NIQUEL - OTROS

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NIQUEL

Es un metal blanco, brillante, duro ,tenaz, muy maleable y dúctil. Su densidad es de 8.9 kg/cm3, funde a 1450°C, es muy resistente al desgaste, e inalterable en aire húmedo, agua de mar y compuestos químicos. Puro se emplea para fabricar instrumentos quirúrgicos y de laboratorio, para baterías,  recubrimientos protectores y de  excelente acabado. Se usa especialmente como elemento de aleación de los aceros inoxidables y bronce de níquel (alpacas) y en aleaciones para resistencias eléctricas. Como elemento principal forma aleaciones importantes como los metales Monel de gran resistencia ala corroción Permalloi de gran permeabilidad magnética e imbar de bajo coeficiente de dilatación.

TITANIO

Aleaciones de titanio
Aleaciones alfa
Aleaciones beta
Aleaciones alfa-beta

El titanio tiene una densidad de aproximadamente 4.4g/cc; las estructuras de aleación al titanio tienen una alta relación resitencia-peso y son particularmente útiles para piezas de avión. El titanio tiene excelente resistencia a la corrosión hasta 540°C. Aunque el titanio es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre, es relativamente costoso obtenerlo de sus minerales.

El titanio tiene gran afinidad con los gases hidrogeno, nitrógeno y oxígeno, los cuales forman soluciones sólidas intersticiales de gran resistencia. Cuando la cantidad de estos gases absorbidos excede los limites especificados, ocurre la fragilidad del titanio, reduciendo la resistencia al impacto.
El titanio tiene una estructura cristalina hexagonal compacta, llamada alfa, a temperatura ambiente, estructura que se transforma a beta, cubica centrada en el cuerpo a 882 ºC.

El titanio comercialmente puro tiene poca resistencia a la tracción, buena resistencia a la corrosión y es menos costoso que sus aleaciones. Se aplica en tubería para procesos químicos, válvulas y tanques, paredes cortafuegos para avión, tubos de escape y cubiertas para compresor. volver


ALEACIONES DE TITANIO


El agregar elementos de aleación al titanio, cambia la temperatura de transformación de alfa a beta. Es práctica común referirse a los elementos de aleación como estabilizadores de alfa o beta. Un estabilizador alfa significa que al agregarse el soluto o elemento aleante, la temperatura de transformación alfa a beta es elevada; asimismo, un estabilizador beta disminuye la temperatura de transformación. El aluminio es un estabilizador alfa. El cromo, el molibdeno, el vanadio, el magnesio y el hierro son importantes estabilizadores beta. Los sistemas de aleación Ti-Mo y Ti-V muestran completa solubilidad sólida, formando la solución sólida beta sobre todo el intervalo. El campo de fase alfa es severamente restringido, con su máxima extensión de 1.8 % de Mo y 3.5 % de V. Las relativas cantidades de estabilizadores alfa y beta en una aleación, además del tratamiento térmico, determinan si su microestructura es predominantemente alfa unifásica, una mezcla de alfa y beta, o la fase única beta sobre el intervalo útil de la temperatura.

Las propiedades están relacionadas directamente con la microestructura. Las aleaciones de fase única son soldables con buena ductilidad, algunas de dos fases son soldables también, pero sus partes soldadas resultan menos dúctiles. Las aleaciones bifásicas alfa-beta son más fuertes que las unifásicas alfa, principalmente por que la beta BCC es más fuerte que la alfa HCP. Lo más importante es que las aleaciones bifásicas pueden fortalecerse mediante tratamiento térmico, porque la microestructura puede manipularse si se controla el calentamiento, el templado y los ciclos de envejecimiento.

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ALEACIONES ALFA:

La mayoría de las aleaciones alfa contienen algunos elementos de aleación y de estabilización beta. Las composiciones de estas aleaciones están caracterizadas por el alto contenido de aluminio, de manera que las aleaciones son esencialmente alfa unifásicas. Las aleaciones alfa tienen dos atributos principales: la capacidad de soldado y la retención de resistencia a altas temperaturas. La primera resulta de la microestructura unifásica, en tanto que la segunda es causada por la presencia del aluminio. Los elementos de aleación en solución fortalecen las aleaciones de fase alfa y el aluminio es el fortalecedor más efectivo de las aleaciones alfa. Muy importante es que su efecto perdura a altas temperaturas. El trabajo en caliente de las aleaciones alfa con del 6 % de aluminio es difícil. La capacidad de trabajo en caliente de la fase alfa con alto contenido de aluminio mejora cuando se agregan elementos de aleación y estabilizadores beta, en cantidades suficientemente pequeñas, de manera que la fase beta está presente en pequeñas cantidades en la microestructura recocida. Entre algunas de las aplicaciones de la aleación Ti-5 Al-2,5 Sn se incluyen ensambles de tubos de escape para avión y otros componentes formados de lámina que operan hasta temperaturas de 900 ºF y tanques para combustible de proyectiles y partes estructurales que operan por pocos períodos a temperaturas hasta de 1100 ºF. Volver


ALEACIONES BETA:


Las aleaciones beta pueden reforzarse mediante tratamiento térmico, el envejecimiento a elevada temperatura después del tratamiento de solucion precipita finas particulas de alfa y compuesto TiCr2. La microestructura después del envejecimiento 48 horas a 900 ºF muestra oscuras partículas de alfa precipitada en granos beta. La resistencia hasta de 215000 psi con 5% de elongación son posibles después del tratamiento térmico. Las aleaciones beta se han utilizado para sujetadores de alta resistencia y para componentes aeroespaciales que requieren altas resistencias a temperaturas moderadas. Volver


ALEACIONES ALFA-BETA:

Estas aleaciones contienen suficientes elementos de estabilización beta para provocar que la fase beta persista hasta la temperatura ambiente, y son más fuertes que las aleaciones alfa. La fase beta, fortalecida por las adiciones de aleación beta en solución, es más fuerte que la alfa. Si esta última en las aleaciones alfa-beta es fortalecida por aluminio, la aleación alfa-beta sería todavia más fuerte, especialmente a altas temperaturas. Las aleaciones alfa-beta pueden fortalecerse posteriormente por medio de tratamiento térmico. Esencialmente, esto se lleva a cabo templando desde una temperatura en el campo alfa-beta, seguida por un envejecimiento a temperatura moderadamente elevada. En contraste con el procedimiento usual de endurecimiento por envejecido, en la primera etapa no se forma una solución solida homogénea beta. Si se formara una estructura de solo beta el tamaño del grano beta sería demasiado grande, y la formación subsecuente de alfa sería principalmente en los límites del grano beta. Estos factores reducen la ductilidad de la aleación envejecida. El temple detiene la transformación de la fase beta existente a alta temperatura, lo que ocurriria con un enfriamiento lento. El envejecido a elevada temperatura da lugar a la precipitacion de finas partículas de alfa en los volúmenes que fueron granos beta antes de templar. Esta estructura fina es más fuerte que la gruesa estructura reconocida alfa-beta. En algunos casos las estructuras templadas de aleacion al titanio pueden ser de una forma inestable de alfa, designadas alfa prima y llamadas MARTENSITA DE TITANIO. Esta designación se tomó originalmente de la metalúrgia del acero, en la que la martensita es una estructura metaestable formada por una transformación de fase sin difusión cuando el acero se templa desde una alta temperatura; sin embargo, en la terminología moderna, la martensita es una palabra para designar cualquier estructura metálica en forma de agujas formada por un cambio sin difusión, generalmente de enfriamiento rápido. La resistencia de las aleaciones alfa-beta pueden incrementarse un 35% por tratamiento térmico, comparada con las propiedades del metal recocido. Entre las aplicaciones típicas de la aleación Ti-6Al-4V se incluyen discos y aletas de hélice de compresor de turbina de gas para avión; accesorios forjados para estructuras de avión, y piezas de láminas metálicas para estructuras de avión. La aleacion Ti-8Mn se ha utilizado para forros y piezas estructurales primarias de avión sujetas a temperaturas en el intervalo de 200 a 600 ºF.

 

ALEACIONES ANTIFRICCION

Son aleaciones ternarias de plomo, antimonio y estaño en las que se aprovecha el bajo coeficiente de fricción del plomo,si es con base plomo es: 75%Pb, 10%Sb, 10%Sn.

De acuerdo a su composición se pueden clasificar de la siguiente manera:

Aleaciones antifricción amarillas o rojas para cojinetes.

Contienen casi siempre 80% y hasta 90% de cobre y además hasta 10-20% de estaño y a menudo zinc hasta un 5%. Estos materiales deben clasificarse entre los bronces como se desprende de su composición, su textura está formada por cristales duros y uniformes. Estas aleaciones poseen gran capacidad para soportar altos esfuerzos a compresión.

Aleaciones antifricción blancas.

Se distinguen esencialmente de las anteriores en que su textura está formada por una masa fundamental blanda, en el cual se encuentran incrustado cristales duros. Los ejes no necesitan estar ajustados con tanta exactitud como los cojinetes de aleación amarilla, pues la masa fundamental blanda se desgasta con la marcha de modo que los cristales duros dispuestos por grupos son los que al fin y al cabo sostienen al eje. Si la presión del cojinete es mayor, los cristales duros se aplastan y la superficie de apoyo se aumenta, con lo que la presión unitaria se hace menor. Además de su bajo punto de fusión tiene la ventaja de que en caso de calentarse el cojinete no hay desgaste sino que el metal se funde.

Aleaciones antifricción a base de Plomo y Estaño.

Metal BABBIT es un término genérico para designar aleaciones suaves con base de estaño y plomo, que se funden como superficies de cojinete o apoyo en tapas o respaldos de acero, bronce o hierro fundido. 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).

Aleaciones antifricción a base de aluminio.

Se utilizan para soportar cargas muy pesadas, pero no han sustituido al Babbit en equipo que trabaja con carga constante unidireccional. Los dos primeros tipos de aleación (Estaño, Níquel) pueden usarse como cojinetes fundidos integrales (chumaceras) o con respaldo de acero, el tercer tipo (Cobre) se usa con respaldo de acero como soporte.

Aleaciones antifricción a base de zinc.

Han sido muy empleadas como aleaciones para cojinetes, en particular como metales substitutivos durante la guerra; en general son aleaciones duras, es decir, más bien parecidas a las amarillas, pero en calidad son inferiores a estas.

Aleaciones antifricción a base de cadmio.

Son de Cadmio - Níquel (con contenido de alrededor de 1.5% de níquel y de 0.4 a 0.75% de cobre) y de cadmio - plata (con contenido de 0.5 a 2% de plata). Estas aleaciones no tienen tanta conformabilidad como las aleaciones de metal blanco y son más duras que el Babbit. Aunque poseen mayor resistencia a la fatiga (en particular a temperaturas elevadas), que el Babbit, son más susceptibles a la corrosión en lubricante ácidos.

Aleaciones antifricción a base de plata.

Los cojinetes con plata han tenido mucho éxito en aplicaciones de trabajo pesado en motores grandes de avión y diesel. Para motores de pistones, los cojinetes con plata normalmente consisten en lata electrodepositiva sobre un respaldo de acero y con un recubrimiento

de plomo de 0.001 a 0.005%. Se utiliza una capa muy delgada de indio encima del recubrimiento del plomo, para aumentar la resistencia a la corrosión del material.

Aleaciones antifricción a base de cobre.

Tienen una amplia gama de propiedades y se presentan para muchas aplicaciones. Si se utilizan por sí solas o en combinación con el acero, Babbit o grafito, los bronces y los cobre - plomos se funden sobre tiras de acero para respaldo en capas muy delgadas (0.02 plg.) para constituir la superficie del cojinete.

Cojinetes de metales porosos.

Se emplean en aquellos casos en que los cojines corrientes no se usan debido a la inaccesibilidad para la lubricación. Se obtienen a partir de polvos de metales que se prensan en matrices y que después de ser sometidos a compresión se sinterizaron a elevadas temperaturas en atmósferas reductoras. Una vez sinterizados los cojinetes se sumergen en aceite y después de impregnados se acaban de trabajar en un troquel con tolerancias precisas.

Los cojinetes porosos son fuertes y encierran espacios huecos en los que se introduce el lubricante.

Para los cojinetes porosos lubricados con aceite se recomiendan temperaturas máximas de trabajo de 65ºC.

Fundición de hierro.

Se emplean como materiales antifricción cuando las exigencias de trabajo son reducidas.

Se ha recomendado que el juego existente entre el cojinete de fundición de Fe y el eje sea mayor de lo normal, con el objeto de que las partículas duras que puedan desprenderse de la fundición no llenen el espacio del juego.

El buen rendimiento de la fundición de hierro puede atribuirse a gran parte a las inclusiones de grafito que están presentes en estos materiales ya que aportan buena dureza a la fundición aumentando su campo de acción.


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