miércoles, 30 de enero de 2013

Aleaciones no ferreas utilizadas en el automovil.

Las aleaciones no ferrosas son aquellas que carecen de hierro o tienen un bajo nivel de este.
Aleaciones de Aluminio 
El aluminio es el segundo metal en abundancia en la tierra (el primero en la corteza), y en la actualidad puede obtenerse a un precio bajo, por lo que se ha convertido en uno de los metales más empleados en la industria. Tiene utilidades tan diversas como las ventanas y estructuras de las casa, reactores químicos, componentes de automóviles, equipos de transmisión de electricidad y sistemas espaciales. Entre sus ventajas más importantes se hallan su baja densidad (2.7 g.cm3) y sobre todo su buena relación resistencia-peso que le hace muy interesante para aplicaciones que precisan de pesos reducidos. Presenta además una buena conductividad eléctrica y térmica, así como una resistencia a la corrosión muy buena (se protege con una capa de Al2O3 formada por oxidación). Su ductilidad es muy elevada, hasta el punto de poderse enrollar y doblar una vez convertido en papel. Entre sus inconvenientes cabe destacar su baja temperatura de fusión (Tf= 660 ºC) que restringe sus aplicaciones a alta temperatura, su baja dureza, su poca resistencia a la fatiga. Las aleaciones de aluminio suelen clasificarse en dos grandes grupos: moldeables (de fundición) y hechurables (de forja), dependiendo del método que deba emplearse para darlas forma. Además, dentro de cada grupo se puede distinguir también entre aleaciones tratables térmicamente y no tratables térmicamente. Entre las aleaciones hechurables no tratables térmicamente, que se endurecen habitualmente por formación de soluciones sólidas de baja concentración, se pueden citar las de magnesio, manganeso y hierro-silicio. Estas aleaciones son las que se utilizan en las latas de refrescos, carrocerías de autobuses y camiones y componentes marinos. 
Las aleaciones hechurables que pueden endurecerse por precipitación con un tratamiento térmico contienen habitualmente cobre, magnesio-silicio, o cinc-magnesio. Son más resistentes que las anteriores y se utilizan fundamentalmente como componentes estructurales en aviones, pistones de automóviles, ruedas de camión, torres, muebles, etc. Las aleaciones moldeables contienen elementos que mejoran la fluidez del aluminio y además provocan un importante aumento de su resistencia a la tensión y corrosión, al tiempo que mejora su ductilidad. El elemento aleante es generalmente silicio (en cantidades superiores al 5%) combinado con otros elementos como cobre, magnesio o cinc en menores proporciones. Su mayor resistencia permite su aplicación en ruedas y motores de avión (y de automóviles), ejes, equipos para manipulación de alimentos, etc. 

Aleaciones de Magnesio 
El magnesio es más ligero que el aluminio (1.74 g.cm-3) y funde a temperaturas ligeramente menores (650 °C), lo que facilita su procesado. Su resistencia a la corrosión es similar a la del aluminio, con la salvedad de que en presencia de sales se corroe muy rápidamente. Su resistencia es ligeramente inferior a la del aluminio pero, si se tiene en cuenta su menor densidad, su módulo de resistencia específica es similar. Por ello compite con el aluminio y sus aleaciones en la industria aeroespacial y en los equipamientos para transporte y almacenado (contenedores, maletas). 
Entre sus principales desventajas se encuentra su limitada elasticidad y pobre resistencia a la fatiga, además del peligro que supone durante el procesado su gran reactividad frente al oxígeno que le hace arder con facilidad. Debido a su estructura HCP es además menos dúctil que el aluminio, aunque este defecto es rápidamente compensado en sus aleaciones. En cualquier caso su procesado en frío es muy difícil. La solubilidad de muchos elementos en magnesio aumenta fuertemente con la temperatura, lo que permite disolver en él cantidades importantes de Al, Zn, Zr y especialmente tierras raras como el Cerio que incrementan fuertemente su resistencia a la corrosión. También es capaz de incorporar partículas cerámicas, sílice y carburo de sílice, que incrementan fuertemente su resistencia a temperaturas elevadas. 

Aleaciones de Cobre 
El cobre y sus aleaciones han sido extensamente utilizados desde la antigüedad. En forma pura, se caracteriza por su alta conductividad eléctrica y térmica, buena resistencia a la corrosión, alta ductilidad y facilidad de trabajado en frío. También es muy fácil de soldar o unir a otros materiales. Por el contrario, su resistencia mecánica es media y por su elevada densidad (8.93 g.cm-3), la relación resistencia-peso es inferior a la del hierro, aluminio o magnesio, y tampoco su resistencia térmica es buena (Tf= 1083°C). El cobre puro se utiliza generalmente en aplicaciones que requieran de su alta conductividad, y en ocasiones como material estructural (varillas, listones, alambres) por su bajo precio. 
Con sus aleaciones se busca generalmente aumentar su resistencia mecánica y química, y en ocasiones propiedades muy particulares como pueden ser colores decorativos. Las aleaciones de cobre más conocidas son el latón y los bronces.

Las aleaciones no ferrosas se utilizan para evitar la corrosion y la oxidacion.
La corrosión es una reacción química en la que intervienen 3 factores: la pieza manufacturada, el ambiente y el agua, o por medio de una reacción electroquímica. Los factores más conocidos son las alteraciones químicas de los metales a causa del aire, como la herrumbre del hierro y el acero o la formación de pátina verde en el cobre y sus aleaciones (bronce, latón).

La oxidacion es una reacción química muy poderosa donde un elemento cede electrones, y por lo tanto aumenta su estado de oxidación. Se debe tener en cuenta que en realidad una oxidación o una reducción es un proceso por el cual cambia el estado de oxidación de un compuesto. Este cambio no significa necesariamente un intercambio de electrones. Suponer esto -que es un error común- implica que todos los compuestos formados mediante un proceso redox soniónicos, puesto que es en éstos compuestos donde sí se da un enlace iónico, producto de la transferencia de electrones.




No hay comentarios:

Publicar un comentario