UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ALUMINIO GALLO DIEGO GAMBOA FRANCISCO VARGAS FRANCISCO VALVERDE CRISTHIAN.

Presentación del tema: "UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ALUMINIO GALLO DIEGO GAMBOA FRANCISCO VARGAS FRANCISCO VALVERDE CRISTHIAN."— Transcripción de la presentación:

1 UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ALUMINIO GALLO DIEGO GAMBOA FRANCISCO VARGAS FRANCISCO VALVERDE CRISTHIAN

2 GENERALIDADES  El aluminio (Al) es el elemento metálico más abundante que está presente en la corteza terrestre y, dentro del grupo de los metales no férreos, es el material más ampliamente utilizado tanto en la industria como en otras muchas aplicaciones de la vida cotidiana.

3  Su ligereza o densidad es de 2,70 g/cm 3, su buen comportamiento en cuanto a resistencia mecánica de muchas de sus aleaciones, su alta conductividad térmica y eléctrica, su durabilidad (el aluminio es estable al aire) y resistencia a la corrosión (con un correcto tratamiento superficial es resistente tanto al agua de mar, como a muchas soluciones acuosas y otros agentes químicos), hacen de este material ideal para innumerables soluciones, tanto estructurales, como decorativas o de otra índole.

4  En otro orden de cosas, una característica que está tomando pujanza en nuestros días es la buena disponibilidad al reciclaje que presenta el aluminio una vez finalizado su vida útil.  Efectivamente, el empleo de material reciclado en las factorías para la producción de nuevas aleaciones de aluminio, permiten reducir enormemente la energía necesaria (hasta un 90%) que si la comparamos con la energía que haría falta para transformar para su uso el material de aluminio extraído directamente de la naturaleza.

5 SERIES DE ALEACIONES

6  Las aleaciones de aluminio se dividen en dos grandes grupos, que son, forja y fundición. Esta división se corresponde con el tipo de proceso de conformado a que pueden ser sometidas las aleaciones de aluminio.  Dentro del grupo de las aleaciones de aluminio de forja existe otra división en otros dos subgrupos, las aleaciones tratables térmicamente y las no tratables térmicamente. Las aleaciones no tratables térmicamente sólo pueden aumentar sus resistencia si son trabajadas en frío.

7  Dentro de las aleaciones de aluminio forjado sin tratamiento térmico, los grupos o series principales son los siguientes, según la norma AISI-SAE:

8  Aleaciones 1xxx: Son aleaciones de aluminio técnicamente puro, al 99,9%, siendo sus principales impurezas el hierro y el silicio como elemento aleante. Se utilizan principalmente para utensilios de cocina, lámina y fleje.  Aleaciones 3xxx: El elemento aleante principal de este grupo es el manganeso (Mn), el cual tiene como objetivo reforzar al aluminio. Presentan buena trabajabilidad, y es utilizada este tipo de aleaciones en utensilios de cocina y envases.  Aleaciones 4xxx: La principal aplicación de las aleaciones aluminio-silicio son las fundición de piezas difíciles, pero buenas cualidades de moldeo, y la fabricación de piezas para la marina, por su resistencia a la corrosión. Pero no se emplean para piezas ornamentales porque ennegrecen con el tiempo.  Aleaciones 5xxx: En este grupo de aleaciones es el magnesio (Mg) el principal elemento de aleación. Utilizado en utensilios de cocina, construcción de camiones y aplicaciones marinas.

9  Dentro de las aleaciones de aluminio forjado que son tratables térmicamente, las series principales son las siguientes:  Aleaciones 2xxx: El principal aleante de este grupo de aleaciones es el cobre (Cu), Esta aleación se utiliza especialmente para la fabricación de estructuras de aviones.  Aleaciones 6xxx: Los principales elementos aleantes de este grupo son magnesio y silicio. Es utilizada para perfiles y estructuras en general.  Aleaciones 7xxx: Los principales aleantes de este grupo de aleaciones son zinc, magnesio y

10  Las aleaciones de aluminio para fundición se basan en los mismos sistemas de aleación como los de las aleaciones de aluminio para conformado, se refuerzan por los mismos mecanismos (con la excepción general del endurecimiento por deformación) y se clasifican de manera similar en tipos tratables y no tratables térmicamente. La principal diferencia es que las aleaciones de fundición contienen agregados de silicio muy por encima de las cantidades utilizadas en la mayoría de las aleaciones de conformado.

11

12 Clasificación de las Aleaciones de AL  Aleaciones para productos trabajados (wrought alloys) La forma de los productos se logra mediante: colado en lingote (convencional, semi continua o continua) + conformado por deformación plástica en caliente y eventualmente en frío. Ejemplos: chapas, flejes, tubos, alambrones, perfiles, barras, etc. Pueden ser termo tratables o no.  Aleaciones para piezas coladas (cast alloys) Estas aleaciones serán usadas para fabricar piezas mediante los diferentes métodos de colado. Es mandatorio la obtención de una buena colabilidad, la que normalmente está asociada a la composición química. En general se trata de aleaciones con mayor cantidad de aleantes que las aleaciones para trabajado. Pueden ser termo tratables o no.  Colabilidad-Aptitud que tiene un material fundido para rellenar un molde

13 Propiedades mecánicas del aluminio  Dureza Brinell La dureza es una propiedad que mide la capacidad de resistencia que ofrecen los materiales a procesos de abrasión, desgaste, penetración o de rallado.

14  En la siguiente figura ilustrativa se muestra cómo varía el límite elástico, que es la tensión para la cual se alcanza una deformación del 0,2% en la pieza ensayada según el ensayo de tracción. Los resultados se muestran para las diferentes aleaciones de aluminio:

15  Por último, en la siguiente tabla se muestran los valores del alargamiento de la pieza que se alcanza en el ensayo de tracción, justo antes de producirse la rotura de la pieza:

16 Módulo de elasticidad longitudinal o Módulo de Young  El módulo de elasticidad longitudinal o módulo de Young (E) relaciona la tensión aplicada a una pieza según una dirección con la deformación originada en esa misma dirección, y siempre considerando un comportamiento elástico en la pieza.  Para las aleaciones de aluminio, el módulo de elasticidad longitudinal, E, tiene el siguiente valor:  E= 70.000 MPa (70.000 N/mm2)

17 Resistencia al ensayo de tracción  En general, la resistencia aumenta con el aumento en elementos de aleación. Los dominios de la resistencia en cada aleación surgen, ante todo, como consecuencia delos aumentos de resistencia que se consiguen por deformación en frio o endurecimiento. Los distintos elementos de aleación actúan de modo muy diferente en cuanto al aumento de resistencia.

18 Resistencia a la compresión, a la flexión, al Corte y a la torsión  El las aleaciones de aluminio se puede admitir que el valor del limite de aplastamiento (parámetro de la resistencia a compresión) es igual al valor del limite elástico de tracción. La resistencia a la compresión o el limite de aplastamiento tienen importancia principalmente en las piezas sometidas a compresión tales como cojinetes de fricción. La resistencia a la flexión en las aleaciones de aluminio se tiene en cuenta en las de fundición, en aquellos casos en que, al realizar el ensayo de tracción no es posible determinar el limite elástico con suficiente exactitud a causa de su pequeño valor. La resistencia al cizallamiento esta entre el 55 y el 70 % de la resistencia a la tracción y que, al aumentar la resistencia, la resistencia al cizallamiento aumenta más lentamente que la resistencia a la tracción. Para las aleaciones de fundición se utiliza muy poco la resistencia al cizallamiento. Se puede deducir de las escasas mediciones existentes que en este caso la resistencia al cizallamiento puede alcanzar del 55 al 80 % de la resistencia a la tracción.

19

20 Tratamientos de protección superficial

21 Resistencia a la corrosión  No necesita mantenimiento  El anodizado no se afecta por la luz solar y por tanto no se deteriora  Aumenta la dureza superficial, siendo resistente a la abrasión y al desgaste  La capa superficial del anodizado es más duradera que las capas obtenidas por pinturas.

22 Anonizado  El aluminio, debido a sus características químicas, tiene un elevado estado de oxidación. En concreto, su capa de valencia dispone de tres electrones lo que le confiere que su estado normal de oxidación sea III.  Este hecho se traduce en que el aluminio sea un elemento muy electropositivo y muy reactivo. De esta manera, una pieza de aluminio que entra en contacto con la atmósfera, reacciona de manera inmediata con el oxígeno del ambiente y forma rápidamente una finísima capa superficial de un óxido de aluminio, la alúmina (Al 2 O 3 ).

23 Pintado (lacado)  El lacado es una aplicación consistente en un revestimiento de tipo orgánico que se aplica sobre la superficie de aluminio para dotarla de protección de los agentes exteriores. El lacado además de preservar el aspecto y características del metal base, mejoran la estética del material. El lacado se puede aplicar tanto como pintura en polvo o en base líquida.

24 Aluminio en la Industria Automotriz

25  Los últimos avances desarrollados en la tecnología de la industria automotriz se deben a la reciente incorporación del aluminio en la construcción de la carrocería avanzada Hoy en día, se fabrican todo tipo de bombas, autopartes, cabezas y bloques de motor, rines, radiadores, ejes de transmisión y una parte significativa de los paneles que conforman el cuerpo de algunos carros. Más de 100 tipos de piezas para automóviles se hacen de aluminio y el número va en aumento. La evolución del sector automotriz y de la fabricación de carrocerías de este tipo a gran escala, se puede explicar por las excelentes propiedades físicas y químicas de este material. Los nuevos vehículos se benefician de la ligereza y rigidez del aluminio, así como de su alta resistencia a la corrosión, entre otras ventajas

26 Ventajas Del Aluminio En Automóviles  Es re utilizable casi limitadamente, lo que evita residuos y protege al medio ambiente. Además, su uso contribuye a reducir emisiones contaminantes  Anti corrosión: la facilidad de reacción del aluminio con el oxígeno, hace que este se recubra con una capa de óxido llamada alúmina, la cual protege al material de la oxidación de forma natural.  Maleabilidad y facilidad de trabajar: El aluminio es un metal ligero, dúctil y maleable, pero aleado puede alcanzar resistencias mayores de tracción. Es fácil de trabajar por lo que puede ser laminado hasta 0,004 mm de espesor. Por otra parte, es un excelente conductor del calor y de la electricidad.  Disminuye en consumo de combustible en 0,5 litro cada 100 KM aproximadamente.  Las carrocerías fabricadas con aluminio resultan más rígidas que las de acero, y cuentan con elementos de deformación capaces de disipar gran parte de la energía de un impacto