Aleaciones no ferreas utilizadas en el automóvil

ALEACIONES EN EL AUTOMÓVIL

DEFINICIONES:

Se conoce como aleación, a la adición de elementos, tanto metálicos como no metálicos, a un metal base con el fin de mejorar sus propiedades en el aspecto deseado.

Ø  Aleación de titanio: Tiene alta resistencia a la corrosión, ligero y gran resistencia mecánica, pero es mucho más costoso que el acero.

Ø  Aleación de cromo: El acero inoxidable es aquel que contiene más de un 12% en cromo, aunque las propiedades antioxidantes del cromo empiezan a notarse a partir del 5% de concentración.

Ø  Aleación de magnesio: Alta resistencia mecánica, alta resistencia a la corrosión, especialmente al agua del mar y muy buena soldabilidad. El metal se adiciona para eliminar el azufre del acero y el hierro.

Ø  Aleación de magnesio silicio: Buena resistencia mecánica, alta resistencia a la corrosión, buena maquinabilidad y buena soldabilidad.

Ø  Aleación de níquel-latón: Se logra mezclando níquel y latón (75% cobre 25% zinc). El resultado de esta mezcla es un metal duro e inoxidable, el color de este metal es similar al del latón ya que es de un color dorado un poco más claro que el del metal anteriormente mencionado.

Ø  Aleación de Cuproníquel-cinc: La graduación de Cobre generalmente es del 62% o del 70%, la del Níquel varía del 8% al 20%, y finalmente la del Zinc que suele alternarse entre el 17% o 20%.

Ø  Aleación de cobre: Alta resistencia mecánica, alta resistencia a la corrosión y buena maleabilidad.

Ø  Aleación de aluminio puro: Alta resistencia a la corrosión, no toxico, excelente acabado, excelente maleabilidad, alta conductividad eléctrica y térmica, y excelente reflectividad.

Ø  Aleación de manganeso: Alta resistencia mecánica, alta resistencia a la corrosión y buena maleabilidad.

Ø  Aleación de silicio: Alta resistencia al calor.

Ø  Aleación de cinc: Alta resistencia mecánica y buena maquinabilidad.

Metales no férricos:

-         Pesados: Cobre y bronce, plomo, estaño, cinc, níquel, cromo, mercurio, volframio.

-         Ligeros: Aluminio y titanio.

-         Ultraligeros: Magnesio.

Introducción

En el presente trabajo se da a conocer las aleaciones más conocidas en la actualidad así como también, sus aplicaciones en el área automotriz.

Las aleaciones ferrosas tienen al hierro como su principal metal de aleación, mientras que las aleaciones no ferrosas tienen un metal distinto del hierro, el aluminio.

Las aleaciones de aluminio son las más importantes entre las no ferrosas principalmente por su ligereza, endurecimiento por deformación, resistencia a la corrosión y su precio relativamente bajo.

El cobre no aleado se usa en abundancia por su conductividad eléctrica, resistencia a la corrosión, buen procesado y costo relativamente bajo, el cobre se alea con el cinc para formar unas serie de latones que tienen mayor resistencia que el cobre sin alear. Los aceros inoxidables son las aleaciones ferrosas más importantes a causa de su alta resistencia a la corrosión en medios oxidantes, para ser un acero inoxidable debe contener al menos 12% de cromo.

Las aleaciones de metales no ferrosas son más utilizadas debido a su alta resistencia a la oxidación y las férreas se utilizan por su resistencia a soportar grandes pesos.

Casi todos los tratamientos térmicos de un acero tienen como fin originar una mezcla ferrita y de cementita.

Existen tratamientos térmicos simples y son:

·         Recocido intermedio

·         Recocido normalizado

·         Esferoidización

Los tratamientos térmicos isotérmicos son:

·         Revenido en la fase austenítica y recocido isotérmico

·         Efecto del carbono sobre el diagrama TTT:

“Es importante mencionar que el diagrama TTT describe la transformación austenita-perlita a una temperatura constante.”

·         Interrupción de la transformación isotérmica: Al interrumpir el tratamiento térmico isotérmico se crean microestructuras complicadas como: alguna que tendrá perlita, ferrita, bainita y martensita.

Tratamientos térmicos de templado y revenido.

·         Austenita retenida

·         Esfuerzos residuales y agrietamientos

·         Rapidez de templado

Efectos de los elementos de aleación.

·         Templabilidad

“El diagrama TEC describe como se transforma la austenita durante el enfriamiento.”

Aceros especiales.

·         Aceros para herramientas:

·         Aceros de fase dual

Tratamientos de superficies.

·         Calentamiento selectivo de la superficie

·         Carburizado y nitruración: Soldabilidad del acero

Aceros inoxidables

-        Aceros inoxidables ferríticos: Tienen buena resistencia mecánica, tienen estructura CC, ductilidad moderada, son resistentes a la corrosión, conformabilidad aceptable.

-        Aceros inoxidables Martensíticos: Bajas en cromo, esto permite que varíe el nivel de carbono, lo que produce martensita con diferentes durezas. Al combinar dureza, resistencia mecánica y resistencia a la corrosión, genera un material de muy alta calidad.

-        Aceros inoxidables austeníticos: La austenita tiene como estabilizador al níquel, este hace que crezca el tamaño del campo de austenita y casi elimina la ferrita, prácticamente todo es de austenita. Tienen buena ductilidad, conformabilidad y resistencia a la corrosión. No son ferromagnéticos.

-        Aceros inoxidables endurecidos por precipitación (PH): Por el calentado y templado se obtienen buenas propiedades mecánicas con bajos contenidos de carbono. Le deben sus propiedades al endurecimiento por solución sólida, por envejecimiento, etc.

-        Aceros inoxidables dúplex: En su estructura tiene mezclas de fases, se obtienen con un control justo de la composición y el tratamiento térmico con la mitad de ferrita y austenita. Sus propiedades son: resistencia a la corrosión, conformabilidad y soldabilidad.

Transformaciones de fase en los hierros fundidos

o        Fundición gris

o        Fundición blanca

o        Fundición maleable

o        Fundición dúctil o esferoidal

o        Fundición de grafito compacto

Si se produce un hierro fundido utilizando solo aleaciones H-C esta reacción produce hierro fundido blanco.

Cuando ocurre la reacción eutética estable L y + Grafito A 1146°C se forma la fundición gris, la dúctil o de grafito.

Aleaciones ferrosas

ALEACIONES DE ACEROS- CROMO- NÍQUEL

AUTOMOTRIZ

Descripción: se utiliza en bujes de baleros para cremalleras, cajas de velocidades, etc.

Propiedades: es un acero no muy duro, es elástico, inoxidable y tiene un 8% de níquel y un 18% de cromo y una resistencia a altas temperaturas

ALEACIONES DE ACEROS AL CROMO

AUTOMOTRIZ

Descripción: se utiliza en cigüeñales en engranajes como también

Propiedades: contienen de un 10 a un 20% de cromo confiere una considerable dureza y una mayor resistencia a la corrosión.

ALEACIÓN DE ACERO-NÍQUEL

AUTOMOTRIZ

Descripción: se utiliza en la fabricación de bujías para motores gasolina.

Propiedades: contiene de un 5 a un 15% de níquel, son sumamente elásticos y resistentes a los agentes atmosféricos.

ALEACIONES NO FERROSAS

DURALUMINIO

AUTOMOTRIZ

Descripción: se utiliza en la fabricación de amortiguadores

Propiedades: son un conjunto de aleaciones de forja de aluminio, cobre (0,45%-1,5%) y magnesio (0,45%-1,5%) así como manganeso (0,6%-0,8%) y silicio (0,5%-0,8%) como elementos secundarios.

LATON

AUTOMOTRIZ

Descripción: se utiliza en la fabricación de electroválvulas

Propiedades: son aleaciones de cobre y zinc con porcentajes de éste último entre el 3 y el 45%. Ocasionalmente se añaden pequeñas cantidades de otros elementos (Al Sn, Pb o As) para potenciar alguna de las características de la aleación.

CARBURO DE TITANIO

AUTOMOTRIZ

Descripción: se utiliza para la fabricación de engranajes, ejes y piñones.

Propiedades: (Ti C), es un sólido cristalino, negro, brillante, muy duro que conduce la corriente eléctrica y es estable frente a los ácidos.

Aportaciones de los elementos aleantes

Los principales elementos aleantes del aluminio son los siguientes y se enumeran las ventajas que proporcionan.

Ø  Cromo (Cr) Aumenta la resistencia mecánica cuando está combinado con otros elementos Cu, Mn, Mg.

Ø  Cobre (Cu) Incrementa las propiedades mecánicas pero reduce la resistencia a la corrosión.

Ø  Hierro (Fe). Aumenta la resistencia mecánica.

Ø  Magnesio (Mg) Tiene una gran resistencia tras el conformado en frío.

Ø  Manganeso (Mn) Incrementa las propiedades mecánicas y reduce la calidad de embutición.

Ø  Silicio (Si) Combinado con magnesio (Mg), tiene mayor resistencia mecánica.

Ø  Titanio (Ti) Aumenta la resistencia mecánica.

Ø  Zinc (Zn) Reduce la resistencia a la corrosión.

Ø  Escandio (Sc) Mejora la soldadura.