METALES Y ALEACIONES NO FERRICAS

Metales y Aleaciones no Férricas

Aluminio
El aluminio se encuentra en la composición de la corteza terrestre en una proporción aproximada del 8%, es decir mucho mayor que todos los demás metales de uso corriente. Entre los minerales de los que se extrae el principal es la bauxita.


Es un metal de color blanco brillante cuyas características físicas son las siguientes:

Temperatura de fusión: 658:C
Peso especifico: 2,7
Resistencia eléctrica: 0,029 Ohm/mm2
Conductividad térmica: 180 kcal/h m:C.
Modulo de elasticidad: 7200 kg/mm2

El aluminio se puede fundir, forjar en frío o en caliente, laminar, estirar, mecanizar, embutir, estampar, soldar con soplete oxiacetilénico o por arco. también es posible someterlo a tratamientos térmicos como el templado y el recocido.


Características Mecánicas del Aluminio
Estado
Resistencia a la tracción

kg/mm2
Alargamiento

%

Fundido
9-12
18-25

Laminado
18-28
3-5

Recocido
7-11
30-45


El siluminio es una aleación que tiene el 87% de Aluminio y el 13% de Silicio, aunque pude llevar también cobre, magnesio y manganeso para obtener mejores características mecánicas. Funde a 850:C y su peso especifico es de 2,5 a 2,6. Normalmente se usa para fundir piezas de espesores pequeños y formas complicadas debido a su baja contracción. Es muy resistente a la corrosión y poco frágil .


Características Mecánicas del Siluminio

Fundido en:
Resistencia a la tracción

Kg/mm2
Límite elástico

kg/mm2
Alargamiento

%

Arena
17-20
8,5-9
4-8

Coquilla
23-25
12-13
3-5

A presion
25-30
-
2-5


El duraluminio es una aleación compuesta del 95% de aluminio, 4% de cobre, 0,5% de magnesio y 0,5% de manganeso. Funde a 650:C, su peso especifico es de 2,8 y su módulo de elasticidad de 7250 kg/mm2. Normalmente se usa para trabajos de forja y laminación, se puede templar y recocer y es muy usado en la industria de la automoción y la aeronáutica debido a sus buenas características mecánicas y su bajo peso especifico.

Características Mecánicas del Duraluminio

Estado
Resistencia a la tracción

kg/mm2
Límite elástico

kg/mm2
Alargamiento

%

Normal
40-44
25-30
24-16

Templado
45-55
35-50
10-3

Recocido
20-25
10-15
22-16


Cobre
Es un metal rojo que se en cuenta en la naturaleza en forma de mineral creando óxidos o sulfuros. Funde a 1083:C, su peso especifico es de 8 a 9 según su porosidad, su resistencia eléctrica es de 0,017 Ohm/mm2, su conductividad térmica de 335 kcal/h m:C y su módulo de elasticidad de 12700 kg/mm2 a temperatura ambiente, bajando hasta los 7100 kg/mm2 a 400:C.

Su utilización principal, debido a sus cualidades eléctricas, es la fabricación de conductores, aunque también se emplea en la fabricación de calderas, radiadores y serpentines para calefacción o refrigeración.

El cobre puede laminarse, estirarse, estamparse, fundirse, mecanizarse y soldarse mediante estaño, plata o latón o por arco eléctrico.


Características Mecánicas del Cobre


Estado
Resistencia a la tracción

kg/mm2
Límite elástico

kg/mm2
Alargamiento

%

Fundido
15-22
-
25-15

Recocido
21-24
9
46-47

Templado
37-41
36
5-6


Latón
Es una aleacion compuesta por cobre y zinc en cantidades variables, es de color amarillo rojizo, y sus características son:

Módulo de elasticidad: entre 8000 y 10000 kg/mm2
Peso específico: entre 8,3 y 8,8
Temperatura de fusión: entre 900:C y 1000:C
Conductividad térmica: entre 18 y 100 kcal/h m:C
Conductividad eléctrica: entre 15 y 40 Ohm/mm2 .

El latón puede fundirse por medio de moldes de arena o coquillas, forjarse, laminarse, estirarse, mecanizarse, soldarse con estaño o latón.


Características Mecánicas del Latón


Estado
Composición
Resistencia a la tracción

kg/mm2
Límite elástico kg/mm2
Alargamiento

%

Fundido
63%Cu-37:34%Zn -0:3%Pb
15
-
7

Fundido
67%Cu-33:30%Zn -0:3%Pb
18
-
20

Fundido
54:64%Cu-38:28%Zn -7.5%Mn+Al+Fe
30
-
10

Fundido
54:64%Cu-38:28%Zn -7.5%Mn+Al+Fe+Si
35
-
30

Laminado en caliente
58%Cu-40%Zn-2%Pb
35-50
5-14
44-47

Laminado en caliente
60%Cu-40%Zn
33-45
5-12
52-48

Laminado en caliente
63%Cu-37%Zn
30-43
4-17
62-50

Laminado en frio
67%Cu-33%Zn
26-53
3-50
73-12

Laminado en frio
72%Cu-28%Zn
25-56
3-54
75-12

Laminado en frio
80:90%Cu-20:10%Zn
22-52
3-48
60-12


Bronce
Es una aleación de cobre y estaño en cantidades variables, pudiendo contener otros componentes en menor proporción como zinc, plomo, etc. Su módulo de elasticidad esta entre 11000 y 12500 kg/mm2.

El bronce se usa para la construcción de piezas que están sometidas a rozamiento como por ejemplo cojinetes de deslizamiento, guarniciones de válvulas y grifos, coronas de engranajes, etc.

Es muy resistente a la corrosión y es adecuado para trabajar sumergido en agua.

Los bronces pueden fundirse en moldes de arena y coquilla, laminarse y soldarse ya sea con soldadura blanda o dura. También pueden mecanizarse, aunque los mas aptos para ello son los bronces al plomo.

Según su composición el bronce puede clasificarse de la siguiente forma:

Bronce fosforoso.- Tiene de 10 a 20 por ciento de estaño y de 80 a 90 por ciento de cobre, sin ningún otro elemento aleado, su peso específico es de 8.8 a 8.9, su temperatura de fusión es 1150:C y su conductividad térmica de 43.5 kcal/h m:C.

Bronce de laminación.- Tiene entre el 90% y el 97% de cobre y el 3% y el 10% de estaño, su peso especifico es de 8.8, su temperatura de fusión es 1050:C y su conductividad térmica de 70 kcal/h m:C.

Bronce rojo.- Tiene entre el 82% y el 9% de cobre, entre el 4% y el 12% de estaño, entre el 2% y el 7% de zinc y entre el 0% y el 5% de plomo, su peso específico es de 8.2 a 8.5 y su temperatura de fusión es 1100:C

Bronce al plomo.- Tiene de 5% a 11% de estaño, de 4% a 22% de plomo y el resto de cobre. También se considera bronce al plomo las aleaciones que contienen del 10% al 40% de plomo y un 60% al 90% de cobre y no tengan estaño. Su peso específico es de 8.9 a 9.4 y su temperatura de fusión varía entre los 950:C y los 1050:C.

Existen otros bronces especiales aleados con aluminio, níquel, etc.


Características Mecánicas del Bronce

Estado
Composición
Resistencia a la tracción

kg/mm2
Límite elástico

kg/mm2
Alargamiento

%

Laminado blando
94%Cu-6%Sn
38-45
-
60-70

Laminado duro
94%Cu-6%Sn
60-85
-
4-6

Fundido
89%Cu-11%Sn
26
14
16

Fundido
87%Cu-13%Sn
25
17
3

Fundido
84%Cu-16%Sn
25
20
1.4

Fundido
86%Cu-12%Sn 2%Zn
20
-
5

Fundido
93%Cu-4%Sn 1%Pb-2%Zn
20
-
25

Fundido
85%Cu-5%Sn 5%Pb-5%Zn
15
-
10

Fundido
85%Cu-7.5%Sn 2.5%Pb-5%Zn
20
-
12

Fundido
82%Cu-8%Sn 3%Pb-7%Zn
15
-
6

Fundido
85%Cu-9%Sn 1%Pb-5%Zn
20
-
12

Fundido
86%Cu-10%Sn 1.5%Pb-2.5%Zn
20
-
9

Fundido
80%Cu-10%Sn 10%Pb
28
14
30

Fundido
78%Cu-8%Sn 14%Pb
26
13
22

Fundido
70%Cu-9%Sn 21%Pb
20
12
16

Fundido
81%Cu-18.5%Pb
7.8
3.2
6.6

Fundido
73.5%Cu-26%Pb
6.4
5
4.5

Plomo
El plomo es un metal de color gris azulado que se obtiene de un mineral llamado galena. Funde a 327:C y tiene un peso especifico de 11.3 a 11.9, su conductividad eléctrica es de 4.83 Ohm/mm2 y su conductividad térmica de 30 kcal/h m:C

Tiene gran utilidad en la industria gracias a su resistencia a los ácidos, amoniacos y muchos otros productos químicos.

El plomo es un metal muy blando que no admite tratamientos térmicos debido a que tiene la propiedad de recristalizar a temperatura ambiente anulando los efectos del tratamiento.

El plomo puede estirarse, fundirse en coquilla y en arena, laminarse y soldarse mediante aportación de plomo con la misma composición o incluso fundiendo los mismos bordes de las piezas a unir.

Las características del plomo son las siguientes:

Resistencia a la tracción: 2 kg/mm2
Alargamiento: 50%
Estricción: 100%
Módulo de elasticidad: 1500:1700 kg/mm2
Resistencia a la compresión: 5 kg/mm2

Las principales aleaciones del plomo son las siguientes:

Plomo antimonioso.- El plomo aleado con antimonio aumenta su dureza, es por ello que se le llama plomo duro. El antimonio afina el grano, lo que produce el aumento de dureza y el consiguiente aumento de la resistencia a la tracción y a la fatiga. El inconveniente es que no pueden obtenerse piezas fundidas con plomo antimonioso.

La resistencia a la traccisn se situa en los 7 kg/mm2 para contenidos de 3.5% de antimonio, en 5,3 kg/mm2 para contenidos del 9% y en 16 kg/mm2 para contenidos del 13%.

Plomo de cobre.- El cobre origina un grado muy fino a la aleacisn incluso en pequeñas proporciones, aumentando la resistencia a la tracción, la dureza y especialmente la resistencia a la fatiga. También aumenta la resistencia química al acido sulfurico.

Metal antifricción.- Es una aleacisn de plomo, estaño, antimonio y cobre, que debido a su fácil fusión, resistencia a la compresión y al desgaste y su buena conductividad térmica, se utiliza para fabricar cojinetes.


Níquel
El níquel es un metal de color plateado cuyo peso específico es 8,85 , su temperatura de fusión 1450:C, su conductividad eléctrica 8,5 Ohm/mm2 y su conductividad térmica 51 kcal/h m:C. Su módulo de elasticidad esta entre 20000 y 22000 kg/mm2

Debido a su alta resistencia a la corrosión y a las altas temperaturas, se emplea mucho en la industria química. Puede fundirse en moldes de arena y en coquillas, forjarse en frío o en caliente, laminarse, estirarse, mecanizarse, etc. Es muy difícil de soldar, lo que puede conseguirse solo por medio de soldadura eléctrica o autógena.

Se endurece debido a tratamientos mecánicos especialmente si se efectúan en frío, pero no admite tratamientos térmicos.

Características Mecánicas del Niquel
Estado
Resistencia a la tracción

kg/mm2
Alargamiento

%

Normal
49
26

Duro
100
2


Entre las aleaciones de níquel destacan las siguientes:

Metal Monel.- Son aleaciones compuestas de 67% a 70% de níquel y el resto de cobre con pequeños contenidos de otros elementos. Funde entre 1300:C y 1350:C , su peso específico es 8,8 y su módulo de elasticidad es 16200 kg/mm2.
Debido a su alta resistencia a la corrosión y al calor es muy utilizado en la industria química. Se puede fundir, forjar, laminar, estirar, etc.

Caracter ísticas Mecánicas del Metal Monel

Estado
Resistencia a la tracción

kg/mm2
Alargamiento

%

Fundido
50
30

Laminado
60
-

Alpaca.- Son aleaciones que contienen entre un 60% y un 65% de cobre, entre un 18% y un 23% de zinc y el resto de níquel. Funde entre 950ºC y 1180ºC, su peso especifico es de 8,5 y su módulo de elasticidad es 11000 kg/mm2.
Puede fundirse en coquilla o en arena, forjarse, laminarse en frío o en caliente, mecanizarse y soldarse con varilla de alpaca o latón.





Características Mecánicas de la Alpaca

Estado
Resistencia a la tracción

kg/mm2
Alargamiento

%

Laminado
60-70
2-6

Recocido
35-45
20-40