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CAPITULO 5

ALEACIONES DE MAGNESIO Y

BERILIOALEACIONES SUPERLIGERAS

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ALEACIONES DE MAGNESIO1. GENERALIDADES

Es el mas ligero de los metales; por lo que sus principalesaplicaciones estn en la industria aeronutica, fabricacin deherramientas porttiles de operacin manual, en partesreciprocantes de la industrial textil e imprenta, en la fabricacin deaccesorios deportivos.

Sus propiedades son atractivas desde el punto de vista industrial,pero no van unidas a las cualidades tan amplias como las delaluminio a pesar de ser mas ligero que el aluminio (0,! el peso delaluminio". El magnesio # sus aleaciones tiene dos problemasbsicos de aplicacin$

%" El tener una red hexagonal compacta, impide casi totalmente ladeformacin en fr&o.

'" a ausencia de autoproteccin, debido a la pel&cula de xido demagnesio, la cual tiene poca resistencia a la corrosin enambientes h)medos.

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2. PROPIEDADES FISICAS Y CARACTERISTISTICAS DEL

MAGNESIOPROPIEDAD Y/O CARACTERISTICA MAGNITUD

*)mero atmico %'+asa atmica ',-! grmol

/ipo de celda unidad 12

1onstante de red a '0 31 a40.5'05 nm, c40,6% nm

7adio atmico 0.'%- nm

8ensidad %,-! gcm5

2unto de fusin 60 31

2unto de ebullicin a %atmsfera %0- 31

1alor latente de fusin !,6 calmol 9 g

1alor espec&fico a la temperatura de 0 a %00 31 0,'! cal g 311oeficiente de dilatacin paralelo al e:e del hexa. '-,% x %09mm319%

perpendicular e:e de hexa. '!,5 x %09mm319%

1onductividad elctrica a %< 31 !.6! x %09=p perp. al e:e5.-- x %09=p parl. >l e:e

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2.1. PROPIEDADES MECANICAS DEL MAGNESIO

? a anisotrop&a del material es mu# importante en este material

dado que origina la direccionalidad en algunas propiedades,tales como$ el coeficiente de dilatacin, conductividad elctricacon mas de un valor para cada una de ellas.

? Es un material con pocos planos de desli@amiento, por el tipode red que tiene, lo cual origina un comportamiento mecnicoespecial, sobre todo cuando traba:a en fr&o.

? as principales propiedades mecnicas # en el caso msfavorable, tienen valores como$

+dulo de elasticidad !!,% A2a (!600 Bgmm'"&mite elstico (mtodo offset" %%-.- +2a (%' Bgmm'"

7esistencia mxima %.' +2a ('0 Bgmm'"

8eformacin %' C %6 D

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? a acritud no se logra eliminar con un tratamiento trmico derestauracin o recristali@acin, la alteracin por deformacin

plstica en fr&o es definitiva.? Su resistencia mecnica en caliente es pequea, su mdulo

de elasticidad a la traccin, decrece linealmente entre latemperatura ambiente a los 500 31.

?> ba:as temperaturas aumenta su resistencia a la traccin.

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2.2. PROPIEDADES QUIMICAS DEL MAGNESIO.

? 7esultan dominadas por la gran reactividad del metal mu# prximas

a la de los metales alcalinotrreos.? 2osee un calor de oxidacin mu# grande, la magnesia no lo protege

contra la oxidacin. En cambio si resiste en medios alcalinos.? Se lo usa como nodo de sacrificio en la proteccin contra la

corrosin (usado en embarcaciones # plataformas marinas".? Se lo usa en la pirotecnia. 1uando se lo enciende alcan@a

temperaturas cercanas a la de fusin. a combustin del magnesioproduce xido de magnesio acompaado de un deslumbrantefogona@o, sobre el %0D de la energ&a de combustin se desprendeen forma de lu@ una caracter&stica llama blanca mu# luminosa,emitidos por los fuegos artificiales.

? '+g(s" F G'(g" ' +gG(s" 8f 4 90%,

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>2J1>1JK* 8E 2GLG 8E +>A*ESJG E* HMEAGS >7/JIJ1J>ES

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3. ALEACIONES DE MAGNESIO

? a ra@n para alear el magnesio es modificar sus propiedades,este metal forma solucin slida con el aluminio # el cadmio #

menor porcenta:es con el 1e, +n, Nn, *i, 1o.

3.1. INFLUENCIA DE LOS ELEMENTOS DE ALEACION.

a) ALUMINIO$ >umenta su resistencia a la traccin.b) CADMIO$ +e:ora su resistencia mecnica # ductilidad.

c) MANGANESO$ +e:ora su resistencia a corrosin # me:ora susoldabilidad.

) !INC$ Iavorece el traba:o por for:a.") SILICIO$ 1on %,!D me:ora el comportamiento en el moldeo.

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#) !IRCONIO$ >fina el grano, al mismo tiempo me:ora las

condiciones de transformacin # propiedades de utili@acin delmagnesio, pero es incompatible con otros elementos dealeacin como el aluminio # silicio.

$) %IERRO& Jndeseable con respecto a la corrosin acuosa.

') NIQUEL& Jgualmente per:udicial con respecto a la corrosin.

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8J>A7>+> 8E EOMJJP7JG 8E +g 9 >l

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3.2 TIPOS DE ALECIONES DE MAGNESIO

>. >E>1JG*ES J*8MS/7J>ES 2>7> +G8EG.%. 1G>8> E* >7E*>.

'. 1G>8> E* 1GOMJ>.

TIPO DE ALEACION RESISTENCIA MECANICAMPa ( $/**2)

+g C >l

(- C %'D >l"

%!- C %l C 'D Nn "

%6- C % (% C '0"%< C '0 (%- C '%"


+g C >l 9 Nn(l C 0,6D Nn "

%'- C %6- (%5 C %" en bruto%

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5. >E>1JG*ES 8E 7ESJS/E*1J> +E1>*1> EEL>8> (/emp. >mbte"

!. >E>1JG*ES 8E 7ESJS/E*1J> +E1>*1> E* 1>JE*/E


1olada en arena+g C Nn 9 Nr( D Nn , 0,- D Nr"

'66 C 5%! (' C 5'" tratada trmicamente


1on /orio

(%.

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P. >E>1JG*ES J*8MS/7J>ES 2>7> IG7H>%. 2>7> >+J*>1JG*

'. 2>7> EQ/7MSJG* R IG7H>

TIPO DE ALEACION RESISTENCIA MECANICA

MPa ( $/**2)+g C >l 9 Nn(5D >l C %D Nn"

''6 C '-6 ('5 C '

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1. >E>1JG*ES 2>7> MSGS ES2E1J>ES.

2or su potencial de disolucin (mas activo que el Nn", se usa comoelemento de polari@acin, para evitar la corrosin de unionescomple:as.Se usa en aplicaciones nucleares, debido a su buenapermeabilidad a los neutrones entre las cuales tenemos$+g, con pequeas adiciones de 1a, Pe # >l, a la que se llama

+>A*GQ.+g, con 0,5 C 0,D de Nr (eventualmente con Nn R Pe", siendo

esta la mas usada,

2ara aplicaciones especiales la aleacin +g9i, debido a su

densidad mu# ba:a (%,56 gcm5

" # satisfactoria resistenciamecnica # a una elevada capacidad de deformacin atemperatura ambiente, aporta buenas posibilidades de aplicacin.

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? +E/> EE1/7G* (>lemania"$ Se les llama as& a todas lasaleaciones de +g, usadas fundamentalmente para for:a (+g9>l",son tratadas trmicamente, tambin se los usa para moldear, enMS> se les +etal 8o # +agnuminiun en Irancia.

a de uso mas com)n tiene$ %0D >l, 'D Nn, 0,6 D +n.

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3,3 TRATAMIENTOS TERMICOS

? as aleaciones de +g, pueden ser sometidas al tratamientotrmico de enve:ecimiento, con el siguiente procedimiento$

a" 8isolucin$ a !'0 31 durante '! horas.

b" /emple$ en agua fr&a.

c" 2recipitacin $ artificial a %60 C '00 31, durante %' horas.

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+. CRACTERISTICAS MAS IMPORTANTES.

a" Puena resistencia a la corrosin a temperatura ambiente, pero enatmsferas marinas (cidos # sales" se deteriora con facilidad.

b" Se le puede recubrir con dicromato de sodio para que lo prote:acontra la corrosin.

c" Gtro mtodo de proteccin es mediante el anodi@ado.

d" a manera mas fcil de deformar el magnesio # sus aleaciones es

mediante el prensado,e" Se puede for:ar por prensa entre ''6 a 500 31,

f" 2ara facilidad de traba:o se le agrega 1o (grano fino".

g" Se puede deformar en fr&o, con cierta tcnica (a velocidad lenta"cambiando continuamente de direccin.

h" Son metales de corte libre (arro:a viruta" ha# que traba:arlos conaceros rpidos o con metales duros.

i" El aluminio se agrega del 5 al %0D, si se aumenta la cantidad dealuminio, ba:a el punto de fusin.

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5. APLICACIONES

a" E* >M/G+GLJJS+G$ En pie@as moldeadas de la ca:a delcigTeal, tambores # @apatas de frenos de autos de carrera,aros de llantas, :uegos de balancines de las vlvulas,tanques de aceite, en la estructura del timn, mani:as de laspuertas, tuber&as de transferencia de aceite, admisin deaire, unidades de bombeo, compresores de aire.

b" >LJ>1JG*$ En pie@as for:adas, coladas, extruidas, en formade planchas, hlices, todo tipo de tapas, aros de trenes deaterri@a:e, estructuras de puertas, tuber&as, su:etadores #soportes.

c" J*8MS/7J>ES$ 1ascos ligeros de motores elctricos,monoblocB de compresores, unidades de soldar, partesreciprocantes de mquinas, instrumentos cient&ficos.

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. NOMENCLATURA DE LAS ALEACIONES DE MAGNESIO

? Mn sistema com)nmente usado para identificar las aleaciones de

magnesio, la designacin est compuesto por dos letras, dos otres d&gitos. as letras designan los elementos de ma#or aleacin(arreglado en D decrecientes, o en orden alfabtico si loselementos estn en iguales proporciones" seguido por surespectivo d&gitos porcentuales de estos elementos. El D es

redondeado al n)mero entero mas prximo. Mna letra sufi:oseguida a los d&gitos del porcenta:e, denotan la )ltima revisin dela aleacin.

?>lgunas de las letras usadas para designar varios elementosaleantes son$

LETRA ELEMENTO LETRA ELEMENTO

> >luminio E /ierra rara

/orio U Nirconio

+ +anganeso N Ninc

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? El sistema de designacin del tratamiento trmico # estado deendurecimiento de la aleacin luego del guion es como sigue$>1 $ Seg)n como se fundi.I $ Seg)n como se fabric.

G $ 7ecocidaV $ /ratada por solucin9 /ratamiento inestable./$ tratada para producir estabilidad otro diferente de C G./'$ 7ecocida (producto fundido solamente"/5$ /ratada por solucin # luego traba:o en fr&o./!$ /ratada por solucin.

/6$ Solamente enve:ecida artificialmente./$ /ratada por solucin # luego enve:ecimiento artificial./-$ /ratada por solucin # estabili@ada artificialmente./

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? E:emplo$ a designacin de la aleacin >N ' >, indica$> $ indica que es el principal aleante que califica a la aleacin.

N $ es el segundo aleante de aleacin. $ indica D de >l (aleante principal".' $ Jndica 'D de Nn (aleante secundario"Sufi:o > $ indica que es la primera aleacin calificada de este tipo.

Mna excepcin para el uso de la letra del sufi:o ZQ[ denota que la

impure@as contenidas estn controladas a un limite ba:o.

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/>P> 8E 27G2JE8>8ES 8E >S >E>1JG*ES /J2J1>S 8E +>A*ESJG

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>2J1>1JG*ES 8E >AM*>S >E>1JG*ES 8E +>A*ESJG

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>2J1>1JK* 8E > >E>1JK* 8E +>A*ESJG E* >7GS 8E >*/>S 8E>M/G+KLJES R /7E*ES 8E >/E77JN>HE 8E >E7G*>LES.

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>2J1>1JG*ES 8E >E>1JG*ES JAE7>S R M/7>JAE7>S E* >E7G*>LES

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>2J1>1JG*ES 8E >E>1JG*ES JAE7>S R M/7>JAE7>S E* M* +G/G7 8E>M/G+GLJ

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>E>1JG* 8E +>A*ESJG E* EOMJ2G IG/GA7>IJ1G R /G2GA7>IJ1G

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2E7IJES 8E +>A*ESJG M/JJN>8GS E* >7OMJ/E1/M7>

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1>71>S>S R 1MPJE7/>S 2>7> E77>+JE*/>S

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>7/J1MGS G7/G2E8J1GS 8E >E>1JG* 8E +>A*ESJG

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+>A*ESJG M/JJN>8G 1G+G >*G8G 8E S>17JIJ1JG 2>7> 27G/E11JK* 1G*/7> > 1G77GSJG* E*E+P>71>1JG*ES

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-. EL BERILIO? -.1. GENERALIDADES.

Es un metal ligero, luego del magnesio, el cual tiene una densidadde %.

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? /iene una estructura 12 # ductilidad limitada a condicionesnormales de temperatura ambiente.

? 1uando se expone a temperatura elevada se oxida rpidamenteformando oxido de berilio; por lo que requiere tcnicas comple:as

de manufactura, como for:a # fundicin al vac&o.? El oxido de berilio para algunas personas es cancer&geno por loque su manipulacin necesita cuidado # equipos especiales alprocesar este metal.

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-.2. PROPIEDADES FISICAS Y CARACTERISTISTICAS DEL

BERILIOPROPIEDAD Y/O CARACTERISTICA MAGNITUD

*)mero atmico !+asa atmica ,0%'' grmol

/ipo de celda unidad 12

1onstante de red a '0 31 a40.''

8ensidad %,

2unto de fusin %'

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-.3. APLICACIONES DEL BERILO

? +oderador de neutrones en reactores nucleares.? 2or su rigide@, ligere@a # estabilidad dimensional, se emplea en la

construccin de diversos dispositivos e instrumentos denavegacin # control aeronutico, como girscopos, alt&metros,equipo informtico, muelles de relo:er&a e instrumental diverso.

? Iabricacin de teeters (altavoces".? En 1ircuitos integrados.? En el diagnstico de ra#os Q, se usan delgadas laminas de berilio,

para filtrar radiacin visible, as& como en litograf&as de ra#os Q,

para la reproduccin de circuitos integrados.? Elemento de aleacin , en aleaciones de cobre C berilio.

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>2J1>1JG*8E >E>1JK* 8E PE7JJG AJ7GS1G2G # >/J+E/7G

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>2J1>1JG*ES 8E PE7JG E* 1J71MJ/GS J*/EA7>8GS

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>2J1>1JG*ES 8E PE7JG E* 8J>A*KS/J1G 8E 7>RGS Q

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>2J1>1JG*ES 8E PE7JG E* 7E>1/G7ES *M1E>7ES

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