V-1464 #Si 0,03-0,08; Fe 0,03-0,10; Cu 3,25–3,45; Mn 0,20-0,30; Mg 0,35-0,45; Ti 0,01-0,03; Li 1,55-1,70; Zr 0,08-0,10; Sc 0.08-0.10; Sea 0,0003–0,02; Na 0,0005[11]
V-1469 #Si 0,1; Fe 0,12; Cu 3,2–4,5; Mn 0,003-0,5; Mg 0,1-0,5; Li 1,0-1,5; Zr 0,04-0,20; Sc 0.04-0.15; Ag 0.15-0.6[11]

# No es un nombre de sistema de designación de aleación internacional

Serie 2000 [ editar ]

Composición nominal de la aleación de aluminio de la serie 2000 (% en peso) y aplicaciones
AleaciónAl contenidoAleación de elementosUsos y referencias
200493,6Cu 6,0; Zr 0,4Aeroespacial
201193,7Cu 5,5; Bi 0,4; Pb 0.4Universal
201493,5Cu 4,4; Si 0,8; Mn 0,8; Mg 0,5Universal
201794,2Cu 4.0; Si 0,5; Mn 0,7; Mg 0,6Aeroespacial
202093,4Cu 4,5; Li 1,3; Mn 0,55; Cd 0.25Aeroespacial
202493,5Cu 4,4; Mn 0,6; Mg 1,5Universal, aeroespacial [13]
202994,6Cu 3,6; Mn 0,3; Mg 1,0; Ag 0,4; Zr 0,1Lámina de Alclad, aeroespacial [14]
203696,7Cu 2,6; Mn 0,25; Mg 0,45Hoja
204894,8Cu 3,3; Mn 0,4; Mg 1,5Hoja, plato
205593,5Cu 3,7; Zn 0,5; Li 1,1; Ag 0,4; Mn 0,2; Mg 0,3; Zr 0,1Extrusiones aeroespaciales, [15]
208094,0Mg 3,7; Zn 1,85; Cr 0,2; Li 0,2Aeroespacial
209095,0Cu 2,7; Li 2,2; Zr 0,12Aeroespacial
209194,3Cu 2,1; Li 2,0; Mg 1,5; Zr 0,1Aeroespacial, criogenia
2094Si 0,12; Fe 0,15; Cu 4,4-5,2; Mn 0,25; Mg 0,25-0,8; Zn 0,25; Ti 0,10; Ag 0,25-0,6; Li 0,7-1,4; Zr 0.04–0.18[11]
209593,6Cu 4,2; Li 1,3; Mg 0,4; Ag 0,4; Zr 0,1Aeroespacial
2097Si 0,12; Fe 0,15; Cu 2,5–3,1; Mn 0,10-0,6; Mg 0,35; Zn 0,35; Ti 0,15; Li 1,2–1,8; Zr 0,08-0,15[11]
2098Si 0,12; Fe 0,15; Cu 2,3–3,8; Mn 0,35; Mg 0,25-0,8; Zn 0,35; Ti 0,10; Ag 0,25-0,6; Li 2,4-2,8; Zr 0.04–0.18[11]
209994,3Cu 2,53; Mn 0,3; Mg 0,25; Li 1,75; Zn 0,75; Zr 0.09Aeroespacial [16]
212493,5Cu 4,4; Mn 0,6; Mg 1,5Plato
219593,5Cu 4.0; Mn 0,5; Mg 0,45; Li 1,0; Ag 0,4; Zr 0,12aeroespacial, [17] [18] Tanque externo superligero del transbordador espacial , [19] y los vehículos de lanzamiento de segunda etapa SpaceX Falcon 9 [20] y Falcon 1e . [21]
2196Si 0,12; Fe 0,15; Cu 2,5-3,3; Mn 0,35; Mg 0,25-0,8; Zn 0,35; Ti 0,10; Ag 0,25-0,6; Li 1,4-2,1; Zr 0,08-0,16 [11]Extrusión
2197Si 0,10; Fe 0,10; Cu 2,5–3,1; Mn 0,10-0,50; Mg 0,25; Zn 0,05; Ti 0,12; Li 1,3–1,7; Zr 0,08-0,15[11]
2198Hoja
221892,2Cu 4.0; Mg 1,5; Fe 1,0; Si 0,9; Zn 0,25; Mn 0,2Piezas forjadas, cilindros de motores de aviones [22]
221993,0Cu 6,3; Mn 0,3; Ti 0,06; V 0,1; Zr 0,18Tanque externo universal de peso estándar del transbordador espacial
2297Si 0,10; Fe 0,10; Cu 2,5–3,1; Mn 0,10-0,50; Mg 0,25; Zn 0,05; Ti 0,12; Li 1,1–1,7; Zr 0,08-0,15[11]
2397Si 0,10; Fe 0,10; Cu 2,5–3,1; Mn 0,10-0,50; Mg 0,25; Zn 0,05-0,15; Ti 0,12; Li 1,1–1,7; Zr 0,08-0,15[11]
2224 y 232493,8Cu 4,1; Mn 0,6; Mg 1,5Plato [13]
231993,0Cu 6,3; Mn 0,3; Ti 0,15; V 0,1; Zr 0,18Barra y alambre
251993,0Cu 5,8; Mg 0,2; Ti 0,15; V 0,1; Zr 0,2Placa de armadura aeroespacial
252493,8Cu 4,2; Mn 0,6; Mg 1.4Plato, hoja [23]
261893,7Cu 2,3; Si 0,18; Mg 1,6; Ti 0,07; Fe 1,1; Ni 1.0Forjas

Serie 3000 [ editar ]

Composición nominal de la aleación de aluminio serie 3000 (% en peso) y aplicaciones
AleaciónAl contenidoAleación de elementosUsos y referencias
300398,6Mn 1,5; Cu 0,12Universales, láminas, envases de papel de aluminio rígido, carteles, decorativos
300497,8Mn 1,2; Mg 1Latas de bebidas universales [24]
300598,5Mn 1,0; Mg 0,5Endurecido por el trabajo
310299,8Mn 0,2Endurecido al trabajo [25]
3103 y 330398,8Mn 1,2Endurecido por el trabajo
310597,8Mn 0,55; Mg 0,5Hoja
320398,8Mn 1,2Lámina, lámina de alta resistencia

Serie 4000 [ editar ]

Composición nominal de la aleación de aluminio serie 4000 (% en peso) y aplicaciones
AleaciónAl contenidoAleación de elementosUsos y referencias
400698,3Si 1,0; Fe 0,65Endurecido o envejecido
400796,3Si 1,4; Mn 1,2; Fe 0,7; Ni 0,3; Cr 0.1Endurecido por el trabajo
401596,8Si 2,0; Mn 1,0; Mg 0,2Endurecido por el trabajo
403285Si 12,2; Cu 0,9; Mg 1; Ni 0,9;Forjas
404394,8Si 5.2varilla
404785,5Si 12,0; Fe 0,8; Cu 0,3; Zn 0,2; Mn 0,15; Mg 0,1Chapas, revestimientos, masillas [26]
454393,7Si 6,0; Mg 0,3extrusiones arquitectónicas

Serie 5000 [ editar ]

Composición nominal de la aleación de aluminio serie 5000 (% en peso) y aplicaciones
AleaciónAl contenidoAleación de elementosUsos y referencias
5005 y 565799,2Mg 0.8Hoja, placa, varilla
501099,3Mg 0,5; Mn 0,2;
501994,7Mg 5,0; Mn 0,25;
502494,5Mg 4,6; Mn 0,6; Zr 0,1; Sc 0.2Extrusiones aeroespaciales [27]
502693,9Mg 4,5; Mn 1; Si 0,9; Fe 0,4; Cu 0.3
505098,6Mg 1.4Universal
5052 y 565297,2Mg 2,5; Cr 0.25Universal, aeroespacial, marino
505694,8Mg 5,0; Mn 0,12; Cr 0,12Lámina, varilla, remaches
505993,5Mg 5,0; Mn 0,8; Zn 0,6; Zr 0,12tanques criogénicos de cohetes
508394,8Mg 4,4; Mn 0,7; Cr 0.15Universal, soldadura, marino
508695,4Mg 4,0; Mn 0,4; Cr 0.15Universal, soldadura, marino
5154 y 525496,2Mg 3,5; Cr 0,25;Universal, remaches [28]
518295,2Mg 4,5; Mn 0,35;Hoja
525297,5Mg 2,5;Hoja
535694,6Mg 5,0; Mn 0,12; Cr 0,12; Ti 0.13Varilla, alambre MIG
545496,4Mg 2,7; Mn 0,8; Cr 0,12Universal
545694Mg 5,1; Mn 0,8; Cr 0,12Universal
545798,7Mg 1,0; Mn 0,2; Cu 0.1Chapa, guarnición de automóvil [29]
555799,1Mg 0,6; Mn 0,2; Cu 0.1Chapa, guarnición de automóvil [30]
575495,8Mg 3,1; Mn 0,5; Cr 0.3Hoja, Varilla

Serie 6000 [ editar ]

Composición nominal de la aleación de aluminio serie 6000 (% en peso) y aplicaciones
AleaciónAl contenidoAleación de elementosUsos y referencias
600598,7Si 0,8; Mg 0,5Extrusiones, ángulos
600997,7Si 0,8; Mg 0,6; Mn 0,5; Cu 0.35Hoja
601097,3Si 1,0; Mg 0,7; Mn 0,5; Cu 0.35Hoja
601397.05Si 0,8; Mg 1,0; Mn 0,35; Cu 0,8Placas, aeroespacial, estuches para teléfonos inteligentes [31] [32]
602297,9Si 1,1; Mg 0,6; Mn 0,05; Cu 0,05; Fe 0.3Chapa para la automoción [33]
606098,9Si 0,4; Mg 0,5; Fe 0,2Tratable térmicamente
606197,9Si 0,6; Mg 1,0; Cu 0,25; Cr 0.2Universal, estructural, aeroespacial
6063 y 646g98,9Si 0,4; Mg 0,7Universal, marino, decorativo
6063A98,7Si 0,4; Mg 0,7; Fe 0,2Tratable térmicamente
606597,1Si 0,6; Mg 1,0; Cu 0,25; Bi 1.0Tratable térmicamente
606695,7Si 1,4; Mg 1,1; Mn 0,8; Cu 1.0Universal
607096,8Si 1,4; Mg 0,8; Mn 0,7; Cu 0.28Extrusiones
608198,1Si 0,9; Mg 0,8; Mn 0,2Tratable térmicamente
608297,5Si 1,0; Mg 0,85; Mn 0,65Tratable térmicamente
610198,9Si 0,5; Mg 0,6Extrusiones
610598,6Si 0,8; Mg 0,65Tratable térmicamente
611396,8Si 0,8; Mg 1,0; Mn 0,35; Cu 0,8; O 0,2Aeroespacial
615198,2Si 0,9; Mg 0,6; Cr 0.25Forjas
616298,6Si 0,55; Mg 0,9Tratable térmicamente
620198,5Si 0,7; Mg 0.8varilla
620598,4Si 0,8; Mg 0,5; Mn 0,1; Cr 0,1; Zr 0,1Extrusiones
626296,8Si 0,6; Mg 1,0; Cu 0,25; Cr 0,1; Bi 0,6; Pb 0,6Universal
635197,8Si 1,0; Mg 0,6; Mn 0,6Extrusiones
646398,9Si 0,4; Mg 0,7Extrusiones
695197,2Si 0,5; Fe 0,8; Cu 0,3; Mg 0,7; Mn 0,1; Zn 0,2Tratable térmicamente

Serie 7000 [ editar ]

Composición nominal de la aleación de aluminio de la serie 7000 (% en peso) y aplicaciones
AleaciónAl contenidoAleación de elementosUsos y referencias
700593,3Zn 4,5; Mg 1,4; Mn 0,45; Cr 0,13; Zr 0,14; Ti 0.04Extrusiones
701093,3Zn 6,2; Mg 2,35; Cu 1,7; Zr 0,1;Aeroespacial
702291,1Zn 4,7; Mg 3,1; Mn 0,2; Cu 0,7; Cr 0,2;placa, moldes [34] [35]
703485,7Zn 11,0; Mg 2,3; Cu 1.0Resistencia máxima a la tracción 750 MPa [36]
703992,3Zn 4,0; Mg 3,3; Mn 0,2; Cr 0.2Placa de armadura aeroespacial
704988,1Zn 7,7; Mg 2,45; Cu 1,6; Cr 0.15Universal, aeroespacial
705089,0Zn 6,2; Mg 2,3; Cu 2,3; Zr 0,1Universal, aeroespacial
705587,2Zn 8,0; Mg 2,3; Cu 2,3; Zr 0,1Planchas, extrusiones, aeroespacial [37]
706588,5Zn 7,7; Mg 1,6; Cu 2,1; Zr 0,1Placa, aeroespacial [38]
706887,6Zn 7,8; Mg 2,5; Cu 2,0; Zr 0,12Aeroespacial, máxima resistencia a la tracción 710 MPa
707299,0Zn 1.0Hoja, papel de aluminio
7075 y 717590,0Zn 5,6; Mg 2,5; Cu 1,6; Cr 0.23Universal, aeroespacial, forjados
707991,4Zn 4,3; Mg 3,3; Cu 0,6; Mn 0,2; Cr 0.15-
708589,4Zn 7,5; Mg 1,5; Cu 1.6Placa gruesa, aeroespacial [39]
709386,7Zn 9,0; Mg 2,5; Cu 1,5; O 0,2; Zr 0,1Aeroespacial
711693,7Zn 4,5; Mg 1; Cu 0,8Tratable térmicamente
712993,2Zn 4,5; Mg 1,6; Cu 0,7-
715089.05Zn 6,4; Mg 2,35; Cu 2,2; O 0,2; Zr 0,1Aeroespacial
717888,1Zn 6,8; Mg 2,7; Cu 2,0; Cr 0.26Universal, aeroespacial
725587,5Zn 8,0; Mg 2,1; Cu 2,3; Zr 0,1Placa, aeroespacial [40]
747590,3Zn 5,7; Mg 2,3; Si 1,5; Cr 0.22Universal, aeroespacial

Serie 8000 [ editar ]

Composición nominal de la aleación de aluminio de la serie 8000 (% en peso) y aplicaciones
AleaciónAl contenidoAleación de elementosUsos y referencias
800698,0Fe 1,5; Mn 0,5;Universal, soldable
800988,3Fe 8,6; Si 1,8; V 1.3Aeroespacial de alta temperatura [41]
801198,7Fe 0,7; Si 0,6Endurecido por el trabajo
801498,2Fe 1,4; Mn 0,4;universal [42]
801987,5Fe 8,3; Ge 4.0; O 0,2Aeroespacial
8025Si 0,05; Fe 0,06-0,25; Cu 0,20; Mg 0,05; Cr 0,18; Zn 0,50; Ti 0,005-0,02; Li 3,4–4,2; Zr 0,08-0,25[11]
803099,3Fe 0,5; Cu 0.2alambre [43]
8090Si 0,20; Fe 0,30; Cu 1,0-1,6; Mn 0,10; Mg 0,6-1,3; Cr 0,10; Zn 0,25; Ti 0,10; Li 2,2-2,7; Zr 0,04-0,16[11]
8091Si 0,30; Fe 0,50; Cu 1,0-1,6; Mn 0,10; Mg 0,50-1,2; Cr 0,10; Zn 0,25; Ti 0,10; Li 2,4-2,8; Zr 0,08-0,16[11]
8093Si 0,10; Fe 0,10; Cu 1,6-2,2; Mn 0,10; Mg 0,9-1,6; Cr 0,10; Zn 0,25; Ti 0,10; Li 1,9-2,6; Zr 0.04-0.14[11]
817699,3Fe 0,6; Si 0.1cable eléctrico [44]

Lista mixta [ editar ]

Límites de composición de aleación de aluminio forjado (% en peso)
AleaciónSiFeCuMinnesotaMgCrZnVTiBiGeorgiaPbZrLímites ††Alabama
CadaTotal
1050 [45]0,250,400,050,050,050,050,0399,5 min
10600,250,350,050,0280,030,030,050,050,0280,030,030,030,030,02899,6 min
11000,95 Si + Fe0,05-0,200,050,100,050,1599,0 min
1199 [45]0,0060,0060,0060,0020,0060,0060,0050,0020,0050,00299,99 min
20140,50-1,20,73,9–5,00,40-1,20,20-0,80,100,250,150,050,15recordatorio
20240,500,503,8–4,90,30-0,91.2–1.80,100,250,150,050,15recordatorio
22190,20,305,8–6,80,20-0,400,020,100,05-0,150.02-0.100,10-0,250,050,15recordatorio
30030,60,70,05-0,201.0-1.50,100,050,15recordatorio
30040,300,70,251.0-1.50,8–1,30,250,050,15recordatorio
31020,400,70,100.05-0.400,300,100,050,15recordatorio
40414.5–6.00,800,300,050,050,100,200,050,15recordatorio
50050,30,70,20,20.5-1.10,10,250,050,15recordatorio
50520,250,400,100,102.2–2.80,15-0,350,100,050,15recordatorio
50830,400,400,100,40-1,04.0–4.90,05-0,250,250,150,050,15recordatorio
50860,400,500,100,20-0,73,5–4,50,05-0,250,250,150,050,15recordatorio
51540,250,400,100,103,10–3,900,15-0,350,200,200,050,15recordatorio
53560,250,400,100,104.50-5.500,05-0,200,100.06-0.200,050,15recordatorio
54540,250,400,100,50-1,02.4-3.00,05-0,200,250,200,050,15recordatorio
54560,250,400,100,50-1,04,7–5,50,05-0,200,250,200,050,15recordatorio
57540,400,400,100,502.6–3.60,300,200,150,050,15recordatorio
60050,6-0,90,350,100,100,40-0,60,100,100,100,050,15recordatorio
6005A †0,50-0,90,350,300,500,40-0,70,300,200,100,050,15recordatorio
60600,30-0,60,10-0,300,100,100,35-0,60,050,150,100,050,15recordatorio
60610,40-0,80,70,15-0,400,150,8-1,20.04–0.350,250,150,050,15recordatorio
60630,20-0,60,350,100,100,45-0,90,100,100,100,050,15recordatorio
60660,9–1,80,500,7-1,20,6-1,10,8–1,40,400,250,200,050,15recordatorio
60701.0–1.70,500,15-0,400,40-1,00,50-1,20,100,250,150,050,15recordatorio
60820,7–1,30,500,100,40-1,00,60-1,20,250,200,100,050,15recordatorio
61050,6-1,00,350,100,100,45-0,80,100,100,100,050,15recordatorio
61620,40-0,80,500,200,100,7-1,10,100,250,100,050,15recordatorio
62620,40-0,80,70,15-0,400,150,8-1,20.04–0.140,250,150,40-0,70,40-0,70,050,15recordatorio
63510,7–1,30,500,100,40-0,80,40-0,80,200,200,050,15recordatorio
64630,20-0,60,150,200,050,45-0,90,050,050,15recordatorio
70050,350,400,100,20-0,701.0–1.80.06-0.204.0–5.00.01–0.060,08-0,200,050,15recordatorio
70220,500,500,50-1,000,10-0,402,60–3,700,10-0,304.30-5.200,200,050,15recordatorio
70680,120,151,60–2,400,102,20-3,000,057.30 a 8.300,010,05-0,150,050,15recordatorio
70720,7 Si + Fe0,100,100,100,8–1,30,050,15recordatorio
70750,400,501.2–2.00,302.1–2.90,18-0,285.1–6.10,200,050,15recordatorio
70790,30,400,40-0,800,10-0,302,9–3,70,10-0,253.8–4.80,100,050,15recordatorio
71160,150,300,50-1,10,050,8–1,44.2–5.20,050,050,030,050,15recordatorio
71290,150,300,50-0,90,101.3–2.00,104.2–5.20,050,050,030,050,15recordatorio
71780,400,501.6–2.40,302.4–3.10,18-0,286,3–7,30,200,050,15recordatorio
8176 [44]0.03-0.150,40-1,00,100,030,050,15recordatorio
AleaciónSiFeCuMinnesotaMgCrZnVTiBiGeorgiaPbZrLímites ††Alabama
CadaTotal
† Manganeso más cromo debe estar entre 0.12–0.50%.
†† Este límite se aplica a todos los elementos para los que no se especifica ningún otro límite en una fila determinada, porque no existe ninguna columna o porque la columna está en blanco.

Aleaciones fundidas [ editar ]

La Aluminium Association (AA) ha adoptado una nomenclatura similar a la de las aleaciones forjadas. British Standard y DIN tienen diferentes designaciones. En el sistema AA, los dos segundos dígitos revelan el porcentaje mínimo de aluminio, por ejemplo, 150.x corresponde a un mínimo de 99,50% de aluminio. El dígito después del punto decimal toma un valor de 0 o 1, que denota fundición y lingote respectivamente. [1] Los principales elementos de aleación del sistema AA son los siguientes: [46]

  • Las series 1xx.x tienen un mínimo de 99% de aluminio
  • Cobre serie 2xx.x
  • Silicio de la serie 3xx.x, con cobre y / o magnesio añadidos
  • Silicio de la serie 4xx.x
  • Magnesio serie 5xx.x
  • Serie 6xx.x no utilizada
  • Zinc de la serie 7xx.x
  • Estaño serie 8xx.x
  • 9xx.x otros elementos
Requisitos mínimos de tracción para las aleaciones de aluminio fundido [47]
Tipo de aleaciónTemplarResistencia a la tracción (min) en ksi (MPa)Límite elástico (min) en ksi (MPa)Alargamiento en 2 en%
ANSIUNS
201,0A02010T760,0 (414)50,0 (345)3,0
204,0A02040T445,0 (310)28,0 (193)6.0
242.0A02420O23,0 (159)N / AN / A
T6132,0 (221)20,0 (138)N / A
A242.0A12420T7529,0 (200)N / A1.0
295.0A02950T429,0 (200)13,0 (90)6.0
T632,0 (221)20,0 (138)3,0
T6236,0 (248)28,0 (193)N / A
T729,0 (200)16,0 (110)3,0
319.0A03190F23,0 (159)13,0 (90)1,5
T525,0 (172)N / AN / A
T631,0 (214)20,0 (138)1,5
328,0A03280F25,0 (172)14,0 (97)1.0
T634,0 (234)21,0 (145)1.0
355,0A03550T632,0 (221)20,0 (138)2.0
T5125,0 (172)18,0 (124)N / A
T7130,0 (207)22,0 (152)N / A
C355.0A33550T636,0 (248)25,0 (172)2.5
356,0A03560F19,0 (131)9,5 (66)2.0
T630,0 (207)20,0 (138)3,0
T731,0 (214)N / AN / A
T5123,0 (159)16,0 (110)N / A
T7125,0 (172)18,0 (124)3,0
A356.0A13560T634,0 (234)24,0 (165)3,5
T6135,0 (241)26,0 (179)1.0
443,0A04430F17,0 (117)7,0 (48)3,0
B443.0A24430F17,0 (117)6,0 (41)3,0
512,0A05120F17,0 (117)10,0 (69)N / A
514,0A05140F22,0 (152)9,0 (62)6.0
520,0A05200T442,0 (290)22,0 (152)12,0
535.0A05350F35,0 (241)18,0 (124)9.0
705,0A07050T530,0 (207)17,0 (117) †5,0
707,0A07070T737,0 (255)30,0 (207) †1.0
710.0A07100T532,0 (221)20,0 (138)2.0
712.0A07120T534,0 (234)25,0 (172) †4.0
713,0A07130T532,0 (221)22,0 (152)3,0
771.0A07710T542,0 (290)38,0 (262)1,5
T5132,0 (221)27,0 (186)3,0
T5236,0 (248)30,0 (207)1,5
T642,0 (290)35,0 (241)5,0
T7148,0 (331)45,0 (310)5,0
850,0A08500T516,0 (110)N / A5,0
851.0A08510T517,0 (117)N / A3,0
852.0A08520T524,0 (165)18,0 (124)N / A
† Solo cuando lo solicite el cliente

Aleaciones nombradas [ editar ]

  • A380 Ofrece una excelente combinación de fundición, propiedades mecánicas y térmicas, exhibe una excelente fluidez, estanqueidad a la presión y resistencia al agrietamiento en caliente. Utilizado en la industria aeroespacial
  • Alferium, una aleación de aluminio y hierro desarrollada por Schneider , utilizada para la fabricación de aviones por Société pour la Construction d'Avions Métallique "Aviméta"
  • Lámina de aluminio Alclad formada a partir de capas superficiales de aluminio de alta pureza unidas a material de núcleo de aleación de aluminio de alta resistencia [48]
  • Birmabright (aluminio, magnesio) un producto de The Birmetals Company, básicamente equivalente a 5251
  • Duraluminio (cobre, aluminio)
  • Producto de hindalio (aluminio, magnesio, manganeso, silicio) de Hindustan Aluminium Corporation Ltd, fabricado en láminas enrolladas de calibre 16 para utensilios de cocina
  • Lockalloy (Lockalloy es una aleación que consta de 62% de berilio y 38% de aluminio. Se utilizó como metal estructural en la industria aeroespacial, desarrollado en la década de 1960 por Lockheed Missiles and Space Company.
  • Aleación patentada de Pandalloy Pratt & Whitney, que supuestamente tiene una alta resistencia y un rendimiento superior a altas temperaturas.
  • Magnalium
  • Magnox (magnesio, aluminio)
  • Silumin (aluminio, silicio)
  • Titanal (aluminio, zinc, magnesio, cobre, circonio) un producto de Austria Metall AG . Se utiliza habitualmente en productos deportivos de alto rendimiento, especialmente tablas de snowboard y esquís.
  • Aleación Y , Hiduminio , Aleaciones RR : aleaciones de níquel-aluminio de antes de la guerra , utilizadas en pistones de motores y aeroespaciales, por su capacidad para retener la resistencia a temperaturas elevadas. Estos son reemplazados hoy en día por aleaciones de hierro y aluminio de mayor rendimiento, como el 8009, capaces de operar con una fluencia baja hasta 300 ° C.

Aplicaciones [ editar ]

Aleaciones aeroespaciales [ editar ]

Aluminio – Escandio [ editar ]

Partes del Mig-29 están hechas de aleación Al-Sc. [49]

La adición de escandio al aluminio crea precipitados de Al 3 Sc a nanoescala que limitan el crecimiento excesivo de granos que se produce en la zona afectada por el calor de los componentes de aluminio soldados. Esto tiene dos efectos beneficiosos: el Al 3 Sc precipitado forma cristales más pequeños que los que se forman en otras aleaciones de aluminio [49] y se reduce el ancho de las zonas libres de precipitados que normalmente existen en los límites de grano de las aleaciones de aluminio endurecibles por envejecimiento. [49] El escandio también es un potente refinador de granos en las aleaciones de aluminio fundido, y átomo por átomo, el reforzador más potente del aluminio, tanto como resultado del refinamiento del grano como del fortalecimiento de la precipitación.

Un beneficio adicional de las adiciones de escandio al aluminio es que los precipitados de nanoescala de Al 3 Sc que dan a la aleación su fuerza son resistentes al endurecimiento a temperaturas relativamente altas (~ 350 ° C). Esto contrasta con las aleaciones comerciales típicas 2xxx y 6xxx, que pierden rápidamente su resistencia a temperaturas superiores a 250 ° C debido al rápido engrosamiento de sus precipitados reforzantes. [50]

El efecto de los precipitados de Al 3 Sc también aumenta el límite elástico de la aleación en 50–70 MPa (7.3–10.2 ksi).

En principio, las aleaciones de aluminio reforzadas con adiciones de escandio son muy similares a base de níquel tradicionales superaleaciones , en que ambos están fortalecidos por coherente, engrosamiento precipitados resistentes con un clasificadas L1 2 estructura. Sin embargo, las aleaciones de Al-Sc contienen una fracción de volumen mucho menor de precipitados y la distancia entre precipitados es mucho menor que en sus contrapartes a base de níquel. Sin embargo, en ambos casos, los precipitados resistentes al engrosamiento permiten que las aleaciones retengan su resistencia a altas temperaturas. [51]

El aumento de la temperatura de funcionamiento de las aleaciones Al-Sc tiene implicaciones significativas para las aplicaciones energéticamente eficientes, particularmente en la industria automotriz. Estas aleaciones pueden reemplazar los materiales más densos, como el acero y el titanio, que se utilizan en entornos de 250-350 ° C, como en motores o cerca de ellos. La sustitución de estos materiales por aleaciones de aluminio más ligeras conduce a reducciones de peso, lo que a su vez conduce a una mayor eficiencia del combustible. [52]

Se ha demostrado que las adiciones de erbio y circonio aumentan la resistencia al engrosamiento de las aleaciones de Al-Sc a ~ 400 ° C. Esto se logra mediante la formación de una cáscara rica en circonio de difusión lenta alrededor de núcleos de precipitados ricos en escandio y erbio, formando precipitados reforzantes con la composición Al 3 (Sc, Zr, Er). [53] Las mejoras adicionales en la resistencia al engrosamiento permitirán que estas aleaciones se utilicen a temperaturas cada vez más altas.

Las aleaciones de titanio , que son más fuertes pero más pesadas que las aleaciones Al-Sc, todavía se utilizan mucho más ampliamente. [54]

La principal aplicación del escandio metálico por peso es en aleaciones de aluminio-escandio para componentes menores de la industria aeroespacial. Estas aleaciones contienen entre un 0,1% y un 0,5% (en peso) de escandio. Fueron utilizados en los aviones militares rusos Mig 21 y Mig 29 . [49]

Algunos artículos de equipamiento deportivo, que dependen de materiales de alto rendimiento, se han fabricado con aleaciones de escandio-aluminio, incluidos bates de béisbol , [55] palos de lacrosse , así como cuadros y componentes de bicicletas [56] y postes de carpa.

El fabricante de armas estadounidense Smith & Wesson produce revólveres con armazones compuestos de aleación de escandio y cilindros de titanio. [57]

Uso potencial como materiales espaciales [ editar ]

Debido a su peso ligero y alta resistencia, las aleaciones de aluminio son materiales deseados para ser aplicados en naves espaciales, satélites y otros componentes para ser desplegados en el espacio. Sin embargo, esta aplicación está limitada por la irradiación de partículas energéticas emitidas por el sol . El impacto y la deposición de partículas de energía solar dentro de la microestructura de las aleaciones de aluminio convencionales pueden inducir la disolución de las fases de endurecimiento más comunes, lo que lleva al ablandamiento. Las aleaciones de aluminio cruzadas introducidas recientemente [58] [59]se están probando como sustitutos de las series 6xxx y 7xxx en entornos donde la irradiación de partículas energéticas es una preocupación importante. Dichas aleaciones de aluminio cruzadas se pueden endurecer mediante la precipitación de una fase de complejo químico conocida como fase T en la que se ha demostrado que la resistencia a la radiación es superior a otras fases de endurecimiento de las aleaciones de aluminio convencionales. [60] [61]

Lista de aleaciones de aluminio aeroespaciales [ editar ]

Las siguientes aleaciones de aluminio se utilizan comúnmente en aeronaves y otras estructuras aeroespaciales : [62] [63]

  • 1420
  • 2004 ; 2014 ; 2017 ; 2020 ; 2024 ; 2080 ; 2090 ; 2091 ; 2095 ; 2219 ; 2224 ; 2324 ; 2519 ; 2524
  • 4047
  • 6013 ; 6061 ; 6063 ; 6113 ; 6951 ;
  • 7010 ; 7049 ; 7050 ; 7055 ; 7068 ; 7075 ; 7079 ; 7093 ; 7150 ; 7178 ; 7475 ;
  • 8009 ;

Nótese que el término aluminio para aeronaves o aluminio aeroespacial generalmente se refiere a 7075. [64] [65]

El aluminio 4047 es una aleación única que se utiliza en aplicaciones aeroespaciales y automotrices como aleación de revestimiento o material de relleno. Como relleno, las tiras de aleación de aluminio 4047 se pueden combinar en aplicaciones complejas para unir dos metales. [66]

6951 es una aleación tratable con calor que proporciona resistencia adicional a las aletas al tiempo que aumenta la resistencia al pandeo; esto permite al fabricante reducir el calibre de la hoja y por lo tanto reducir el peso de la aleta formada. Estas características distintivas hacen de la aleación de aluminio 6951 una de las aleaciones preferidas para la transferencia de calor y los intercambiadores de calor fabricados para aplicaciones aeroespaciales. [67]

Las aleaciones de aluminio 6063 son tratables térmicamente con una resistencia moderadamente alta, excelente resistencia a la corrosión y buena capacidad de extrusión. Se utilizan habitualmente como elementos arquitectónicos y estructurales. [68]

La siguiente lista de aleaciones de aluminio se produce actualmente, [ cita requerida ] pero se utiliza menos [ cita requerida ] :

  • 2090 aluminio
  • 2124 aluminio
  • 2324 aluminio
  • 6013 aluminio
  • 7050 aluminio
  • 7055 aluminio
  • 7150 aluminio
  • 7475 aluminio

Aleaciones marinas [ editar ]

Estas aleaciones se utilizan para la construcción de barcos y la construcción de barcos, y otras aplicaciones costeras marinas y sensibles al agua salada. [69]

  • 5052 aleación de aluminio
  • 5059 aleación de aluminio
  • 5083 aleación de aluminio
  • 5086 aleación de aluminio
  • Aleación de aluminio 6061
  • Aleación de aluminio 6063

4043, 5183, 6005A, 6082 también se utilizan en construcciones marinas y aplicaciones en alta mar.

Ciclismo de aleaciones [ editar ]

Estas aleaciones se utilizan para cuadros y componentes de ciclismo [ cita requerida ]

  • 2014 de aluminio
  • Aluminio 6061
  • 6063 aluminio
  • 7005 aluminio
  • 7075 aluminio
  • Aluminio escandio

Aleaciones automotrices [ editar ]

El aluminio 6111 y la aleación de aluminio 2008 se utilizan ampliamente para paneles externos de carrocería de automóviles , con 5083 y 5754 utilizados para paneles internos de carrocería. Los bonetes se han fabricado con aleaciones 2036 , 6016 y 6111. Los paneles de la carrocería de camiones y remolques han utilizado aluminio 5456 .

Los bastidores de automóviles a menudo utilizan láminas formadas de aluminio 5182 o aluminio 5754 , extrusiones 6061 o 6063 .

Las ruedas se han fundido con aluminio A356.0 o con una lámina formada 5xxx.[70]

Los bloques de cilindros y los cárteres suelen estar hechos de aleaciones de aluminio. Las aleaciones de aluminio más utilizadas para los bloques de cilindros son A356, 319 y, en menor medida, 242.

Las aleaciones de aluminio que contienen cerio se están desarrollando e implementando en aplicaciones automotrices de alta temperatura, como culatas de cilindros y turbocompresores , y en otras aplicaciones de generación de energía. [71] Estas aleaciones se desarrollaron inicialmente como una forma de aumentar el uso de cerio, que se produce en exceso en las operaciones mineras de tierras raras para elementos más codiciados como el neodimio y el disprosio , [72] pero llamaron la atención por su resistencia a altas temperaturas. temperaturas durante largos períodos de tiempo. [73] Obtiene su fuerza de la presencia de un intermetálico Al 11 Ce 3 fase que es estable hasta temperaturas de 540 ° C, y conserva su resistencia hasta 300 ° C, lo que la hace bastante viable a temperaturas elevadas. Las aleaciones de aluminio-cerio suelen fundirse debido a sus excelentes propiedades de fundición, aunque también se ha trabajado para demostrar que las técnicas de fabricación aditiva basadas en láser también se pueden utilizar para crear piezas con geometrías más complejas y mayores propiedades mecánicas. [74] El trabajo reciente se ha centrado principalmente en agregar elementos de aleación de orden superior al sistema binario Al-Ce para mejorar su rendimiento mecánico a temperatura ambiente y elevada, como hierro , níquel , magnesio o cobre., y se está trabajando para comprender mejor las interacciones de los elementos de aleación. [75]

Cilindros de aire y gas [ editar ]

El aluminio 6061 y el aluminio 6351 [76] se utilizan ampliamente en cilindros de gas respirable para buceo y aleaciones SCBA .

Ver también [ editar ]

  • 7072 aleación de aluminio
  • 7116 aleación de aluminio

Referencias [ editar ]

  1. ^ a b I. J. Polmear, Aleaciones ligeras , Arnold, 1995
  2. ^ Hombergsmeier, Elke (2007). "Magnesio para aplicaciones aeroespaciales" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 6 de septiembre de 2015 . Consultado el 1 de diciembre de 2012 .
  3. ^ Lista de especificaciones de aluminio SAE , consultada el 8 de octubre de 2006. También SAE Aerospace Council Archivado el 27 de septiembre de 2006 en Wayback Machine , consultado el 8 de octubre de 2006.
  4. ^ RE Sanders, Innovación tecnológica en productos de aluminio, The Journal of The Minerals , 53 (2): 21-25, 2001. Ed. En línea. Archivado el 17 de marzo de 2012 en la Wayback Machine.
  5. ^ "Material de chapa" . Archivado desde el original el 15 de junio de 2009 . Consultado el 26 de julio de 2009 .
  6. ^ Degarmo, E. Paul; Black, J T .; Kohser, Ronald A. (2003). Materiales y procesos en la fabricación (9ª ed.). Wiley. pag. 133. ISBN 0-471-65653-4.
  7. ^ "Comprensión del sistema de designación de aleación de aluminio" . Archivado desde el original el 29 de julio de 2016 . Consultado el 17 de julio de 2016 .
  8. ^ "Aleaciones de la serie 8xxx" . aluMATTER.org . Archivado desde el original el 5 de mayo de 2014 . Consultado el 6 de mayo de 2014 .
  9. ^ Davis, JR (2001). "Aluminio y aleaciones de aluminio" (PDF) . Aleación: comprensión de los conceptos básicos . págs. 351–416. doi : 10.1361 / autb2001p351 (inactivo el 18 de enero de 2021). ISBN  0-87170-744-6. Archivado (PDF) desde el original el 10 de febrero de 2017.CS1 maint: DOI inactive as of January 2021 (link)
  10. ^ https://www.aircraftmaterials.com/data/aluminium/1200.html
  11. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w Grushko, Ovsyannikov & Ovchinnokov 2016  (Capítulo 1. Breve historia de la creación de aleaciones de aluminio y litio)
  12. ^ Toropova, LS; Eskin, DG; Kharakterova, ML; Dobatkina, TV (1998). Aleaciones de aluminio avanzadas que contienen estructura y propiedades de escandio . Amsterdam: Gordon and Breach Science Publishers. ISBN 90-5699-089-6. Cuadro 49
  13. ^ a b PLACA DE ALEACIÓN 2324-T39
  14. ^ Aleación de aluminio Alclad 2029-T8
  15. ^ "Extrusiones de aleación de aluminio 2055-T84" (PDF) . Forjas y extrusiones arcónicas. Archivado (PDF) desde el original el 26 de octubre de 2017 . Consultado el 25 de octubre de 2017 .
  16. ^ Efecto de los elementos de Mg y Zn en las propiedades mecánicas y los precipitados en la aleación 2099 Archivado el 6 de abril de 2017 en la Wayback Machine.
  17. ^ Precipitación de la fase T1 y θ0 en Al-4Cu-1Li-0.25Mn durante el endurecimiento por envejecimiento: investigación microestructural y simulación de campo de fase Archivado el 4 de abril de 2017 en la Wayback Machine.
  18. ^ Especificaciones de composición de aluminio 2195
  19. ^ Super Lightweight External Tank Archivado el 23 de noviembre de 2013 en Wayback Machine , NASA, consultado el 12 de diciembre de 2013.
  20. ^ "Halcón 9" . SpaceX. 2013. Archivado desde el original el 10 de febrero de 2007 . Consultado el 6 de diciembre de 2013 .
  21. ^ Bjelde, Brian; Max Vozoff; Gwynne Shotwell (agosto de 2007). "El vehículo de lanzamiento Falcon 1: vuelos de demostración, estado, manifiesto y ruta de actualización" . 21ª Conferencia Anual AIAA / USU sobre satélites pequeños (SSC07 - III - 6). Archivado desde el original el 15 de diciembre de 2013 . Consultado el 6 de diciembre de 2013 .
  22. ^ 2218 Palanquilla de productos forjados de aluminio para culata de motor de avión
  23. ^ Aleación de aluminio 2524-T3
  24. ^ Kaufman, John Gilbert (2000). "Aplicaciones para Aleaciones y Temple de Aluminio" . Introducción a las aleaciones y temple de aluminio . ASM International. págs. 93–94. ISBN 978-0-87170-689-8.
  25. ^ 3102 (AlMn0.2, A93102) Aluminio Archivado el 31 de marzo de 2017 en la Wayback Machine.
  26. ^ "¿Por qué trabajar con aluminio 4047?" . Lynch Metals, Inc . 23 de enero de 2019 . Consultado el 25 de junio de 2019 .
  27. ^ Mogucheva A, Babich E, Ovsyannikov B, Kaibyshev R (enero de 2013). "Evolución microestructural en una aleación de aluminio 5024 procesada por ECAP con y sin contrapresión". Ciencia de los Materiales e Ingeniería: Una . 560 : 178-192. doi : 10.1016 / j.msea.2012.09.054 .
  28. ^ "Micro remaches POP®" . Fijación de ingeniería STANLEY®.
  29. ^ Manual de ASM, volumen 5: Ingeniería de superficies CM Cotell, JA Sprague y FA Smidt, Jr., editores, p. 490 DOI: 10.1361 / asmhba0001281
  30. ^ Aleaciones de ingeniería de Woldman, 9ª Ed. (# 06821G) DATOS DE ALEACIÓN / 17
  31. ^ HOJA DE ALEACIÓN 6013 MAYOR RESISTENCIA CON FORMABILIDAD MEJORADA
  32. ^ Nuevo y elegante teléfono inteligente Samsung construido más fuerte con aluminio de grado aeroespacial de Alcoa
  33. ^ HOJA DE ALEACIÓN 6022 Mayor resistencia con formabilidad mejorada
  34. ^ Placzankis, Brian E. (septiembre de 2009). Comparaciones generales de resistencia a la corrosión de aleaciones de aluminio de resistencia media y alta para sistemas DOD que utilizan métodos de corrosión acelerada basados ​​en laboratorio (informe). Laboratorio de Investigación del Ejército de EE. UU. DTIC ADA516812; ARL-TR-4937 . Consultado el 11 de agosto de 2018 , a través de Internet Archive.
  35. ^ Maquinaria Sahamit 7022
  36. ^ Hoja de datos de aleaciones RSP
  37. ^ 7055 PLACA ALLOY-T7751 Y EXTRUSIONES T77511
  38. ^ Aleación de aluminio 7065
  39. ^ Aleación de aluminio 7085 Placa gruesa resistente a la corrosión, alta tenacidad
  40. ^ Aleación de aluminio 7255-T7751 Placa de muy alta resistencia y resistente a la fatiga
  41. ^ Y. Barbaux, G. Pons, "Nuevas aleaciones de aluminio solidificadas rápidamente para aplicaciones de temperatura elevada en estructuras aeroespaciales", Journal de Physique IV Colloque, 1993, 03 (C7), pp. C7-191-C7-196
  42. ^ RB Ross, "Manual de especificaciones de materiales metálicos", p.1B-11
  43. ^ Aleación de aluminio 8030 (UNS A98030)
  44. ^ a b "Aleación de aluminio 8176 (UNS A98176)" . Materiales AZO . 20 de mayo de 2013 . Consultado el 22 de junio de 2018 .
  45. ^ a b Manual de metales de ASM, vol. 2, Propiedades y selección de aleaciones no ferrosas y materiales para fines especiales , ASM International (p. 222)
  46. ^ Gilbert Kaufman, J (2000). "2". Introducción a las aleaciones y temple de aluminio . ASM International. pag. 14. ISBN 9781615030668.
  47. ^ ASTM B 26 / B 26M - 05
  48. ^ Parker, Dana T. Building Victory: Fabricación de aviones en el área de Los Ángeles en la Segunda Guerra Mundial, p. 39, 118, Cypress, CA, 2013. ISBN 978-0-9897906-0-4 . 
  49. ↑ a b c d Ahmad, Zaki (2003). "Las propiedades y aplicación del aluminio reforzado con escandio". JOM . 55 (2): 35. Bibcode : 2003JOM .... 55b..35A . doi : 10.1007 / s11837-003-0224-6 . S2CID 8956425 . 
  50. ^ Marqués, Emmanuelle (2002). "Fortalecimiento de la precipitación a temperatura ambiente y elevada de aleaciones de Al (Sc) tratables térmicamente". Acta Materialia . 50 (16): 4021. Bibcode : 2002AcMat..50.4021S . doi : 10.1016 / S1359-6454 (02) 00201-X .
  51. ^ Vo, Nhon (2016). "Papel del silicio en la cinética de precipitación de aleaciones diluidas de Al-Sc-Er-Zr". Ciencia de los Materiales e Ingeniería: Una . 677 (20): 485. doi : 10.1016 / j.msea.2016.09.065 .
  52. ^ "Superaleaciones resistentes al calor" . NanoAl. 2016. Archivado desde el original el 12 de noviembre de 2016 . Consultado el 11 de noviembre de 2016 .
  53. ^ Vo, Nhon (2014). "Mejora de la resistencia al envejecimiento y la fluencia en una aleación de Al-Sc diluida mediante microaleación con Si, Zr y Er". Acta Materialia . 63 (15): 73. Bibcode : 2014AcMat..63 ... 73V . doi : 10.1016 / j.actamat.2013.10.008 .
  54. ^ Schwarz, James A .; Contescu, Cristian I .; Putyera, Karol (2004). Enciclopedia Dekker de nanociencia y nanotecnología . 3 . Prensa CRC. pag. 2274. ISBN 0-8247-5049-7. Archivado desde el original el 28 de enero de 2017.
  55. ^ Bjerklie, Steve (2006). "Un negocio chiflado: los bates de metal anodizado han revolucionado el béisbol. ¿Pero los finalistas están perdiendo el punto óptimo?". Acabado de metales . 104 (4): 61. doi : 10.1016 / S0026-0576 (06) 80099-1 .
  56. ^ "Informe de tecnología de Easton: materiales / escandio" (PDF) . EastonBike.com. Archivado (PDF) desde el original el 23 de noviembre de 2008 . Consultado el 3 de abril de 2009 .
  57. ^ "Marco pequeño (J) - Revólver modelo 340PD" . Smith & Wesson. Archivado desde el original el 30 de octubre de 2007 . Consultado el 20 de octubre de 2008 .
  58. ^ Stemper, Lukas; Melodías, Matheus A .; Oberhauser, Paul; Uggowitzer, Peter J .; Pogatscher, Stefan (15 de agosto de 2020). "Respuesta de endurecimiento por envejecimiento de las aleaciones de AlMgZn con adiciones de Cu y Ag" . Acta Materialia . 195 : 541–554. Código Bib : 2020AcMat.195..541S . doi : 10.1016 / j.actamat.2020.05.066 . ISSN 1359-6454 . 
  59. ^ Stemper, Lukas; Melodías, Matheus A .; Dumitraschkewitz, Phillip; Méndez-Martín, Francisca; Tosone, Ramona; Marchand, Daniel; Curtin, William A .; Uggowitzer, Peter J .; Pogatscher, Stefan (2020). "Respuesta de endurecimiento gigante en aleaciones de AlMgZn (Cu)" . Diario electrónico SSRN . doi : 10.2139 / ssrn.3683513 . ISSN 1556-5068 . 
  60. ^ Melodías, Matheus A .; Stemper, Lukas; Grebas, Graeme; Uggowitzer, Peter J .; Pogatscher, Stefan (noviembre de 2020). "Materiales espaciales de aleación de metal: diseño de aleación ligera prototípica para entornos de radiación estelar (Adv. Sci. 22/2020)" . Ciencia avanzada . 7 (22): 2070126. doi : 10.1002 / advs.202070126 . ISSN 2198-3844 . PMC 7675044 .  
  61. ^ Melodías, Matheus A .; Stemper, Lukas; Grebas, Graeme; Uggowitzer, Peter J .; Pogatscher, Stefan (2020). "Diseño de aleación ligera prototípica para entornos de radiación estelar" . Ciencia avanzada . 7 (22): 2002397. doi : 10.1002 / advs.202002397 . ISSN 2198-3844 . PMC 7675061 . PMID 33240778 .   
  62. ^ Fundamentos de vuelo , Shevell, Richard S., 1989, Englewood Cliffs, Prentice Hall, ISBN 0-13-339060-8 , Capítulo 18, págs. 373–386. 
  63. ^ Winston O. Soboyejo, TS Srivatsan, "Materiales estructurales avanzados: propiedades, optimización del diseño y aplicaciones", p. 245 Tabla 9.4. - Composición nominal de las aleaciones aeroespaciales de aluminio
  64. ^ "Aluminio en aviones" . Archivado desde el original el 21 de abril de 2009 . Consultado el 21 de abril de 2009 .
  65. ^ Wagner, PennyJo (invierno de 1995). "Aluminio para aviones" . Archivado desde el original el 5 de abril de 2009 . Consultado el 21 de abril de 2009 .
  66. ^ "Aleación de aluminio 4047" . Lynch Metals, Inc . Archivado desde el original el 27 de febrero de 2017 . Consultado el 24 de julio de 2017 .
  67. ^ "Aleación de aluminio 6951" . Lynch Metals, Inc . Archivado desde el original el 27 de febrero de 2017 . Consultado el 24 de julio de 2017 .
  68. ^ Karthikeyan, L .; Senthil Kumar, VS (2011). "Relación entre los parámetros del proceso y las propiedades mecánicas de la aleación de aluminio AA6063-T6 procesada por fricción y agitación". Materiales y Diseño . 32 (5): 3085-3091. doi : 10.1016 / j.matdes.2010.12.049 .
  69. ^ Construcción de barcos con aluminio , Stephen F. Pollard, 1993, International Marine, ISBN 0-07-050426-1 
  70. ^ Kaufman, John (2000). Introducción a las aleaciones y temple de aluminio (PDF) . ASM International. págs. 116-117. ISBN  0-87170-689-X. Archivado (PDF) desde el original el 15 de diciembre de 2011 . Consultado el 9 de noviembre de 2011 .
  71. ^ https://www.energy.gov/eere/success-stories/articles/eere-success-story-taking-aluminum-alloys-new-heights
  72. ^ "Aleación de fundición de aluminio reforzada intermetálicamente a base de cerio: Desarrollo de coproductos de alto volumen". Sims Z, Weiss D, McCall S et al. JOM, (2016), 1940-1947, 68 (7).
  73. ^ "Aleaciones de aluminio-cerio de alto rendimiento para aplicaciones de alta temperatura". Sims Z, Rios O, Weiss D et al. Materials Horizons, (2017), 1070-1078, 4 (6).
  74. ^ "Evaluación de una aleación Al-Ce para fabricación aditiva por láser". Plotkowski A, Rios O, Sridharan N y col. Acta Materialia, (2017), 507-519, 126.
  75. ^ "Cerio en aleaciones de aluminio". Frank Czerwinski, J Mater Sci (2020) 55: 24-72
  76. ^ "Una breve revisión de los cilindros de aleación de aluminio 6351" . Inspectores de buceo profesionales . 1 de julio de 2011. Archivado desde el original el 10 de diciembre de 2013 . Consultado el 18 de junio de 2014 .

Bibliografía [ editar ]

  • Grushko, Olga; Ovsyannikov, Boris; Ovchinnokov, Viktor (2016). Eskin, DG (ed.). Aleaciones de Aluminio-Litio: Metalurgia de Procesos, Metalurgia Física y Soldadura . Avances en aleaciones metálicas. 8 . CRC Press / Taylor & Francis Group. doi : 10.1201 / 9781315369525 . ISBN 9781498737173. OCLC  943678703 . Resumen de laicos .

Enlaces externos [ editar ]

  • Aleaciones de aluminio para fundición a presión de acuerdo con las normas japonesas, las normas nacionales de China, las normas estadounidenses y las normas alemanas.
  • Aleaciones de aluminio para fundición en frío y fundición a baja presión según la norma industrial japonesa, china, americana y alemana
  • Aleaciones de aluminio para extrusión según las normas alemanas
  • Estándares de composición química de la Aluminium Association para el aluminio forjado
  • Base de datos de referencia informática "The EAA Alumatter" que contiene información técnica sobre las aleaciones de aluminio más utilizadas, sus propiedades mecánicas, físicas y químicas
  • "Aplicaciones para aleaciones y temple de aluminio.
  • Influencia del tratamiento térmico en las propiedades mecánicas de la aleación de aluminio
  • Aluminio: propiedades físicas, características y aleaciones.