Aleaciones

Aleaciones metálicas Las aleaciones metálicas están formadas por un agregado cristalino de dos o más metales o de metales con metaloides (semi metal) Las aleaciones se obtienen fundiendo los diversos metales en un mismo crisol y dejando luego solidificar la solución líquida formando una estructura granular cristalina apreciable a simple vista o con el microscopio óptico.

Clasificación de las aleaciones Se clasifican de acuerdo: A la composición. Al número de elementos.

A la composición: Tiene en cuenta el elemento que se halla en mayor proporción (aleaciones férricas, aleaciones base cobre, etc.). Cuando los aleantes no tienen carácter metálico suelen hallarse en muy pequeña proporción, mientras que si únicamente se mezclan metales, los aleantes pueden aparecer en proporciones similares.

Al número de elementos: Atendiendo a este criterio se pueden distinguir aleaciones binarias como el cuproníquel, ternarias (alpaca)...etc. Hay aleaciones en las que intervienen un elevado número de elementos químicos, si bien en pequeñas cantidades.

Estructura: Sustitucional. Intersticial.

Intersticial Esto sólo es posible cuando los átomos disueltos son mucho menores que los de la sustancia que los recibe. Ciertos aceros pertenecen a esta clase.

Sustitucional Los átomos disueltos sustituyen a algunos de los que forman la red cristalina receptora. El bronce pertenece a esta categoría.

propiedades Las propiedades de las aleaciones dependen de su composición y del tamaño, forma y distribución de sus fases o micro constituyentes. La adición de un componente aunque sea en muy pequeñas proporciones, incluso menos de 1% pueden modificar intensamente las propiedades de dicha aleación.

algunas ventajas con respecto a los materiales puros Mayor dureza y resistencia a la tracción. Menor temperatura de fusión por lo menos de uno de sus componentes.

algunas desventajas con respecto a los materiales puros Son menores la ductilidad, la tenacidad y la conductividad térmica y eléctrica.

Hornos de preparación Para la preparación de las aleaciones se emplean diferentes tipos de hornos: · Hornos de crisol · Hornos eléctricos de arco o inducción · Hornos de reverbero

Preparación de las aleaciones Históricamente, la mayoría de las aleaciones se preparaban mezclando los materiales fundidos. Más recientemente, la pulvimetalurgia ha alcanzado gran importancia en la preparación de aleaciones con características especiales.

pulvimetalurgia En este proceso, se preparan las aleaciones mezclando los materiales secos en polvo, prensándolos a alta presión y calentándolos después a temperaturas justo por debajo de sus puntos de fusión. El resultado es una aleación sólida y homogénea. Entre las aleaciones que pueden obtenerse por pulvimetalurgia están los insertos que se usan en procesos con arranque de viruta.

Estas aleaciones de metal y carbono (carburos), boro (boruros), oxígeno (óxidos), silicio (siliciuros) y nitrógeno (nitruros) combinan las ventajas del compuesto cerámico, estabilidad y resistencia a las temperaturas elevadas y a la oxidación, con las ventajas del metal, ductilidad y resistencia a los golpes.

Diagramas de fases Los diagramas de fases son representaciones gráficas de las fases que están presentes en un sistema de aleación a diversas temperaturas, presiones y composiciones.

Las aleaciones no tienen una temperatura de fusión única, dependiendo de la concentración, cada metal puro funde a una temperatura, coexistiendo simultáneamente la fase líquida y fase sólida como se puede apreciar en los diagramas de fase.

Diagrama de fase

En las regiones bifásicas de estos diagramas, las composiciones químicas de cada una de las fases se indica mediante la intersección de la isoterma con los límites de fase.

Algunas aleaciones

Acero Es aleación de hierro con una cantidad de carbono variable entre el 0,008% y el 1,8% en peso de su composición, sobrepasando el 1.8% (hasta 6.7%) pasa a ser una fundición.

Bronce Es toda aleación metálica de cobre y estaño en la que el primero constituye su base y el segundo aparece en una proporción del 3% al 20%.

alpaca Es una aleación ternaria compuesta por zinc (8-45%), cobre (45-70%) y níquel (8-20%)

constantán Es una aleación, generalmente formada por un 55% de cobre y un 45% de níquel.

cuproniquel Es una aleación de cobre, níquel y las impurezas de la consolidación, tales como hierro y manganeso.

zamak Es una aleación cuaternaria de zinc con aluminio, magnesio y cobre.

latón Es una aleación de cobre y zinc.