MATERIALES METÁLICOS NO FERROSOSOBJETIVOS DE LA UNIDAD TEMÁTICA • Reconocer clasificación de las aleaciones no ferrosas según normalización vigente. • Reconocer aplicaciones de las aleaciones no ferrosas según características y propiedades. WWW.INACAP.CL ALEACIONES NO FERROSAS Definición: Son aleaciones que poseen como elemento base un metal distinto al hierro. Según su peso específico se clasifican en: Livianas Pesadas Aluminio Magnesio Titanio Cobre Plomo Níquel Zinc WWW.INACAP.CL CL . WWW. No es tóxico (se puede usar como contenedor de alimentos) Buena conductividad eléctrica Precio relativamente bajo Es el elemento más abundante en la corteza terrestre. Las aleaciones de aluminio pueden alcanzar resistencia similares o superior al acero.ALEACIONES NO FERROSAS ALEACIONES LIVIANAS Aleaciones de Aluminio (Al) El aluminio posee una combinación de propiedades que lo hace muy útil en ingeniería: Posee baja densidad. 2.7 (g/cm3) Tienen buena resistencia a la corrosión.INACAP. debido a la delgada película de óxido que forma en su superficie. Aluminio 99% de pureza.ALEACIONES NO FERROSAS CLASIFICACIÓN DE ALEACIONES DE ALUMINIO (AL) Calidad Forjadas Grupo de aleación Designación No tratables térmicamente: Las series pertenecientes a este grupo son la 1xxx. Magnesio (Mg) Magnesio y silicio Cinc (Zn) Otros (Sn) WWW.INACAP. 7xxx. 6xxx.CL . comercialmente 1xxx puro Cobre (Cu) Manganeso (Mn) Silicio (Si) 2xxx 3xxx 4xxx 5xxx 6xxx 7xxx 8xxx Tratables térmicamente: A este grupo pertenecen las series 2xxx. 3xxx y la 5xxx. •La composición es muy distinta a las calidades para forja.CL .x 8xx.x 9xx.x puro Cobre (Cu) Silicio.ALEACIONES NO FERROSAS CLASIFICACIÓN DE ALEACIONES DE ALUMINIO (AL) Calidad Fundidas •Estas aleaciones presentan buena fluidez y capacidad de alimentación.x 5xx. con adiciones de Cu y/o Mn Silicio (Si) Magnesio (Mg) Cinc (Zn) Estaño (Sn) Otros elementos 2xx. así como propiedades de resistencia.INACAP. comercialmente 1xx.x WWW.x 3xx. Designación Grupo de aleación Aluminio 99% de pureza.x 7xx.x 4xx. ductilidad y resistencia a la corrosión. ALEACIONES NO FERROSAS APLICACIONES WWW.INACAP.CL . WWW.ALEACIONES NO FERROSAS COBRE El cobre es uno de los metales más apreciados y usados en ingeniería. Es un metal pesado. Cualquiera de estos cobres puede ser endurecido por deformación produciendo grandes incrementos en su resistencia con muy poca disminución de su conductividad. se usan en aplicaciones eléctricas.CL .INACAP. con un peso específico de 8.9 g/cm3 Cobre comercialmente puro Son cobres con a lo más un 1% de impurezas. • Presentan además excelente resistencia a la corrosión. • Esta aleaciones presentan mayor resistencia a la fatiga.INACAP.fluencia y al desgaste abrasivo que las aleaciones livianas. Una de las clasificaciones y designación de las aleaciones de cobre usadas es la de la CDA (Asociación de Desarrollo del Cobre) WWW.ALEACIONES NO FERROSAS ALEACIONES DE COBRE • Las aleaciones de cobre son más pesadas que el hierro. a la termo . conductividad eléctrica y térmica y respuesta positiva al endurecimiento por deformación.CL . Silicio Cobre – Níquel. aleaciones Cu-Zn-Si. Cu-Sn. Cobre – Níquel – Zinc (Alpacas) Cobre Fundido Cobre puro para moldeo.CL . Cu-Sn-Ni. para fundición C8XXXX C9XXXX WWW. latones para moldeo. Cobre .ALEACIONES NO FERROSAS CLASIFICACIÓN DE ALEACIONES DE COBRE Cobre Forjado C1XXXX C2XXXX C3XXXX Cobre puro Cobre – Zinc (Latón) Cobre – Zinc – Plomo (latones al plomo) C4XXXX C5XXXX C6XXXX C7XXXX Cobre – Zinc – Estaño (Latones de estaño) Cobre – Estaño (Bronce) Cobre – Aluminio.INACAP. También el plomo tiene un efecto de lubricante por su bajo punto de fusión. contienen típicamente entre 5 y 45% de Zn Latones al plomo El plomo es insoluble en los latones y se separa en forma de finos glóbulos Favoreciendo la fragmentación de las virutas en el mecanizado. disminuyendo el desgaste de la herramienta de corte.CL .ALEACIONES NO FERROSAS Los latones son aleaciones en base a Cu y Zn.INACAP. Aplicaciones de los latones • Casquillos de artillería • Piezas para embutido profundo • Instrumentos de música • Tortillería • Intercambiadores de calor WWW. Bronces fosfóricos.INACAP. con el cual se produce Cu3P. pero no así para la laminación en caliente.CL . Bronces de laminación Bronces binarios • Estos bronces contienen entre 2 y 9 % de Sn.1 a 0. éste aumenta la dureza y la resistencia al desgaste del bronce. Las aleaciones industriales de bronce tienen en general entre 3 y 20 % de Sn. Bronces al Zinc.ALEACIONES NO FERROSAS Los bronces son aleaciones de cobre con estaño. • Son muy adecuados para la laminación en frío. Si además se agrega un 4% de Pb mejoran las propiedades de mecanizado. WWW. •La adición de 4 a 10 % de Zn mejora la maleabilidad de la aleación pero disminuye la resistencia al desgaste. •Estas aleaciones tienen de 0. por esto se prefiere producirlos a partir de coladas continuas de alambrones o de bandas delgadas que luego se laminan en frío.2 % de P. usándose principalmente para bujes o cojinetes. Pb y P. • El plomo mejora propiedades tales como maquinabilidad (aumenta la tendencia a la formación de viruta).INACAP. •Principales aleaciones de este tipo son: CuSn5Pb5Zn5.CL .ALEACIONES NO FERROSAS Bronces de fundición Contienen de un 4 a un 13 % de Sn con adiciones de Zn. Con porcentajes entre 6 y 30% de plomo se mejora la resistencia del bronce a la fricción. Bronces al plomo. en grifería de vapor y en piezas que deben ser estancas al petróleo y gasolina. lubricación y encajabilidad (partículas duras se encajan en las esferas de plomo disminuyendo el desgaste abrasivo). Bronces binarios. CuSn7Pb6Zn4. •La aleaciones CuSn12 y CuSn8 son excelentes para ser moldeadas. Estos bronces se usan en grifería de agua a presión. mejora la moldeabilidad de la aleación. • A estas aleaciones se les agrega hasta un 7% de plomo para mejorar la aptitud para el mecanizado. •Si se agrega Zn como desoxidante en el metal líquido. WWW. Bronces al zinc y al plomo. ALEACIONES NO FERROSAS APLICACIONES Bronce Latón WWW.INACAP.CL . WWW.ALEACIONES NO FERROSAS CUPRO-NÍQUEL Se caracterizan por: Excelente resistencia a la corrosión. especialmente en agua de mar en movimiento Insensibilidad a la corrosión bajo tensión Mantienen la resistencia mecánica a temperaturas de 300 a 400 ºC Conductividad eléctrica y térmica relativamente débil.INACAP.CL . 9-4.INACAP. ASTM-B-86 AG40-A0 3.025Mg 3 283 ZAMAC Sae-925. Aceptable resistencia mecánica y superficie tratable. •Presentan un bajo costo y buena resistencia a la corrosión.1%Cu /0. Normas Asociadas Composición Resistencia (MPa) ZAMAC Sae-903.3%Al /0.3%Al/0.75%Cu /0.9-4. cobre y magnesio. motores eléctricos de poca 5 potencia. carburadores. ASTM-B-86 AC41-A 3.ALEACIONES NO FERROSAS ALEACIONES BASE ZN El nombre comercial es ZAMAC •Aleaciones base Zn con aluminio.CL . filtros. piezas para electrodomésticos. reguladores de gas licuado.03Mg 331 Usos Máscaras para automóviles. faroles. WWW. juguetes. •Son especialmente útiles para obtener piezas fundidas. manillas. soldabilidad y excelente a la corrosión.ALEACIONES NO FERROSAS ALEACIONES BASE NIQUEL El níquel posee una gran resistencia a la corrosión y a la oxidación a elevadas temperaturas. • Al agregar 3% de aluminio y 0.CL . Este material es altamente maleable pero es relativamente caro y posee una densidad alta (8. Monel: • Aleaciones Ni con cobre con una cantidad de cobre alrededor del 32%. • Poseen una resistencia relativamente alta.INACAP.6% de titanio se incrementa notablemente la resistencia debido a un endurecimiento por precipitación (envejecimiento). los precipitados son Ni3Al y Ni3Ti. • Menor costo por la presencia de cobre. Níquel comercial: Utilizado para elementos eléctricos y electrónicos y debido a su resistencia a la corrosión se usa en equipos procesadores de alimentos.9 g/cm3). lo que limita su uso. WWW. alta resistencia a los cambios repetitivos de temperatura. WWW. • Se utilizan en intercambiadores de calor en calderas. equipos de pasteurización de leche y de otros alimentos.CL .ALEACIONES NO FERROSAS ALEACIONES BASE NI Inconel: • Aleaciones NI-Cr.INACAP. presenta una excelente resistencia a la corrosión y oxidación a altas temperaturas. pos quemadores y paletas de hélice) WWW. • Poseen excelente resistencia a la corrosión.CL . partes de motores de avión (tubos de escapes de propulsión. • Son endurecibles por deformación solamente. • Al agregarle cromo se incrementa su resistencia a la corrosión y oxidación a alta temperatura. • Se utilizan en hornos industriales.ALEACIONES NO FERROSAS ALEACIONES BASE NI Hastelloy: • Son aleaciones Ni-Mo-Fe.INACAP. ya que son austeníticas. se utilizan para transportar y almacenar ácidos. CL .ALEACIONES NO FERROSAS ALEACIONES DE BAJO PUNTO DE FUSIÓN Consisten En aleaciones de plomo (Pb).INACAP. Se pueden clasificar en: Eutécticas: Presentan un punto de fusión No Eutécticas: Presentan un rango de fusión (se observan pastosas al solidificar) WWW. cadmio (Cd). estaño (Sn). bismuto (Bi). 5 142 144 177 183 199 221 236 247 Bi 44.86 91 96.7 87 Sn 8.ALEACIONES NO FERROSAS CLASIFICACIÓN DE ALEACIONES DE BAJO PUNTO DE FUSIÓN EUTÉCTICAS Item A B C D E F G H I J K L M N O P T° f 47 58 70 92 95 102.6 Sb 13 Sb WWW.CL .5 ------Cd 5.3 12 13.3 ---10 8.6 ------38.5 26 42 51.5 124 138.6 52.6 18 26.5 ---60.6 52.5 54 55.25 ---------17.14 ------79.2 ---67.7 40.5 58 ---60 ---------------Pb 22.3 ---15.7 ---Otros 19.1 In 21 In 9 Zn 3.75 61.INACAP.5 Ag 2.2 40 32.2 32 ---44.7 49 50 51.2 ---20 ------18. 4 22 16 33.5 9.91 37.06 22 17 33.3 6.33 14.3 14.CL .5 60 Cd 9.8 34.5 35.44 ---------------Otros ------------------------9 Sb ---- WWW.7 36.ALEACIONES NO FERROSAS CLASIFICACIÓN DE ALEACIONES DE BAJO PUNTO DE FUSIÓN NO EUTÉCTICAS Ítem Q R S T U V W X Y Z Rango de Fusión °C 70-73 70-79 70-84 70-90 70-101 95-104 95-149 95-143 103-227 138-170 Bi 50.4 9.1 56 67 33.INACAP.3 19.34 28.33 48 40 Pb 27.4 8.5 30.5 ---Sn 12.5 50 50.2 3.97 11.72 42. G Relleno para tubos y moldeo de codos WWW. Y Dados de plantillas para taladrar.CL .INACAP. Magnetos en porta-herramientas. Y Fijación y conformado de C. Z placas. Patrones de cera B. Z Electro conformación G. C Soldadura blanda Porta Herramientas para: Medidores de transferencia de calor Cristales de pulido y A. C.ALEACIONES NO FERROSAS APLICACIONES Matrices metálicas para: Alta resistencia de soporte. Z Abrazaderas para sujeción de cojinetes Conformado de botellas C. Y. pulvimetalúrgicos y maderas. C Cierre para hornos de recocido esmerilado Piezas de corte G.G Misceláneos fibra de vidrio.G Ejes de electroimanes de rotores H. montajes de sujeción. Z plásticos. H. G. Núcleos fusibles para: Pernos de sujeción de suelos G. Z Z instrumentos Founding C. Anclajes para X Barras y partes tubulares Y Y Accesorios y partes de cerámicas. H. Punzones de ensamblaje y embutido. Baja resistencia de soporte. CL .INACAP. Los Babbit tienen excelente capacidad embebedora (o sea de encerrar o enclavar dentro de sí las partículas extrañas) y conformabilidad (capacidad para deformación plástica y compensar las irregularidades en el cojinete). bronce o hierro fundido. • WWW.ALEACIONES NO FERROSAS ALEACIONES DE BAJO PUNTO DE FUSIÓN ALEACIONES BABBIT • Metal Babbit es un término genérico que se usa para designar la aleación antifricción de bajo punto de fusión. es decir se funden como superficies de cojinete o apoyo en tapas o respaldos de acero. 4% Sn. 3.INACAP. 7% Sb. 15% Sb. 15% Sb.5% Sb. 7.ALEACIONES NO FERROSAS ALEACIONES DE BAJO PUNTO DE FUSIÓN Composiciones Típicas 89% Sn. 80% Pb.5% Cu 89 % Sn. 1% Ni WWW.CL . 5% Sn 80% Pb. Editorial McGraw Hill. Editorial Thomson. Sexta edición. 1998. La Ciencia e Ingeniería de los Materiales. Introducción a la Ciencia e Ingeniería de materiales. •Callister W. Segunda Edición 1998. 1998.INACAP. Introducción a la Metalurgia Física.CL . Fundamentos de la Ciencia e Ingeniería de Materiales. 11. Sánchez Saúl. 1999. Edición 2010 WWW. Catálogo Técnico de Barras y Perfiles Laminados. Metals Handbook Vol.BIBLIOGRAFÍA •ASM. 1996 •Smith W. •Avner S. Editorial Reverté. Editorial McGraw Hill. Gerdau AZA. •Askeland Donald R. Vulcanización y Formulación de Hules. Editorial Limusa. 2001. •Ramos Luis. Tercera edición en español. Failure Analysis and Prevention.
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