Aluminio

Aluminio De Wikipedia, la enciclopedia libre Saltar a navegación navegación,, búsqueda  Para el municipio de Brasil, véase Alumínio véase Alumínio (São Paulo). Paulo).

Aluminio Magnesio ← Aluminio → Silicio B Al Ga

13

Al

Tabla completa • Tabla extendida Información general  Nombre,, símbolo  Nombre símbolo,, número

Aluminio, Al, 13

Serie química

Metales del  bloque p

Grupo,, período Grupo  período,, bloque

13,, 3, p 13

Densidad

2698,4 kg/m3

Dureza Mohs

2,75

Apariencia

Plateado

 N° CAS

7429-90-5

 N° EINECS

231-072-3

Propiedades atómicas Masa atómica

26,9815386(8) u

Radio medio

125 pm 125  pm

Radio atómico (calc)

118 pm (Radio de 118 pm Bohr )

Radio covalente

118 pm 118  pm

Configuración electrónica

[ Ne]  Ne]3s23p1

Electrones por nivel Electrones por  nivel de energía

2, 8, 3

Estado(s) de oxidación

3

Óxido

Anfótero

Estructura cristalina

cúbica centrada en las caras

Propiedades físicas

 N° CAS

7429-90-5

 N° EINECS

231-072-3

Propiedades atómicas Masa atómica

26,9815386(8) u

Radio medio

125 pm 125  pm

Radio atómico (calc)

118 pm (Radio de 118 pm Bohr )

Radio covalente

118 pm 118  pm

Configuración electrónica

[ Ne]  Ne]3s23p1

Electrones por nivel Electrones por  nivel de energía

2, 8, 3

Estado(s) de oxidación

3

Óxido

Anfótero

Estructura cristalina

cúbica centrada en las caras

Propiedades físicas

Estado ordinario

Sólido

Punto de fusión

933,47 K 

Punto de ebullición

2792 K 

Entalpía de vaporización

293,4 kJ/mol

Entalpía de fusión

10,79 kJ/mol

Presión de vapor 

2,42 × 10-6 Pa a 577 K 

Volumen molar 

10,00×10-6 m3/mol

Velocidad del sonido

6400 m/s a 293.15 K (20 K  (20 °C °C))

Módulo elástico

70 GPa

Varios Electronegatividad (Pauling Pauling)) Calor específico

1,61 900 J/(K ·kg kg))

Conductividad eléctrica

37,7 × 106 S/m

Conductividad térmica

237 W/(K·m)

1.ª Energía de ionización

577,5 kJ/mol

2.ª Energía de ionización

1816,7 kJ/mol

3.ª Energía de ionización

2744,8 kJ/mol

4.ª Energía de ionización

11 577 kJ/mol

5.ª Energía de ionización

14 842 kJ/mol

6.ª Energía de ionización

18 379 kJ/mol

7.ª Energía de ionización

23 326 kJ/mol

8.ª Energía de ionización

27 465 kJ/mol

9.ª Energía de ionización

31 853 kJ/mol

10.ª Energía de ionización

38 473 kJ/mol

Isótopos más estables

iso

AN

Periodo

MD

Ed

PD

MeV 26

Al sint. 27 Al 100%

717 000 ε 4,004 26Mg Estable con 14 neutrones

 Nota: unidades unidades según según el  el SI  SI  y  y en CNPT   , salvo indicación contraria.

El aluminio es un elemento químico, químico, de símbolo Al y número atómico 13. Se trata de un metal no ferromagnético. ferromagnético. Es el tercer elemento más común encontrado en la corteza terrestre. Los compuestos de aluminio forman el 8% de la corteza de la tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas, de la vegetación y de los animales animal es .1 En estado natural se encuentra en muchos silicatos (feldespatos feldespatos,, plagioclasas y micas micas)). Como metal se extrae únicamente del mineral conocido con el nombre de  bauxita  bauxita,, por  transformación primero en alúmina mediante el proceso el proceso Bayer  Bayer yy a continuación en aluminio metálico mediante electrólisis electrólisis.. Este metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil en ingeniería mecánica,, tales como su baja densidad (2.700 kg/m3) y su alta resistencia a la corrosión mecánica corrosión.. Mediante aleaciones adecuadas se puede aumentar sensiblemente su resistencia mecánica (hasta los 690 MPa MPa)). Es buen conductor de la electricidad y del calor , se mecaniza con facilidad y es relativamente barato. Por todo ello es desde mediados del siglo XX2 el metal que más se utiliza después del acero acero.. Fue aislado por primera vez en 1825 1825 por  por el físico danés H. C. Oersted. Oersted. El principal inconveniente para su obtención reside en la elevada cantidad de energía eléctrica que requiere su producción. Este problema se compensa por su bajo coste de reciclado, su dilatada vida útil y la estabilidad de su precio.

Contenido [ocultar ]   

1 Historia 2 Estructura atómica 3 Características 3.1 Características físicas 3.2 Características mecánicas 3.3 Características químicas 4 Aplicaciones y usos 5 Producción 6 Aleaciones 7 Extrusión 7.1 Acabado del extrusionado 7.2 Temple de los perfiles 8 Fundición de piezas 8.1 Características de las aleaciones para fundición 9 Mecanizado 9.1 Herramientas de corte 9.2 Refrigeración del mecanizado 9.3 Mecanizado por electroerosión 10 Soldadura 10.1 Soldadura de aluminio por fricción 11 Doblado 12 Tratamientos protectores superficiales 12.1 Anodizado 12.2 Pintura o o o

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12.3 Corrosión del aluminio 13 Reciclaje. Aluminio secundario 14 Toxicidad 15 El aluminio y los suelos 16 Véase también 17 Referencias 18 Bibliografía 19 Enlaces externos o

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[editar] Historia

Tendencia de la producción mundial de aluminio. El aluminio se utilizaba en la antigüedad clásica en tintorería y medicina bajo la forma de una sal doble, conocida como alumbre y que se sigue usando hoy en día. En el siglo XIX, con el desarrollo y la física y la química, se identificó el elemento. Su nombre inicial, aluminum, fue propuesto por el británico Sir Humphrey Davy en el año 1809. A medida que se sistematizaban los nombres de los distintos elementos, se cambió por  coherencia a la forma aluminium, que es la preferida hoy en día por la IUPAC debido al uso uniforme del sufijo -ium. No es sin embargo la única aceptada ya que la primera forma es muy popular en los Estados Unidos.3 En el año 1825, el físico danés Hans Christian Ørsted, descubridor del electromagnetismo, consiguió aislar por electrolisis unas primeras muestras, bastante impuras. El aislamiento total fue conseguido dos años después por Friedrich Wöhler .

Primera estatua construida de aluminio dedicada a Anteros y ubicada en PicadillyLondres, construida en 1893. La extracción del aluminio a partir de las rocas que lo contenían se reveló como una tarea ardua. A mediados de siglo, podían producirse pequeñas cantidades, reduciendo con sodio un cloruro mixto de aluminio y sodio, gracias a que el sodio era más electropositivo. Durante el siglo XIX, la producción era tan costosa que el aluminio llegó a considerarse un material exótico, de precio exhorbitado, y tan preciado o más que la plata o el oro. Durante la Exposición Universal de 1855 se expusieron unas barras de aluminio junto a las joyas de la corona Francia. El mismo emperador había pedido una vajilla de aluminio para agasajar a sus invitados. De alumino se hizo también el vértice del Monumento a Washington, a un precio que rondaba en 1884 el de la plata .4 Diversas circunstancias condujeron a un perfeccionamiento de las técnicas de extracción y un consiguiente aumento de la producción. La primera de todas fue la invención de la dinamo en 1866, que permitía generar la cantidad de electricidad necesaria para realizar  el proceso. En el año 1889, Karl Bayer  patentó un procedimiento para extraer la alúmina u óxido de aluminio a partir de la bauxita, la roca natural. Poco antes, en 1886, el francés Paul Héroult y el norteamericano Charles Martin Hall habían patentado de forma independiente y con poca diferencia de fechas un proceso de extracción, conocido hoy como proceso Hall-Héroult. Con estas nuevas técnicas la producción de aluminio se incrementó vertiginosamente. Si en 1882, la producción anual alcanzaba apenas las 2 toneladas, en 1900 alcanzó las 6.700 toneladas, en 1939 las 700.000 toneladas, 2.000.000 en 1943, y en aumento desde entonces, llegando a convertirse en el metal no férreo más producido en la actualidad. La abundancia conseguida produjo un colapso del precio, y que perdiese la vitola de metal preciado para convertirse en metal común .5 Ya en 1895 abundaba lo suficiente como para ser empleado en la construcción, como es el caso de la cúpula del Edificio de la secretaría de Sídney, donde se empleó este metal. Hoy en día las líneas generales del  proceso de extracción se mantienen, aunque se recicla de manera general desde 1960,

 por motivos medioambientales pero también económicos ya que la recuperación del metal a partir de la chatarra cuesta un 5% de la energía de extracción a partir de la roca.

[editar] Estructura atómica Véase también: Magnesio

Lingote de aluminio. El aluminio tiene número atómico 13. Los 13 protones que forman el núcleo están rodeados de 13 electrones dispuestos en la forma: 1s22s22p6 3s23p1

La valencia es 3 y las energías de ionización de los tres primeros electrones son, respectivamente: 577,5 kJ/mol, 1816,7 kJ/mol y 2744,8 kJ/mol. Existen en la naturaleza dos isótopos de este elemento, el 27Al y el 26Al. El primero de ellos es estable mientras que el segundo es radiactivo y su vida media es de 7,2×10 5 años. Además de esto existen otros siete isótopos cuyo peso está comprendido entre 23 y 30 unidades de masa atómica. El 26Al se produce a partir del argón a causa del bombardeo por la radiación altamente energética de los rayos cósmicos, que inciden en la atmósfera sobre los núcleos de este elemento. Al igual que el 14C, la medida de las abundancias del 26Al es utilizada en técnicas de datación, por ejemplo en procesos orogenéticos cuya escala es de millones de años o para determinar el momento del impacto de meteoritos. En el caso de estos últimos, la producción de aluminio radiactivo cesa cuando caen a la tierra, debido a que la atmósfera filtra a partir de ese momento los rayos cósmicos.

[editar] Características

Detalle superficial (55×37 mm) de una barra de aluminio (pureza ≥ 99,9998%). La

superficie ha sido pulida mediante medios químicos con ácido (etching ) para evidenciar  a simple vista las estructura de las cristalitas metálicas .

[editar] Características físicas El aluminio es un elemento muy abundante en la naturaleza, sólo aventajado por el silicio y el oxígeno. Se trata de un metal ligero, con una densidad de 2700 kg/m 3, y con un bajo punto de fusión (660 °C). Su color es blanco y refleja bien la radiación electromagnética del espectro visible y el térmico. Es buen conductor eléctrico (entre 34 2 y 38 m/(Ω mm )) y térmico (80 a 230 W/(m·K )).

[editar] Características mecánicas Mecánicamente es un material blando (Escala de Mohs: 2-3-4) y maleable. En estado  puro tiene un límite de resistencia en tracción de 160-200 N/mm2 [160-200 MPa]. Todo ello le hace adecuado para la fabricación de cables eléctricos y láminas delgadas, pero no como elemento estructural. Para mejorar estas propiedades se alea con otros metales, lo que permite realizar sobre él operaciones de fundición y forja, así como la extrusión del material. También de esta forma se utiliza como soldadura.

[editar] Características químicas

Estructura atómica del aluminio. La capa de valencia del aluminio está poblada por tres electrones, por lo que su estado normal de oxidación es III. Esto hace que reaccione con el oxígeno de la atmósfera formando con rapidez una fina capa gris mate de alúmina Al2O3, que recubre el material, aislándolo de ulteriores corrosiones. Esta capa puede disolverse con ácido cítrico. A pesar de ello es tan estable que se usa con frecuencia para extraer otros metales de sus óxidos. Por lo demás, el aluminio se disuelve en ácidos y bases. Reacciona con facilidad con el ácido clorídrico y el hidróxido sódico.

[editar] Aplicaciones y usos La utilización industrial del aluminio ha hecho de este metal uno de los más importantes, tanto en cantidad como en variedad de usos, siendo hoy un material  polivalente que se aplica en ámbitos económicos muy diversos y que resulta estratégico en situaciones de conflicto. Hoy en día, tan sólo superado por el hierro/acero. El

aluminio se usa en forma pura, aleado con otros metales o en compuestos no metálicos. En estado puro se aprovechan sus propiedades ópticas para fabricar espejos domésticos e industriales, como pueden ser los de los telescopios reflectores. Su uso más popular, sin embargo, es como papel aluminio, que consiste en láminas de material con un espesor tan pequeño que resulta fácilmente maleable y apto por tanto para embalaje alimentario. También se usa en la fabricación de latas y tetrabriks. Por sus propiedades eléctricas es un buen conductor, capaz de competir en coste y  prestaciones con el cobre tradicional. Dado que, a igual longitud y masa, el conductor  de aluminio tiene más conductividad, resulta un componente útil para utilidades donde el exceso de peso resulta oneroso. Es el caso de la aeronáutica y de los tendidos eléctricos donde el menor peso implica en un caso menos gasto de combustible y mayor  autonomía, y en el otro la posibilidad de separar las torres de alta tensión .6 Además de eso, aleado con otros metales, se utiliza para la creación de estructuras  portantes en la arquitectura y para fabricar piezas industriales de todo tipo de vehículos y calderería. También está presente en enseres domésticos tales como utensilios de cocina y herramientas. Se utiliza asimismo en la soldadura aluminotérmica y como combustible químico y explosivo por su alta reactividad. Como presenta un buen comportamiento a bajas temperaturas, se utiliza para fabricar contenedores criogénicos. El uso del aluminio también se realiza a través de compuestos que forma. La misma alúmina, el óxido de aluminio que se obtiene de la  bauxita, se usa tanto en forma cristalina como amorfa. En el primer caso forma el corindón, un gema utilizada en  joyería que puede adquirir coloración roja o azul, llamándose entonces rubí o zafiro, respetivamente. Ambas formas se pueden fabricar artificialmente.7 y se utilizan como el medio activo para producir la inversión de población en los láser . Asimismo, la dureza del corindón permite su uso como abrasivo para pulir metales. Los medios arcillosos con los cuales se fabrican las cerámicas son ricos en aluminosilicatos. También los vidrios participan de estos compuestos. Su alta reactividad hace que los haluros, sulfatos, hidruros de aluminio y la forma hidróxida se utilicen en diversos procesos industriales tales como mordientes, catálisis, depuración de aguas, producción de papel o curtido de cueros. Otros compuestos del aluminio se utilizan en la fabricación de explosivos.8

[editar] Producción

Centavo estadounidense y trozo de aluminio. El centavo ha sido una moneda fabricada durante años en cobre. En 1974 se fabricó en aluminio, por el valor mismo de los materiales. La moneda en aluminio fue posteriormente rechazada.

Bauxita (Hérault).

Bobina de chapa de aluminio. El aluminio es uno de los elementos más abundantes de la corteza terrestre (8%) y uno de los metales más caros en obtener. La producción anual se cifra en unos 33,1 millones de toneladas, siendo China y Rusia los productores más destacados, con 8,7 y 3,7 millones respectivamente. Una parte muy importante de la producción mundial es  producto del reciclaje. En 2005 suponía aproximadamente un 20% de la producción total.9 A continuación se lista unas cifras de producción:

Año

África

América América del Norte latina

Asia

Europa Oceanía y Rusia

Total

1973

249

5.039

229

1.439

2.757

324

10.037

1978

336

5.409

413

1.126

3.730

414

11 428

1982

501

4.343

795

1.103

3.306

548

10.496

1987

573

4.889

1.486

927

3.462

1.273

12.604

1992

617

6.016

1.949

1.379

3.319

1.483

14.763

1997

1.106

5.930

2.116

1.910

6.613

1.804

19.479

2003

1.428

5.945

2.275

2.457

8.064

2.198

21.935

2004

1.711

5.110

2.356

2.735

8.433

2.246

22.591

Producción de aluminio en millones de toneladas. Fuente: International Aluminium Association

La materia prima a partir de la cual se extrae el aluminio es la  bauxita, que recibe su nombre de la localidad francesa de Les Baux, donde fue extraída por primera vez. Actualmente los principales yacimientos se encuentran en el Caribe, Australia, Brasil y África porque la bauxita extraída allí se disgrega con más facilidad. Es un mineral rico en aluminio, entre un 20% y un 30% en masa, frente al 10% o 20% de los silicatos alumínicos existentes en arcillas y carbones. Es un aglomerado de diversos compuestos que contiene caolinita, cuarzo óxidos de hierro y titania, y donde el aluminio se presenta en varias formas hidróxidas como la gibsita Al (OH)3, la bohemita AlOOH y la diasporita AlOOH. La obtención del aluminio se realiza en dos fases: la extracción de la alúmina a partir de la bauxita (Proceso Bayer ) y la extracción del aluminio a partir de esta última mediante electrolisis. Cuatro toneladas de bauxita producen dos toneladas de alúmina y, finalmente, una de aluminio. El proceso Bayer comienza con el triturado de la bauxita y su lavado con una solución caliente de Hidróxido de sodio a alta presión y temperatura. La sosa disuelve los compuestos del aluminio, que al encontrarse en un medio fuertemente básico, se hidratan: Al(OH)3 + OH- + Na* → Al(OH)4- + Na* AlO(OH)2 + OH- + H2O + Na* → Al(OH)4- + Na* Los materiales no alumínicos se separan por  decantación. La solución caústica del aluminio se enfría luego para recristalizar el hidróxido y separarlo de la sosa, que se recupera para su ulterior uso. Finalmente, se calcina el hidróxido de aluminio a temperaturas cercanas a 1000 °C, para formar la alúmina. 2 Al(OH)3 → Al2O3 + 3 H2O El óxido de aluminio así obtenido tiene un punto de fusión muy alto (2000 °C) que hace imposible someterlo a un proceso de electrolisis. Para salvar este escollo se disuelve en un baño de criolita, obteniéndo una mezcla eutéctica con un punto de fusión de 900 °C. A continuación se procede a la electrólisis, que se realiza sumergiendo en la cuba unos electrodos de carbono (tanto el ánodo como el cátodo), dispuestos en horizontal. Cada tonelada de aluminio requiere entre 17 y 20 MWh de energía para su obtención, y consume en el proceso 460 kg de carbono, lo que supone entre un 25% y un 30% del  precio final del producto, convirtiendo al aluminio en uno de los metales más caros de obtener. De hecho, se están buscando procesos alternativos menos costosos que el

 proceso electrolítico.10 El aluminio obtenido tiene un pureza del 99,5% al 99,9%, siendo las impurezas de hierro y silicio principalmente.11 De las cubas pasa al horno donde es  purificado mediante la adición de un fundente o se alea con otros metales con objeto de obtener materiales con propiedades específicas. Después se vierte en moldes o se hacen lingotes o chapas.

[editar] Aleaciones  Artículo principal: Aleaciones de aluminio

Culata de motor de aleación de aluminio. El aluminio puro es un material blando y poco resistente a la tracción. Para mejorar  estas propiedades mecánicas se alea con otros elementos, principalmente magnesio, manganeso, cobre zinc y silicio, a veces se añade también titanio y cromo. La primera aleación de aluminio, el popular duraluminio fue descubierta casualmente por el metalúrgico alemán Alfred Wilm y su principal aleante era el cobre. Actualmente las aleaciones de aluminio se clasifican en series, desde la 1000 a la 8000, según el siguiente cuadro.

Serie

Designación

Serie 1000 1XXX Serie 2000 2XXX Serie 3000 3XXX Serie 4000 4XXX Serie 5000 5XXX Série 6000 6XXX Série 7000 7XXX Série 8000 8XXX Série 9000 /

Fase principal presente en la aleación 99% al menos de aluminio Cobre (Cu) Al2Cu - Al2CuMg Manganeso (Mn) Al6Mn Silicio (Si) Magnesio (Mg) Al3Mg2 Magnesio (Mg) y Silicio (Si) Mg2Si Zinc (Zn) MgZn2 Otros elementos Sin utilizar Aleante principal

Las series 2000, 6000 y 7000 son tratadas térmicamente para mejorar sus propiedas. El nivel de tratamiento se denota mediante la letra T seguida de varias cifras, de las cuales la primera define la naturaleza del tratamiento. Así T3 es una solución tratada térmicamente y trabajada en frío.















Serie 1000 : realmente no se trata de aleaciones sino de aluminio con presencia de impurezas de hierro o aluminio, o también pequeñas cantidades de cobre, que se utiliza para laminación en frío. Serie 2000 : el principal aleante de esta serie es el cobre, como el duraluminio o el avional. Con un tratamiento T6 adquieren una resistencia a la tracción de 442 MPa, que lo hace apto para su uso en estructuras de aviones. Serie 3000 : el principal aleante es el manganeso, que refuerza el aluminio y le da una resistencia a la tracción de 110 MPa. Se utiliza para fabricar componentes con buena mecanibilidad, es decir, con un buen comportamiento frente al mecanizado. Serie 4000 : el principal aleante es el silicio. Serie 5000 : el principal aleante es el magnesio que alcanza una resistencia de 193 MPa después del recocido. Serie 6000 : se utilizan el silicio y el magnesio. Con un tratamiento T6 alcanza una resistencia de 290 MPa, apta para perfiles y estructuras. Serie 7000 : el principal aleante es el zinc. Sometido a un tratamiento T6 adquiere una resistencia de 504 MPa, apto para la fabricación de aviones.

[editar] Extrusión

Perfiles de aluminio extruido La extrusión es un proceso tecnológico que consiste en dar forma o moldear una masa haciéndola salir por una abertura especialmente dispuesta para conseguir perfiles de diseño complicado.12 Se consigue mediante la utilización de un flujo continuo de la materia prima, generalmente productos metalúrgicos o plásticos. Las materias primas se someten a fusión, transporte, presión y deformación a través de un molde según sea el perfil que se quiera obtener. El aluminio debido a sus propiedades es uno de los metales que más se utiliza para  producir variados y complicados tipos de perfiles que se usan principalmente en las construcciones de carpintería metálica. Se puede extruir tanto aluminio primario como secundario obtenido mediante reciclado.

Para realizar la extrusión, la materia prima, se suministra en lingotes cilíndricos también llamados ―tochos‖. El proceso de extrusión consiste en aplicar una presión al cilindro de

aluminio (tocho) haciéndolo pasar por un molde (matriz), para conseguir la forma deseada. Cada tipo de perfil, posee un ―molde‖ llamado matriz adecuado, que es el que

determinará su forma. El tocho es calentado (aproximadamente a 500 °C, temperatura en que el aluminio alcanza un estado plástico) para facilitar su paso por la matriz, y es introducido en la  prensa. Luego, la base del tocho es sometida a una llama de combustión incompleta,  para generar una capa fina de carbono. Esta capa evita que el émbolo de la prensa quede  pegado al mismo. La prensa se cierra, y un émbolo comienza a empujar el tocho a la  presión necesaria, de acuerdo con las dimensiones del perfil, obligándolo a salir por la  boca de la matriz. La gran presión a la que se ve sometido el aluminio hace que este eleve su temperatura ganando en maleabilidad. Los componentes principales de una instalación de extrusión partes son, el contenedor  donde se coloca el tocho para extrusión bajo presión, el cilindro principal con pistón que  prensa el material a través del contenedor, la matriz y el portamatriz. Del proceso de extrusión y temple, dependen gran parte de las características mecánicas de los perfiles, así como la calidad en los acabados, sobre todo en los anodizados. El temple, en una aleación de aluminio, se produce por efecto mecánico o térmico, creando estructuras y propiedades mecánicas características.

[editar] Acabado del extrusionado A medida que los perfiles extrusionados van saliendo de la prensa a través de la matriz, se deslizan sobre una bancada donde se les enfría con aire o agua, en función de su tamaño y forma, así como las características de la aleación involucrada y las  propiedades requeridas. Para obtener perfiles de aluminio rectos y eliminar cualquier  tensión en el material, se les estira. Luego, se cortan en longitudes adecuadas y se envejecen artificialmente para lograr la resistencia apropiada. El envejecimiento se realiza en hornos a unos 200 °C y están en el horno durante un periodo que varía entre 4 a 8 horas. Todo este proceso de realiza de forma automatizada .13

[editar] Temple de los perfiles Los procesos térmicos que aumentan la resistencia del aluminio. Hay dos proceso de temple que son el tratamiento térmico en solución, y el envejecimiento. El temple T5 se consigue mediante envejecimiento de los perfiles que pasan a los hornos de maduración, los cuales mantienen una determinada temperatura durante un tiempo dado.  Normalmente 185 °C durante 240 minutos para las aleaciones de la familia 6060, de esta forma se consigue la precipitación del silicio con el magnesio en forma de siliciuro de magnesio (SiMg2) dentro de las dentritas de aluminio, produciéndose así el temple del material. La temperatura de salida de extrusión superior a 510 °C para las aleaciones 6060 más el correcto enfriamiento de los perfiles a 250 °C en menos de cuatro minutos, es fundamental para que el material adquiera sus propiedades, 14 a este material se le considera de temple 4 o T4 o también conocido como sin temple.

El temple es medido por  Durometros, con la unidad de medida llamada Webster o grados Websters.

[editar] Fundición de piezas

Pistón de motor de aluminio fundido. La fundición de piezas consiste fundamentalmente en llenar un molde con la cantidad de metal fundido requerido por las dimensiones de la pieza a fundir, para que después de la solidificación, obtener la pieza que tiene el tamaño y la forma del molde. Existen tres tipos de procesos de fundición diferenciados aplicados al aluminio:   

Fundición en molde de arena Fundición en molde metálico Fundición por presión o inyección .

En el proceso de fundición con molde de arena se hace el molde en arena consolidada  por una apisonado manual o mecánico alrededor de un molde, el cual es extraído antes de recibir el metal fundido. A continuación se vierte la colada y cuando solidifica se destruye el molde y se granalla la pieza. Este método de fundición es normalmente elegido para la producción de: 

Piezas estructurales fundidas de gran tamaño.

Pieza de fundición de una aleación de aluminio (pieza del ventilador de una aspiradora).

La fundición en molde metálico permanente llamados coquillas, sirven para obtener  mayores producciones. En este método se vierte la colada del metal fundido en un molde metálico permanente bajo gravedad y bajo presión centrífuga.Puede resultar caro, difícil o imposible fundirlas por moldeo. En el método de fundición por inyección a presión se funden piezas idénticas al máximo ritmo de producción forzando el metal fundido bajo grandes presiones en los moldes metálicos. Mediante el sistema de fundición adecuado se pueden fundir piezas que puede variar  desde pequeñas piezas de prótesis dental, con peso de gramos, hasta los grandes  bastidores de máquinas de varias toneladas, de forma variada, sencilla o complicada, que son imposibles de fabricar por otros procedimiento convencionales, como forja, laminación, etc. El proceso de fundición se puede esquematizar de la siguiente manera:      

Diseño del modelo original de la pieza a fundir  Elaboración del tipo de modelo diseñado Fusión del material a fundir  Inserción de la colada en el molde Solidificación de la pieza Limpieza de la superficie con procesos vibratorio o de granallado.15

[editar] Características de las aleaciones para fundición Las aleaciones de aluminio para fundición han sido desarrolladas habida cuenta de que  proporcionan calidades de fundición idóneas, como fluidez y capacidad de alimentación, así como valores optimizados para propiedades como resistencia a la tensión, ductilidad y resistencia a la corrosión. Difieren bastante de las aleaciones para forja. El silicio en un rango entre el 5 al 12% es el elemento aleante más importante  porque promueve un aumento de la fluidez en los metales fundidos. En menores cantidades se añade magnesio, o cobre con el fin de aumentar la resistencia de las  piezas.11

[editar] Mecanizado

Centro de mecanizado CNC.

El mecanizado del aluminio y sus aleaciones en máquinas herramientas de arranque de virutas en general, es fácil y rápido y está dando paso a una nueva concepción del mecanizado denominada genéricamente mecanizado rápido. Durante el arranque de viruta, las fuerzas de corte que tienen lugar son considerablemente menores que en el caso de las generadas con el acero (la fuerza necesaria para el mecanizado del aluminio es aproximadamente un 30% de la necesaria para mecanizar acero) .16 Por consiguiente, los esfuerzos sobre los útiles y herramientas así como la energía consumida en el  proceso es menor para el arranque de un volumen igual de viruta. El concepto de mecanizado rápido se refiere al que se produce en las modernas máquinas herramientas de Control Numérico con cabezales potentes y robustos que les  permiten girar a muchos miles de revoluciones por minuto hasta del orden de 30.000 rpm, y avances de trabajo muy grandes cuando se trata del mecanizado de materiales  blandos y con mucho vaciado de viruta tal y como ocurre en la fabricación de moldes o de grandes componentes de la industria aeronáutica. El aluminio tiene unas excelentes características de conductividad térmica, lo cual es una importante ventaja, dado que permite que el calor generado en el mecanizado se disipe con rapidez. Su baja densidad hace que las fuerzas de inercia en la piezas de aluminio giratorio (torneados) sean así mismo mucho menores que en otros materiales. Ocurre, sin embargo, que el coeficiente de fricción entre el aluminio y los metales de corte es, comparativamente con otros metales, elevado. Este hecho unido a su baja resistencia hace que se comporte como plastilina, pudiendo causar el embotamiento de los filos de corte, deteriorando la calidad de la superficie mecanizada a bajas velocidades de corte e incluso a elevadas velocidades con refrigeración insuficiente. Siempre que la refrigeración en el corte sea suficiente, hay una menor tendencia al embotamiento con aleaciones más duras, con velocidades de corte mayores y con ángulos de desprendimiento mayores. El desarrollo del mecanizado rápido permite que muchas piezas complejas no sea necesario fundirlas previamente sino que se mecanicen a partir de unos prismas a los cuales se les realiza todo el vaciado que sea necesario. El mecanizado rápido puede representar una reducción de costes en torno al 60%. En este tipo de mecanizado rápido se torna crítico la selección de las herramientas y los  parámetros de corte. La adopción del mecanizado de alta velocidad es un proceso difícil  para el fabricante, ya que requiere cambios importantes en la planta, una costosa inversión en maquinaria y software, además de una formación cualificada del  personal.17

[editar] Herramientas de corte

Fresa frontal de metal duro. Para el mecanizado rápido que se realiza en las máquinas herramientas de Control  Numérico es conveniente que se utilicen herramientas especiales para el mecanizado del aluminio. Se distinguen de las empleadas en el mecanizado del acero en que tienen mayores ángulos de desprendimiento y un mayor espacio para la evacuación de la viruta, así como unos rebajes para que la viruta fluya mejor. La mayoría de las herramientas de filo múltiple como por ejemplo las fresas, tienen pocos dientes. Hay tres grandes familias de herramientas de corte para el mecanizado del aluminio:   

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Acero rápido (HSS) Metal duro (carburos metálicos) (widia) Diamante Las herramientas de acero rápido son apropiadas para el mecanizado de aleaciones de aluminio con bajo contenido en silicio. Permite el uso de grandes ángulos de desprendimiento para obtener unas mejores condiciones de corte. El acero rápido es más económico que el metal duro cuando la maquinaria de que se dispone no permite el uso de las velocidades de corte alcanzables con el carburo metálico. En el mecanizado de aluminios con elevado contenido de silicio el desgaste de este tipo de herramientas se acelera. Estas herramientas se utilizan principalmente en la industria de carpintería metálica para el mecanizado de perfiles extrusionados. Las herramientas de metal duro (widia) ofrecen la ventaja de una mayor  duración de la herramienta. Se emplean en el mecanizado de aluminios con elevado contenido en silicio así como para los mecanizados a altas velocidades de corte. Las fundiciones de aluminio, con la presencia de cristales de silicio de elevada dureza requieren obligatoriamente el uso de herramientas de carburo metálico. Dentro de los carburos metálicos los distintos fabricantes tienen distintas gamas y calidades, en función de las condiciones de corte requeridas. Las herramientas de diamante se caracterizan por su elevada duración, incluso si se emplean en el mecanizado de aleaciones con un elevado contenido en silicio. Suelen emplearse para trabajos de mecanizado en piezas que generen mucha viruta.18

[editar] Refrigeración del mecanizado Como lubricante de corte para el aluminio es recomendable que se utilicen productos emulsionables en agua con aditivos de lubricación específicamente formulados a tal fin que estén exentos de compuestos en base cloro y azufre La lubricación se utiliza en operaciones de taladrado, torneado, fresado, brochado, escariado y deformación.19

[editar] Mecanizado por electroerosión  Artículo principal: Electroerosión

Las aleaciones de aluminio permiten su mecanizado por procedimientos de electroerosión que es un método inventado para el mecanizado de piezas complejas. No obstante, este método no es del todo adecuado para el aluminio, pues su elevada conductividad térmica reducen notablemente la velocidad de eliminación del material, ya de por sí bastante lenta para este método. Se conoce como electroerosión a un proceso de mecanizado que utiliza la energía suministrada a través de descargas eléctricas entre dos electrodos para eliminar material de la pieza de trabajo, siendo ésta uno de los electrodos .20 Al electrodo que hace las funciones de herramienta se le suele denominar simplemente electrodo mientras que al electrodo sobre el cual se desea llevar a cabo el arranque se le conoce como pieza de trabajo. Este sistema permite obtener componentes con tolerancias muy ajustadas a  partir de los nuevos materiales que se diseñan.

[editar] Soldadura  Artículo principal: Soldadura

Esquema de la soldadura TIG. Los procedimientos de soldeo en aluminio pueden ser  al arco eléctrico, bajo atmósfera inerte que puede ser argón, helio, por  puntos o por fricción. 

Hay dos técnicas de soldadura al arco de un lado la soldadura al arco bajo atmósfera inerte con electrodo refractario o procedimiento TIG y de otro lado la soldadura al arco bajo atmósfera inerte con electrodo consumible o  procedimiento MIG.

La soldadura TIG (Tungsten Inert Gas), se caracteriza por el empleo de un electrodo  permanente de tungsteno, aleado a veces con torio o zirconio en porcentajes no superiores a un 2%. Dada la elevada resistencia a la temperatura del tungsteno (funde a 3.410 °C), acompañada de la protección del gas, la punta del electrodo apenas se

desgasta tras un uso prolongado. Los gases más utilizados para la protección del arco en esta soldadura son el argón y el helio, o mezclas de ambos. Una varilla de aportación alimenta el baño de fusión. Esta técnica es muy utilizada para la soldadura de aleaciones de aluminio y se utiliza en espesores comprendidos entre 1 y 6 mm y se puede robotizar  el proceso.

Máquina de soldar por puntos. 

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En el momento de ejecutar una soldadura la limpieza de las piezas es esencial. La suciedad, aceites, restos de grasas, humedad y óxidos deben ser eliminados  previamente, bien sea por medios mecánicos o químicos. Los métodos de limpieza químicos requieren equipos costosos para el tratamiento superficial y no se pueden usar siempre por esta razón. El gas inerte que más se utiliza en la soldadura normal en los talleres es el argón  puro, puesto que es mucho más económico y requiere menor flujo de gas. El helio se usa sólo cuando se exige mayor penetración. Para mantener libre de humos y gases la zona de soldadura, es aconsejable la instalación de extractores de humos y gases. La intensidad del arco es mucho mayor que en la soldadura de acero y bajo ningún concepto se debe mirar al arco sin una máscara de protección adecuada.

[editar] Soldadura de aluminio por fricción La soldadura por fricción es un proceso de penetración completa en fase sólida, que se utiliza para unir chapas de metal, principalmente de aluminio, sin alcanzar su punto de fusión. El método está basado en el principio de obtener temperaturas suficientemente altas para forjar dos componentes de aluminio, utilizando una herramienta giratoria que se desplaza a lo largo de una unión a tope. Al enfriarse deja una unión en fase sólida entre las dos piezas. La soldadura por fricción, puede ser utilizada para unir chapas de aluminio sin material de aportación. Se consiguen soldaduras de alta calidad e integridad con muy baja distorsión, en muchos tipos de aleaciones de aluminio, incluso aquellas consideradas de difícil soldadura por métodos de fusión convencionales.21

[editar] Doblado El aluminio se presenta en el mercado en diversas formas, ya sean estas barras con diversos perfiles u hojas de varios tamaños y grosores entre otras. Cuando se trabaja con aluminio, específicamente en crear algún doblez en una hoja, o en una parte de ésta, es importante considerar la dirección del grano; esto significa que la composición en el metal, después de haber sido fabricado, ha tomado una tendencia direccional en su microestructura, mostrando así una mayor longitud hacia una dirección que hacia otra. Así es que el aluminio puede quebrarse si la dirección del grano no es considerada al

crear algún doblez, o si el doblez es creado con un radio demasiado pequeño, el cual sobrepase la integridad elástica del tipo de aluminio.

[editar] Tratamientos protectores superficiales [editar] Anodizado  Artículo principal: Anodizado

Componentes de aluminio anodizado. Este metal, después de extruido o decapado, para protegerse de la acción de los agentes atmosféricos, forma por sí solo una delgada película de óxido de aluminio; esta capa de Al2O3, tiene un espesor más o menos regular del orden de 0,01 micras sobre la superficie de metal que le confiere unas mínimas propiedades de inoxidacción y anticorrosión.22 Existe un proceso químico electrolítico llamado anodizado que permite obtener de manera artificial películas de óxido de mucho más espesor y con mejores características de protección que las capas naturales. El proceso de anodizado llevado a cabo en un medio sulfúrico produce la oxidación del material desde la superficie hacia el interior, aumentando la capa de óxido de aluminio, con propiedades excelentes por resistencia a los agentes químicos, dureza, baja conductividad eléctrica y estructura molecular porosa, esta última junto con las anteriores, que permite darle una excelente terminación, que es un valor determinante a la hora de elegir un medio de protección para este elemento. Según sea el grosor de la capa que se desee obtener existen dos procesos de anodizados: 

Anodizados decorativos coloreados.

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Anodizados de endurecimiento superficial

Las ventajas que tiene el anodizado son: 

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La capa superficial de anodizado es más duradera que la capas obtenidas por   pintura. El anodizado no puede ser pelado porque forma parte del metal base.

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El anodizado le da al aluminio una apariencia decorativa muy grande al permitir  colorearlo en los colores que se desee. Al anodizado no es afectado por la luz solar y por tanto no se deteriora.

Los anodizados más comerciales son los que se utilizan coloreados por motivos decorativos. Se emplean diversas técnicas de coloración tanto orgánicas como inorgánicas.

Anodizado duro Cuando se requiere mejorar de forma sensible la superficie protectora de las piezas se  procede a un denominado anodizado duro que es un tipo de anodizado donde se pueden obtener capas de alrededor de 150 micras, según el proceso y la aleación. La dureza de estas capas es comparable a la del cromo-duro, su resistencia a la abrasión y al frotamiento es considerable. Las propiedades del anodizado duro son: 

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Resistencia a la abrasión : lo que permite que tenga una resistencia al desgaste superficial superior a muchos tipos de acero Resistencia eléctrica . La alúmina es un aislante eléctrico de calidad excelente, superior a la de la porcelana. Resistencia química . La capa anódica protege eficazmente el metal base contra la acción de numerosos medios agresivos. Porosidad secundaria o apertura más o menos acusada en la entrada de los  poros debido al efecto de disolución del baño.

Es muy importante a la hora de seleccionar el material para un anodizado duro, verificar  la pieza que se vaya a mecanizar y seleccionar la aleación también en función de sus características y resistencia mecánica.

[editar] Pintura

Ventanas de aluminio lacado. Habitación de la reina Isabel, Canterbury. El proceso de pintura de protección que se da al aluminio es conocido con el nombre de lacado y consiste en la aplicación de un revestimiento orgánico o pintura sobre la superficie del aluminio. Existen diferentes sistemas de lacado para el aluminio

El lacado, que se aplica a los perfiles de aluminio, consiste en la aplicación electrostática de una pintura en polvo a la superficie del aluminio. Las pinturas más utilizadas son las de tipo poliéster por sus características de la alta resistencia que ofrecen a la luz y a la corrosión. Los objetivos del lacado son: 

Mejorar el aspecto estético y las propiedades físicas del aluminio.

El proceso de lacado, puede dividirse en tres partes:   

Limpieza de las piezas Imprimación de pintura Polimerizado

El proceso de lacado exige una limpieza profunda de la superficie del material, con disoluciones acuosas ácidas, para eliminar suciedades de tipo graso. Este proceso consigue una mayor adherencia a las pinturas. Mejora la resistencia a la corrosión y a los agentes atmosféricos. La imprimación con la pintura deseada se realiza en cabinas equipadas con pistolas electrostáticas. La pintura es polvo de poliéster, siendo atraído por la superficie de la  pieza que se laca. Combinando todos los parámetros de la instalación se consiguen las capas de espesor requeridas que en los casos de carpintería metálica suele oscilar entre 60/70 micras. El polimerizado se realiza en un horno de convención de aire, de acuerdo con las especificaciones de tiempo y temperatura definidos por el fabricante de la pintura. El sistema industrial de lacado puede estar robotizado.23

[editar] Corrosión del aluminio El aluminio metálico se recubre espontáneamente de una delgada capa de óxido que evita su corrosión. Sin embargo, esta capa desaparece en presencia de ácidos,  particularmente del perclórico y clorhídrico; asimismo, en soluciones muy alcalinas de hidróxido potásico (KOH) o hidróxido sódico (NaOH) ocurre una enérgica reacción. La  presencia de CuCl 2 o CuBr 2 también destruye el óxido y hace que el aluminio se disuelva enérgicamente en agua. Con mercurio y sales de éste, el aluminio reacciona si está limpio formando una amalgama que impide su pasivación. Reacciona también enérgicamente en frío con bromo y en caliente con muchas sustancias, dependiendo de la temperatura, reduciendo a casi cualquier óxido (proceso termita). Es atacado por los haloalcanos. Las reacciones del aluminio a menudo van acompañadas de emisión de luz.24  No obstante, las aleaciones de aluminio se comportan bastante peor a corrosión que el aluminio puro, especialmente si llevan tratamientos de recocido, con los que presentan  problemas graves de corrosión intercristalina y bajo tensiones debido a la microestructura que presentan en estos estados.

[editar] Reciclaje. Aluminio secundario  Artículo principal: Reciclaje de aluminio

Código de reciclaje del aluminio. El aluminio es 100% reciclable sin merma de sus cualidades físicas, y su recuperación  por medio del reciclaje se ha convertido en un faceta importante de la industria del aluminio. El proceso de reciclaje del aluminio necesita poca energía. El proceso de refundido requiere sólo un 5% de la energía necesaria para producir el metal primario inicial. El reciclaje del aluminio fue una actividad de bajo perfil hasta finales de los años sesenta, cuando el uso creciente del aluminio para la fabricación de latas de refrescos trajo el tema al conocimiento de la opinión pública. Al aluminio reciclado se le conoce como aluminio secundario, pero mantiene las mismas propiedades que el aluminio primario. La fundición de aluminio secundario implica su producción a partir de productos usados de dicho metal, los que son procesados para recuperar metales por pretratamiento, fundición y refinado. Se utilizan combustibles, fundentes y aleaciones, mientras que la remoción del magnesio se practica mediante la adición de cloro, cloruro de aluminio o compuestos orgánicos clorados.25 Las mejores técnicas disponibles incluyen:     

Hornos de alta temperatura muy avanzados. Alimentación libre de aceites y cloro. Cámara de combustión secundaria con enfriamiento brusco Adsorción con carbón activado. Filtros de tela para eliminación de polvos.

Chatarra de Aluminio comprimida en la instalación de Central European Waste Management (Wels, Austria). Durante el año 2002 se produjeron en España 243.000 toneladas de aluminio reciclado y en el conjunto de Europa occidental esta cifra ascendió a 3,6 millones de toneladas .26 Para proceder al reciclaje del aluminio primero hay que realizar una revisión y selección de la chatarra según su análisis y metal recuperable para poder conseguir la aleación deseada. La chatarra preferiblemente se compactará, generalmente en cubos o briquetas o se fragmentará, lo cual facilita su almacenamiento y transporte. La preparación de la chatarra descartando los elementos metálicos no deseados o los inertes, llevarán a que se consiga la aleación en el horno de manera más rápida y económica. El residuo de aluminio es fácil de manejar porque es ligero, no arde y no se oxida y también es fácil de transportar. El aluminio reciclado es un material cotizado y rentable. El reciclaje de aluminio produce beneficios ya que proporciona ocupación y una fuente de ingresos para mano de obra no cualificada.27

[editar] Toxicidad Este metal fue considerado durante muchos años como inocuo para los seres humanos. Debido a esta suposición se fabricaron de forma masiva utensilios de aluminio para cocinar alimentos, envases para alimentos, y papel de aluminio para el embalaje de alimentos frescos. Sin embargo, su impacto sobre los sistemas biológicos ha sido objeto de mucha controversia en las décadas pasadas y una profusa investigación ha demostrado que puede producir efectos adversos en plantas, animales acuáticos y seres humanos.28 La exposición al aluminio por lo general no es dañina, pero la exposición a altos niveles  puede causar serios problemas para la salud. La exposición al aluminio se produce principalmente cuando:     

Se consumen medicamentos que contengan altos niveles de aluminio. Se inhala polvo de aluminio que esté en la zona de trabajo. Se vive donde se extrae o procesa aluminio. Se colocan vacunas que contengan aluminio. Se ingieren alimentos cítricos preparados sobre una superficie de aluminio.

Cualquier persona puede intoxicarse con aluminio o sus derivados, pero algunas  personas son más propensas a desarrollar toxicidad por aluminio.29

[editar] El aluminio y los suelos En algunos suelos del planeta el aluminio tiende a concentrarse en algunos de los horizontes del perfil, otorgándole características muy particulares. De los 11 órdenes de suelos que se reconocen según la clasificación del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, dos de ellos presentan una alta concentración de aluminio: los oxisoles, que se desarrollan en latitudes tropicales y subtropicales y los spodosoles, que se hallan en climas fríos y bajo vegetación de coníferas.30 En este tipo de suelos el contenido en nutrientes disponibles para las plantas es bajo, sólo el magnesio puede ser abundante en algunos casos; además su elevado contenido en aluminio agrava el problema por su toxicidad para las plantas. En las regiones tropicales y subtropicales en las que se  presentan estos suelos lo habitual es que se cultiven plantas con bajas necesidades nutritivas y con fuerte resistencia al aluminio, tales como el té, el caucho y la palma de aceite.31

Aleaciones de aluminio De Wikipedia, la enciclopedia libre Saltar a navegación, búsqueda

Las aleaciones de aluminio son aleaciones obtenidas a partir de aluminio y otros elementos(generalmente cobre, zinc, manganeso, magnesio o silicio). Forman parte de las llamadas aleaciones ligeras, con una densidad mucho menor que los aceros, pero no tan resistentes a la corrosión como el aluminio puro, que forma en su superficie una capa de óxido de aluminio (alúmina). Las aleaciones de aluminio tienen como principal objetivo mejorar la dureza y resistencia del aluminio, que es en estado puro un metal muy blando. La corrosión galvánica se produce rápidamente en las aleaciones de aluminio cuando entran en contacto eléctrico con acero inoxidable u otras aleaciones con mayor  electronegatividad en un ambiente húmedo, por lo que si se usan conjuntamente deben ser adecuadamente aisladas.

Contenido [ocultar] 

1 Características 1.1 Aportaciones de los elementos aleantes o 1.1.1 Aleaciones de aluminio forjado sin tratamiento térmico 1.1.2 Aleaciones de aluminio forjado con tratamiento térmico 2 Constitución de las aleaciones de aluminio 2.1 Aleaciones de aluminio maleable o 2.2 Aleaciones de aluminio para fundición o 3 Referencias  

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[editar] Características

Culata de motor de aleación de aluminio.

Desde el punto de vista físico, el aluminio puro posee una resistencia muy baja a la tracción y una dureza escasa. En cambio, unido en aleación con otros elementos, el aluminio adquiere características mecánicas muy superiores. La primera aleación resistente de aluminio descubierta fue el Duraluminio, y pueden ser centenares de aleaciones diferentes. El duraluminio contiene pequeñas cantidades de cobre (Cu) (3 5%), magnesio (Mg) (0,5 - 2%), manganeso (Mn) (0,25 - 1%) y Zinc (3,5 - 5%). Sólo se usan en la práctica materiales de aluminio que contienen otros elementos (con la excepción del aluminio purísimo Al99,99), ya que incluso en aleaciones con una pureza del 99% sus propiedades vienen determinadas en gran parte por el contenido en hierro o silicio. Las aleaciones de aluminio contienen, en una matriz de aluminio diversos elementos de aleación. Los principales son el cobre (Cu), silicio (Si), magnesio (Mg), cinc (Zn) y manganeso (Mn). En menores cantidades se usa también hierro (Fe), cromo (Cr) y titanio (Ti); y para aleaciones especiales se suele usar también níquel (Ni), cobalto (Co),  plata (Ag), litio (Li), vanadio (V), circonio (Zr), estaño (Sn), plomo (Pb), cadmio (Cd),  bismuto (Bi), berilio (Be), boro (B), sodio (Na), estroncio (Sr) y escandio (Sc). Son también importantes los diversos tipos de aleaciones llamadas anticorodal, a base de aluminio (Al) y pequeños aportes de magnesio (Mg) y silicio (Si). Pero que pueden contener a veces manganeso (Mn), titanio (Ti) y Cromo (Cr). A estas aleaciones se las conoce con el nombre de avional , duralinox, silumin, hidronalio, peraluman, etc. Como hay distintas composiciones de aluminio en el mercado, es importante considerar las  propiedades que éstas presentan, pues, en la industria de la manufactura, unas son mas favorables que otras.

[editar] Aportaciones de los elementos aleantes Los principales elementos aleantes del aluminio son los siguientes y se enumeran las ventajas que proporcionan. 

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Cromo (Cr) Aumenta la resistencia mecánica cuando está combinado con otros elementos Cu, Mn, Mg. Cobre (Cu) Incrementa las propiedades mecánicas pero reduce la resistencia a la corrosión. Hierro (Fe). Incrementa la resistencia mecánica. Magnesio (Mg) Tiene alta resistencia tras el conformado en frío. Manganeso (Mn) Incrementa las propiedades mecánicas y reduce la calidad de embutición. Silicio (Si) Combinado con magnesio (Mg), tiene mayor resistencia mecánica. Titanio (Ti) Aumenta la resistencia mecánica. Zinc (Zn) Reduce la resistencia a la corrosión. Escandio (Sc) Mejora la soldadura.

Las aleaciones de aluminio forjado se dividen en dos grandes grupos, las que no reciben tratamiento térmico y las que reciben tratamiento térmico.

 [ editar  ] Aleaciones de aluminio forjado sin tratamiento térmico

Las aleaciones que no reciben tratamiento térmico solamente pueden ser trabajadas en frío para aumentar su resistencia. Hay tres grupos principales de estas aleaciones según la norma AISI-SAE que son los siguientes: 

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Aleaciones 1xxx. Son aleaciones de aluminio técnicamente puro, al 99,9% siendo sus principales impurezas el hierro y el silicio como elemento aleante. Se les aporta un 0.1% de cobre para aumentar su resistencia. Tienen una resistencia aproximada de 90 MPa. Se utilizan principalmente para trabajos de laminados en frío. Aleaciones 3 xxx. El elemento aleante principal de este grupo de aleaciones es el manganeso (Mn) que está presente en un 1,2% y tiene como objetivo reforzar al aluminio. Tienen una resistencia aproximada de 16 ksi (110MPa) en condiciones de recocido. Se utilizan en componentes que exijan buena mecanibilidad. Aleaciones 5xxx. En este grupo de aleaciones es el magnesio es el principal componente aleante su aporte varía del 2 al 5%. Esta aleación se utiliza cuando para conseguir reforzamiento en solución sólida. Tiene una resistencia aproximada de 28 ksi (193MPa) en condiciones de recocido.

 [ editar  ] Aleaciones de aluminio forjado con tratamiento térmico

Algunas aleaciones pueden reforzarse mediante tratamiento térmico en un proceso de  precipitación. El nivel de tratamiento térmico de una aleación se representa mediante la letra T seguida de un número por ejemplo T5. Hay tres grupos principales de este tipo de aleaciones. 

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Aleaciones 2xxx: El principal aleante de este grupo de aleaciones es el cobre (Cu), aunque también contienen magnesio Mg. Estas aleaciones con un tratamiento T6 tiene una resistencia a la tracción aproximada de 64ksi (442 MPa) y se utiliza en la fabricación de estructuras de aviones. Aleaciones 6xxx. Los principales elementos aleantes de este grupo son magnesio y silicio. Con unas condiciones de tratamiento térmico T6 alcanza una resistencia a la tracción de 42 ksi (290MPa) y es utilizada para perfiles y estructuras en general. Aleaciones 7xxx. Los principales aleantes de este grupo de aleaciones son cinc, magnesio y cobre. Con un tratamiento T6 tiene una resistencia a la tracción aproximada de 73ksi(504MPa) y se utiliza para fabricar estructuras de aviones.

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[editar] Constitución de las aleaciones de aluminio [editar] Aleaciones de aluminio maleable       

Aluminio puro, aluminio purísimo, AlFeSi . Aleaciones de AlMn maleables . Aleaciones de AlMg y de AlMgMn maleables . Aleaciones de AlMgSi maleables . Aleaciones de AlCuMg y AlCuSiMn maleables . Aleaciones de AlZnMg maleables . Aleaciones de AlZnMgCu maleables .

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Aleaciones con plomo maleables : para mejorar el mecanizado, a las aleaciones tipo AlCuMgPb y AlMgSiPb contienen pequeñas adiciones de plomo y en algunos casos de cadmio, bismuto y estaño. Estos elementos se presentan como fases separadas en la estructura que permite la formación de vi rutas cortas durante el mecanizado. Estas aleaciones no deben contener magnesio, pues se formaría una fase de Mg 3Bi2 que es muy frágil. Aleaciones con litio maleables : las aleaciones de aluminio y litio se caracterizan por su baja densidad, lo que supone buenas propiedades mecánicas frente a la masa. En la mayoría de los casos se trata de aleaciones con otros elementos, como la AlCuLi (2020). Estas aleaciones tienen problemas de fragilidad que hacen que requieran otros aleantes y condiciones de fabricación especiales (pulvimetalurgia), y tienen aplicación comercial en el campo aeroespacial. Otras aleaciones maleables .

[editar] Aleaciones de aluminio para fundición

Aluminium alloy From Wikipedia, the free encyclopedia

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Aluminium alloys are alloys in which aluminium (Al) is the predominant metal. The typical alloying elements are copper , magnesium, manganese, silicon, and zinc. There are two principal classifications, namely casting alloys and wrought alloys, both of  which are further subdivided into the categories heat-treatable and non-heat-treatable. About 85% of aluminium is used for wrought products, for example rolled plate, foils and extrusions. Cast aluminium alloys yield cost effective products due to the low melting point, although they generally have lower  tensile strengths than wrought alloys. The most important cast aluminium alloy system is Al-Si, where the high levels of  silicon (4.0% to 13%) contribute to give good casting characteristics. Aluminium alloys are widely used in engineering structures and components where light weight or  corrosion resistance is required.[1] Alloys composed mostly of the two lightweight metals aluminium and magnesium have  been very important in aerospace manufacturing since somewhat before 1940. Aluminium-magnesium alloys are both lighter than other aluminium alloys and much less flammable than alloys that contain a very high percentage of magnesium. Aluminium alloy surfaces will keep their apparent shine in a dry environment due to the formation of a clear, protective layer of aluminium oxide. In a wet environment, galvanic corrosion can occur when an aluminium alloy is placed in electrical contact with other metals with more negative corrosion potentials than aluminium. Aluminium alloy compositions are registered with The Aluminum Association. Many organizations publish more specific standards for the manufacture of aluminium alloy, including the Society of Automotive Engineers standards organization, specifically its aerospace standards subgroups,[2] and ASTM International.

Contents [hide] 

1 Engineering use 1.1 Overview 1.2 Aluminium alloys versus types of steel 1.3 Heat sensitivity considerations 1.4 Household wiring 2 Alloy designations 2.1 Temper designation 2.2 Wrought alloys 2.2.1 5000 series 2.2.1.1 5005 2.2.1.2 5052/5251/5754 2.2.1.3 5083 o o o o

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2.3 Cast alloys 2.4 Named alloys 3 Applications 3.1 Aerospace alloys 3.1.1 Scandium-Aluminium 3.1.2 List of aerospace Aluminium alloys 3.2 Marine alloys 3.3 Cycling alloys 3.4 Automotive alloys 4 References 4.1 Bibliography 5 External links o o

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[edit] Engineering use [edit] Overview Aluminium alloys with a wide range of properties are used in engineering structures. Alloy systems are classified by a number system (ANSI) or by names indicating their  main alloying constituents (DIN and ISO). Selecting the right alloy for a given application entails considerations of its tensile strength, density, ductility, formability, workability, weldability, and corrosion resistance, to name a few. A brief historical overview of alloys and manufacturing technologies is given in Ref .[3] Aluminium alloys are used extensively in aircraft due to their high strength-to-weight ratio. On the other  hand, pure aluminium metal is much too soft for such uses, and it does not have the high tensile strength that is needed for  airplanes and helicopters.

[edit] Aluminium alloys versus types of steel Aluminium alloys typically have an elastic modulus of about 70 GPa, which is about one-third of the elastic modulus of most kinds of steel and steel alloys. Therefore, for a given load, a component or unit made of an aluminium alloy will experience a greater  elastic deformation than a steel part of the identical size and shape. Though there are aluminium alloys with somewhat-higher tensile strengths than the commonly-used kinds of steel, simply replacing a steel part with an aluminium alloy might lead to  problems. With completely-new metal products, the design choices are often governed by the choice of manufacturing technology. Extrusions are particularly important in this regard, owing to the ease with which aluminium alloys, particularly the Al-Mg-Si series, can be extruded to form complex profiles. In general, stiffer and lighter designs can be achieved with aluminium alloys than is feasible with steels. For instance, consider the bending of a thin-walled tube: the second moment of area is inversely related to the stress in the tube wall, i.e. stresses are lower  for larger values. The second moment of area is proportional to the cube of the radius times the wall thickness, thus increasing the radius (and weight) by 26% will lead to a halving of the wall stress. For this reason, bicycle frames made of aluminium alloys

make use of larger tube diameters than steel or titanium in order to yield the desired stiffness and strength. In automotive engineering, cars made of aluminium alloys employ space frames made of extruded profiles to ensure rigidity. This represents a radical change from the common approach for current steel car design, which depend on the body shells for stiffness, that is a unibody design. Aluminium alloys are widely used in automotive engines, particularly in cylinder blocks and crankcases due to the weight savings that are possible. Since aluminium alloys are susceptible to warping at elevated temperatures, the cooling system of such engines is critical. Manufacturing techniques and metallurgical advancements have also been instrumental for the successful application in automotive engines. In the 1960s, the aluminium cylinder heads and crankcase of the Corvair earned a reputation for failure and stripping of threads, which is not seen in current aluminium cylinder heads. An important structural limitation of aluminium alloys is their lower fatigue strength compared to steel. In controlled laboratory conditions, steels display a fatigue limit, which is the stress amplitude below which no failures occur - the metal does not continue to weaken with extended stress cycles. Aluminum alloys do not have this lower fatigue limit and will continue to weaken with continued stress cycles. Aluminium alloys are therefore sparsely used in parts that require high fatigue strength in the high cycle regime (more than 10 7 stress cycles).

[edit] Heat sensitivity considerations Often, the metal's sensitivity to heat must also be considered. Even a relatively routine workshop procedure involving heating is complicated by the fact that aluminium, unlike steel, will melt without first glowing red. Forming operations where a blow torch is used therefore require some expertise, because no visual signs reveal how close the material is to melting. Aluminium also is subject to internal stresses and strains when it is overheated; the tendency of the metal to creep under these stresses tends to result in delayed distortions. For example, the warping or cracking of overheated aluminium automobile cylinder  heads is commonly observed, sometimes years later, as is the tendency of welded aluminium bicycle frames to gradually twist out of alignment from the stresses of the welding process. Thus, the aerospace industry avoids heat altogether by joining parts with adhesives or mechanical fasteners. Adhesive bonding was used in some bicycle frames in the 1970s, with unfortunate results when the aluminium tubing corroded slightly, loosening the adhesive and collapsing the frame. Stresses in overheated aluminium can be relieved by heat-treating the parts in an oven and gradually cooling it — in effect annealing the stresses. Yet these parts may still  become distorted, so that heat-treating of welded bicycle frames, for instance, can result in a significant fraction becoming misaligned. If the misalignment is not too severe, the cooled parts may be bent into alignment. Of course, if the frame is properly designed for  rigidity (see above), that bending will require enormous force. Aluminium's intolerance to high temperatures has not precluded its use in rocketry; even for use in constructing combustion chambers where gases can reach 3500 K. The Agena upper stage engine used a regeneratively cooled aluminium design for some parts

of the nozzle, including the thermally critical throat region; in fact the extremely high thermal conductivity of aluminium prevented the throat from reaching the melting point even under massive heat flux, resulting in a reliable lightweight component.

[edit] Household wiring  Main article: aluminium wire

Because of its high conductivity and relatively low price compared with copper in the 1960s, aluminium was introduced at that time for household electrical wiring in North America, even though many fixtures had not been designed to accept aluminium wire. But the new use brought some problems: 





The greater coefficient of thermal expansion of aluminium causes the wire to expand and contract relative to the dissimilar metal screw connection, eventually loosening the connection. Pure aluminium has a tendency to "creep" under steady sustained pressure (to a greater degree as the temperature rises), again loosening the connection. Galvanic corrosion from the dissimilar metals increases the electrical resistance of the connection.

All of this resulted in overheated and loose connections, and this in turn resulted in some fires. Builders then became wary of using the wire, and many jurisdictions outlawed its use in very small sizes, in new construction. Yet newer fixtures eventually were introduced with connections designed to avoid loosening and overheating. At first they were marked "Al/Cu", but they now bear a "CO/ALR" coding. Another way to forestall the heating problem is to crimp the aluminium wire to a short " pigtail" of copper wire. A properly done high-pressure crimp by the proper tool is tight enough to reduce any thermal expansion of the aluminium. Today, new alloys, designs, and methods are used for aluminium wiring in combination with aluminium terminations.

[edit] Alloy designations Wrought and cast aluminium alloys use different identification systems. Wrought aluminium is identified with a four digit number which identifies the alloying elements. Cast aluminium alloys use a four to five digit number with a decimal point. The digit in the hundreds place indicates the alloying elements, while the digit after the decimal  point indicates the form (cast shape or ingot).

[edit] Temper designation The temper designation follows the cast or wrought designation number with a dash, a letter, and potentially a one to three digit number, e.g. 6061-T6. The definitions for the tempers are:[4][5]

-F As fabricated -H Strain hardened (cold worked) with or without thermal treatment -H1 Strain hardened without thermal treatment -H2 Strain hardened and partially annealed -H3 Strain hardened and stabilized by low temperature heating Second digit A second digit denotes the degree of hardness -HX2 = 1/4 hard -HX4 = 1/2 hard -HX6 = 3/4 hard -HX8 = full hard -HX9 = extra hard -O Full soft (annealed) -T Heat treated to produce stable tempers -T1 Cooled from hot working and naturally aged (at room temperature) -T2 Cooled from hot working, cold-worked, and naturally aged -T3 Solution heat treated and cold worked -T4 Solution heat treated and naturally aged -T5 Cooled from hot working and artificially aged (at elevated temperature) -T51 Stress relieved by stretching -T510  No further straightening after stretching -T511 Minor straightening after stretching -T52 Stress relieved by thermal treatment -T6 Solution heat treated and artificially aged -T7 Solution heat treated and stabilized -T8 Solution heat treated, cold worked, and artificially aged -T9 Solution heat treated, artificially aged, and cold worked -T10 Cooled from hot working, cold-worked, and artificially aged -W

Solution heat treated only.  Note: -W is a relatively soft intermediary designation that applies after heat treat and  before aging is completed. The -W condition can be extended at extremely low temperatures but not indefinitely and depending on the material will typically last no longer than 15 minutes at ambient temperatures.

[edit] Wrought alloys The International Alloy Designation System is the most widely accepted naming scheme for wrought alloys. Each alloy is given a four-digit number, where the first digit indicates the major alloying elements. 



   





1000 series are essentially  pure aluminium with a minimum 99% aluminium content by weight and can be work hardened. 2000 series are alloyed with copper , can be precipitation hardened to strengths comparable to steel. Formerly referred to as duralumin, they were once the most common aerospace alloys, but were susceptible to stress corrosion cracking and are increasingly replaced by 7000 series in new designs. 3000 series are alloyed with manganese, and can be work hardened. 4000 series are alloyed with  silicon. They are also known as silumin. 5000 series are alloyed with magnesium. 6000 series are alloyed with magnesium and silicon, are easy to machine, and can be precipitation hardened, but not to the high strengths that 2000 and 7000 can reach. 7000 series are alloyed with  zinc, and can be precipitation hardened to the highest strengths of any aluminium alloy. 8000 series is a category mainly used for  lithium alloys.

Wrought aluminium alloy composition limits (% weight) Limits†† Alloy Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn V Ti Bi Ga Pb Zr Eac Tot Al h al 0.0 0.0 99.6 1060 0.25 0.35 0.05 0.03 0.03 0.03 0.05 0.05 0.03 0.03 0.03 0.03 3 3 min 0.05 0.95 0.0 99.0  –  0.05 1100 0.10 0.15 Si+Fe 5 min 0.20 0.50 3.9 – 0.40 0.20 0.0 remain 2014 0.7 0.10 0.25 0.15 0.15  – 1.2 5.0  – 1.2 – 0.8 5 der  3.8 – 0.30 1.2 –  0.0 remain 2024 0.50 0.50 0.10 0.25 0.15 0.15 4.9  – 0.9 1.8 5 der  0.20 0.05 0.02 0.10 5.8 –  0.0 remain  –  0.02  –  2219 0.2 0.30 0.10 –   –  0.15 6.8 5 der  0.40 0.15 0.10 0.25 0.05 1.0 –  0.0 remain 3003 0.6 0.7  –  0.10 0.15 1.5 5 der  0.20

3004 0.30 0.7 0.25

1.0 – 0.8 –  1.5 1.3 0.05

3102 0.40 0.7 0.10  –  0.40 4.5 –  4043 0.80 0.30 0.05 0.05 6.0 5052 5083 5086 5154 5356 5454 5456 5754 6005 6005 A† 6060 6061 6063 6066 6070

0.0 remain 0.15 5 der 

0.25 0.30

0.10

0.0 remain 0.15 5 der 

0.10

0.20

0.0 remain 0.15 5 der 

0.15 2.2 –   –  0.10 0.25 0.40 0.10 0.10 2.8 0.35 0.05 0.40 4.0 –   –  0.25 0.40 0.40 0.10  – 1.0 4.9 0.25 0.05 0.20 3.5 –   –  0.25 0.40 0.50 0.10  – 0.7 4.5 0.25 3.10 0.15 0.25 0.40 0.10 0.10  –   –  0.20 3.90 0.35 4.50 0.05 0.25 0.40 0.10 0.10  –   –  0.10 5.50 0.20 0.05 0.50 2.4 –   –  0.25 0.25 0.40 0.10  – 1.0 3.0 0.20 0.05 0.50 4.7 –   –  0.25 0.25 0.40 0.10  – 1.0 5.5 0.20 2.6 –  0.40 0.40 0.10 0.50 0.30 0.20 3.6 0.6 –  0.40 0.35 0.10 0.10 0.10 0.10  – 0.6 0.9 0.50 0.40 0.35 0.30 0.50 0.30 0.20  – 0.9  – 0.7 0.10 0.30 0.35  –  0.10 0.10 0.05 0.15  – 0.6  – 0.6 0.30 0.15 0.04 0.40 0.8 –   –  0.25 0.7  –  0.15  – 0.8 1.2 0.40 0.35 0.20 0.45 0.35 0.10 0.10 0.10 0.10  – 0.6  – 0.9 0.9 –  0.7 – 0.6 – 0.8 –  0.50 0.40 0.25 1.8 1.2 1.1 1.4 1.0 –  0.15 0.40 0.50 0.50 0.10 0.25  –   – 1.0 – 1.2 1.7

0.0 remain 0.15 5 der  0.15

0.0 remain 0.15 5 der 

0.15

0.0 remain 0.15 5 der 

0.20

0.0 remain 0.15 5 der 

0.06  – 

0.20

0.0 remain 0.15 5 der 

0.20

0.0 remain 0.15 5 der 

0.20

0.0 remain 0.15 5 der 

0.15 0.10 0.10

0.0 remain 0.15 5 der  0.0 remain 0.15 5 der  0.0 remain 0.15 5 der 

0.10

0.0 remain 0.15 5 der 

0.15

0.0 remain 0.15 5 der 

0.10 0.20 0.15

0.0 remain 0.15 5 der  0.0 remain 0.15 5 der  0.0 remain 0.15 5 der 

0.40 0.7 –  0.40 0.60 0.0 remain 0.50 0.10 0.25 0.20 0.10 0.15  – 1.0 – 1.2 1.3 5 der  0.6 –  0.45 0.0 remain 6105 0.35 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.15  – 0.8 1.0 5 der  0.40 0.7 –  0.0 remain 6162 0.50 0.20 0.10 0.10 0.25 0.10 0.15  – 0.8 1.1 5 der  0.15 0.04 0.40 0.8 –  0.40 0.40 0.0 remain  –  0.25 6262 0.7  –  0.15 0.15 0.15  – 0.8  – 0.7  – 0.7 1.2 5 der  0.40 0.14 0.7 –  0.40 0.40 0.0 remain 6351 0.50 0.10 0.20 0.20 0.15  – 0.8 – 0.8 1.3 5 der  0.20 0.45 0.0 remain 6463 0.15 0.20 0.05 0.05 0.15  – 0.6  – 0.9 5 der  0.20 0.06 0.01 0.08 1.0 –  4.0 –  0.0 remain  –   –   –  7005 0.35 0.40 0.10  –  0.15 1.8 5.0 5 der  0.70 0.20 0.06 0.20 0.50 0.10 2.60 0.10 4.30 0.0 remain 7022 0.50 0.50 -  –   –   –   –  0.20 0.15 5 der  1.00 0.40 3.70 0.30 5.20 0.7 0.8 –  0.0 remain 7072 0.10 0.10 0.10 0.15 Si+Fe 1.3 5 der  0.18 1.2 –  2.1 –  5.1 –  0.0 remain  –  7075 0.40 0.50 0.30 0.20 0.15 2.0 2.9 6.1 5 der  0.28 0.40 0.10 0.10 2.9 –  3.8 –  0.0 remain  –  7079 0.3 0.40 –   –  0.10 0.15 3.7 4.8 5 der  0.80 0.30 0.25 0.50 0.8 –  4.2 –  0.0 0.0 remain 7116 0.15 0.30 0.05 0.05 0.05 0.15  – 1.1 1.4 5.2 3 5 der  0.50 1.3 –  4.2 –  0.0 0.0 remain 7129 0.15 0.30 0.10 0.10 0.05 0.05 0.15  – 0.9 2.0 5.2 3 5 der  0.18 1.6 –  2.4 –  6.3 –  0.0 remain  –  7178 0.40 0.50 0.30 0.20 0.15 2.4 3.1 7.3 5 der  0.28 Manganese plus chromium must be between 0.12 – 0.50%. †† This column lists the limits that apply to all elements, whether a table column exists for them or not, for which no other limits are specified. 6082

[edit] 5000 series [edit] 5005

Aluminium alloy 5005 is used in decorative and architectural applications that require an anodized finish.[6] [edit] 5052/5251/5754

Aluminium alloys 5052, 5251, 5754 are very similar grades, only differing in the amount of magnesium. 5052 has 2.5% magnesium and is commonly used in the U.S.; 5251 has 2% magnesium and is commonly used in the UK; and 5754 has 3% magnesium and is commonly used in Europe. Due to their formability, corrosion resistance and weldability these grades are commonly used in pressure vessels, tanks, fitting, boat hulls, and van bodies. Their salt water corrosion resistance is better than the 1200 grade and their strength is better than the 3003 grade .[6] [edit] 5083

Aluminium alloy 5083 is an aluminium alloy suitable for cryogenic applications down to design temperatures of −165 °C (−265 °F), since alloys of this type do not show the ductile-brittle transition phenomenon.[6]

[edit] Cast alloys The Aluminium Association (AA) has adopted a nomenclature similar to that of  wrought alloys. British Standard and DIN have different designations. In the AA system, the second two digits reveal the minimum percentage of aluminium, e.g. 150.x correspond to a minimum of 99.50% aluminium. The digit after the decimal point takes a value of 0 or 1, denoting casting and ingot respectively.[1] The main alloying elements in the AA system are as follows: [citation needed ]       

1xx.x series are minimum 99% aluminium 2xx.x series copper  3xx.x series silicon, copper and/or magnesium 4xx.x series silicon 5xx.x series magnesium 7xx.x series zinc 8xx.x series lithium Minimum tensile requirements for cast aluminium alloys

Alloy type Tensile strength Temper (min) [ksi] ([MPa]) ANSI UNS 201.0 A02010 T7 60.0 (414) 204.0 A02040 T4 45.0 (310) O 23.0 (159) 242.0 A02420 T61 32.0 (221) A242.0 A12420 T75 29.0 (200) T4 29.0 (200) T6 32.0 (221) 295.0 A02950 T62 36.0 (248) T7 29.0 (200) F 23.0 (159) 319.0 A03190 T5 25.0 (172)

Yield strength Elongation in 2 (min) [ksi] ([MPa]) in [%] 50.0 (345) 28.0 (193) N/A 20.0 (138) N/A 13.0 (90) 20.0 (138) 28.0 (193) 16.0 (110) 13.0 (90) N/A

3.0 6.0 N/A N/A 1.0 6.0 3.0 N/A 3.0 1.5 N/A

T6 31.0 (214) F 25.0 (172) 328.0 A03280 T6 34.0 (234) T6 32.0 (221) 355.0 A03550 T51 25.0 (172) T71 30.0 (207) C355.0 A33550 T6 36.0 (248) F 19.0 (131) T6 30.0 (207) 356.0 A03560 T7 31.0 (214) T51 23.0 (159) T71 25.0 (172) T6 34.0 (234) A356.0 A13560 T61 35.0 (241) 443.0 A04430 F 17.0 (117) B443.0 A24430 F 17.0 (117) 512.0 A05120 F 17.0 (117) 514.0 A05140 F 22.0 (152) 520.0 A05200 T4 42.0 (290) 535.0 A05350 F 35.0 (241) 705.0 A07050 T5 30.0 (207) 707.0 A07070 T7 37.0 (255) 710.0 A07100 T5 32.0 (221) 712.0 A07120 T5 34.0 (234) 713.0 A07130 T5 32.0 (221) T5 42.0 (290) T51 32.0 (221) 771.0 A07710 T52 36.0 (248) T6 42.0 (290) T71 48.0 (331) 850.0 A08500 T5 16.0 (110) 851.0 A08510 T5 17.0 (117) 852.0 A08520 T5 24.0 (165) Only when requested by the customer 

20.0 (138) 14.0 (97) 21.0 (145) 20.0 (138) 18.0 (124) 22.0 (152) 25.0 (172) 9.5 (66) 20.0 (138) N/A 16.0 (110) 18.0 (124) 24.0 (165) 26.0 (179) 7.0 (48) 6.0 (41) 10.0 (69) 9.0 (62) 22.0 (152) 18.0 (124) 17.0 (117) 30.0 (207) 20.0 (138) 25.0 (172) 22.0 (152) 38.0 (262) 27.0 (186) 30.0 (207) 35.0 (241) 45.0 (310) N/A N/A 18.0 (124)

1.5 1.0 1.0 2.0 N/A N/A 2.5 2.0 3.0 N/A N/A 3.0 3.5 1.0 3.0 3.0 N/A 6.0 12.0 9.0 5.0 1.0 2.0 4.0 3.0 1.5 3.0 1.5 5.0 5.0 5.0 3.0 N/A

[edit] Named alloys 

Alclad Aluminium sheet formed from high-purity aluminium surface layers  bonded to high strength aluminium alloy core material



    



Birmabright (aluminium, magnesium) a product of The Birmetals Company,  basically equivalent to 5251 Duralumin (copper, aluminium) Magnalium Magnox (magnesium, aluminium) Silumin (aluminium, silicon) Titanal (aluminium, zinc, magnesium, copper, zirconium) a product of  Austria Metall AG. Commonly used in high performance sports products, particularly snowboards and skis. Y alloy, Hiduminium, R.R. alloys: pre-war nickel-aluminium alloys, used in aerospace and engine pistons, for their ability to retain strength at elevated temperature.

[edit] Applications [edit] Aerospace alloys [edit] Scandium-Aluminium

Parts of the Mig – 29 are made from Al-Sc alloy.[8] The addition of scandium to aluminium creates nanoscale Al 3Sc precipitates which limit the excessive grain growth that occurs in the heat-affected zone of welded aluminium components. This has two beneficial effects: the precipitated Al 3Sc forms smaller  crystals than are formed in other aluminium alloys [8] and the width of precipitate-free zones that normally exist at the grain boundaries of age-hardenenable aluminium alloys is reduced.[8] Scandium is also a potent grain refiner in cast aluminium alloys, and atom for atom, the most potent strengthener in aluminium, both as a result of grain refinement and precipitation strengthening. However, titanium alloys, which are stronger but heavier, are cheaper and much more widely used .[9] The main application of metallic scandium by weight is in aluminium-scandium alloys for minor aerospace industry components. These alloys contain between 0.1% and 0.5% (by weight) of scandium. They were used in the Russian military aircraft Mig 21 and Mig 29.[8] Some items of sports equipment, which rely on high performance materials, have been made with scandium-aluminium alloys, including baseball bats [10], lacrosse sticks, as well as bicycle[11] frames and components. U.S. gunmaker Smith & Wesson produces revolvers with frames composed of scandium alloy and cylinders of titanium. [12]

[edit] List of aerospace Aluminium alloys The following aluminium alloys are commonly used in aircraft and other aerospace structures:[13]     

7075 aluminium 6061 aluminium 6063 aluminium 2024 aluminium 5052 aluminium

 Note that the term aircraft aluminium or aerospace aluminium usually refers to 7075.[14][15] The following list of aluminium alloys are currently produced, [citation needed ] but less widely[citation needed ] used:   

       

2090 aluminium 2124 aluminium 2195 aluminium - Al-Li alloy, used in Space Shuttle Super Lightweight external tank  2219 aluminium 2324 aluminium 5059 aluminium - Used in experimental rocket cryogenic tanks 6013 aluminium 7050 aluminium 7055 aluminium 7150 aluminium 7475 aluminium

7075 aluminium alloy From Wikipedia, the free encyclopedia

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Aluminium alloy 7075 is an aluminium alloy, with zinc as the primary alloying element. It is strong, with a strength comparable to many steels, and has good fatigue strength and average machinability, but has less resistance to corrosion than many other  Al alloys. Its relatively high cost limits its use to applications where cheaper alloys are not suitable. 7075 aluminum alloy's composition includes 5.1-6.1% zinc, 2.1-2.9% magnesium, 1.22.0% copper , and less than half a percent of silicon, iron, manganese, titanium, chromium, and other metals. It is commonly produced in several heat temper grades, 7075-O, 7075-T6, 7075-T651.

Contents

[hide]  

1 Basic properties 2 Mechanical properties 2.1 7075-O 2.2 7075-T6 2.3 7075-T651 3 Uses 3.1 History 3.2 Trade names 4 References o o o



o o



[edit] Basic properties Aluminium 7075 has a density of 2810 kg/m³.[1]

[edit] Mechanical properties The mechanical properties of 7075 depend greatly on the temper of the material.

[2]

[edit] 7075-O Un-heat-treated 7075 (7075-O temper) has maximum tensile strength no more than 40,000 psi (276 MPa), and maximum yield strength no more than 21,000 psi (145 MPa). The material has elongation (stretch before ultimate failure) of 9-10%.

[edit] 7075-T6 7075 tech sheet T6 temper 7075 has an ultimate tensile strength of 74 - 78,000 psi (510 - 538 MPa) and yield strength of at least 63 - 69,000 psi (434-476 MPa). It has failure elongation of 5-8%.

[edit] 7075-T651 T651 temper 7075 has an ultimate tensile strength of at least 67 - 78,000 psi (462 - 538 MPa) and yield strength of 54 - 67,000 psi (372-462 MPa). It has failure elongation of  3-9%. The 51 suffix has no bearing on the heat treatment but denotes that the material is stress relieved by control stretching.

[edit] Uses 7000 series alloys such as 7075 are often used in transport applications, including marine, automotive and aviation applications, due to their high strength-to-density ratio.[2][3] Its strength and light weight are also desirable in other fields. Lacrosse shafts, rock climbing equipment, bicycle components, and hang glider airframes are commonly

made from 7075 aluminium alloy. The bicycle industry is also using 7005 and 6061 aluminium alloys. Hobby grade RC models commonly use 7075 and 6061 for chassis  plates. One interesting use for 7075 is in the manufacture of M16 rifles for the American military. It is also commonly used in shafts for  lacrosse sticks, and camping knife and fork sets. Due to its strength, high density, thermal properties and its polishability 7075 is widely used in mould tool manufacture. This alloy has been further refined into other 7000 series alloys for this application namely 7050 and 7020.

[edit] History The first 7075 was developed by Japanese company Sumitomo Metal in 1936.[4] 7075 was used for the Zero fighter 's air frame of the Imperial Japanese Navy in pre-war  times.

[edit] Trade names 7075 has been sold under various trade names including Zicral, Ergal and Fortal Constructal. Some 7000 series alloys sold under brand names for making moulds include Alumec 79, Alumec 89, Contal, Certal, Alumould, and Hokotol.

6061 aluminium alloy From Wikipedia, the free encyclopedia

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6061 is a precipitation hardening aluminum alloy, containing magnesium and silicon as its major alloying elements. It has good mechanical properties and exhibits good weldability. It is one of the most common alloys of aluminum for general purpose use. It is commonly available in pre-tempered grades such as 6061-O (solutionized) and tempered grades such as 6061-T6 (solutionized and artificially aged) and 6061-T651 (solutionized, stress-relieved stretched and artificially aged).

Contents [hide] 

1 Basic properties 1.1 Chemical composition 2 Mechanical properties 2.1 6061-O 2.2 6061-T4 2.3 6061-T6 3 Uses o



o o o



3.1 Welding 3.2 Extrusions 3.3 Forgings 4 References o o o



[edit] Basic properties 6061 has a density of 2.70 g/cm³ (0.0975 lb/in³).

[edit] Chemical composition The alloy composition of 6061 is:          

Silicon minimum 0.4%, maximum 0.8% by weight Iron no minimum, maximum 0.7% Copper minimum 0.15%, maximum 0.40% Manganese no minimum, maximum 0.15% Magnesium minimum 0.8%, maximum 1.2% Chromium minimum 0.04%, maximum 0.35% Zinc no minimum, maximum 0.25% Titanium no minimum, maximum 0.15% Other elements no more than 0.05% each, 0.15% total Remainder Aluminum (95.85%-98.56%)

[edit] Mechanical properties The mechanical properties of 6061 depend greatly on the temper , or heat treatment, of  the material. [1] Young's Modulus is 10x10^6 psi (69 GPa) irrespective of temper .[2]

[edit] 6061-O Annealed 6061 (6061-O temper) has maximum tensile strength no more than 18,000 psi (125 MPa), and maximum yield strength no more than 8,000 psi (55 MPa). The material has elongation (stretch before ultimate failure) of 25-30 %.

[edit] 6061-T4 T4 temper 6061 has an ultimate tensile strength of at least 30,000 psi (207 MPa) and yield strength of at least 16,000 psi (110 MPa). It has elongation of 16%.

[edit] 6061-T6 T6 temper 6061 has an ultimate tensile strength of at least 42,000 psi (290 MPa) and yield strength of at least 35,000 psi (241 MPa). More typical values are 45,000 psi (310 MPa) and 40,000 psi (275 MPa), respectively.[3] In thicknesses of 0.250 inch (6.35 mm) or less, it has elongation of 8% or more; in thicker sections, it has elongation of 10%. T651 temper has similar mechanical properties. The famous Pioneer plaque was made

of this particular alloy. A material data sheet load as 14,000 psi.

[4]

defines the fatigue limit under cyclic

[edit] Uses The lists in this article may contain items that are not notable, not encyclopedic, or not helpful. Please help out by removing such elements and incorporating appropriate items into the main body of the article. (April 2010) 

6061 is widely used for construction of aircraft structures, such as wings and fuselages, more commonly in homebuilt aircraft than commercial or military aircraft.[5]

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6061 is used for yacht construction, including small utility boats.[6]

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6061 is commonly used in the construction of  bicycle frames and components.

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6061 is used in automotive parts, such as wheel spacers.

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6061 is used in the manufacture of aluminum cans for the packaging of  foodstuffs and beverages.

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6061 is used in SCUBA tanks (post 1995)

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6061 was the material used for the Pioneer plaques.

[edit] Welding 6061 is highly weldable, for example using tungsten inert gas welding (TIG) or metal inert gas welding (MIG). Typically, after welding, the properties near the weld are those of 6061-0, a loss of strength of around 80%. The material can be re-heat-treated to restore -T4 or -T6 temper for the whole piece. After welding the material can naturally age and restore some of its strength as well. Typical filler material is 4043 or 5356

[edit] Extrusions 6061 is an alloy used in the production of extrusions — long constant – cross-section structural shapes produced by pushing metal through a shaped die.

[edit] Forgings 6061 is an alloy that is suitable for hot forging. The billet is heated through an induction furnace and forged using a closed die process. Automotive parts, ATV parts, and industrial parts are just some of the uses as a forging.

6063 aluminium alloy From Wikipedia, the free encyclopedia

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AA 6063 is an aluminium alloy, with magnesium and silicon as the alloying elements. The standard controlling its composition is maintained by The Aluminum Association. It has generally good mechanical properties and is heat treatable and weldable. It is similar to the British aluminium alloy HE9. 6063 is mostly used in extruded shapes for architecture, particularly window frames, door frames, and roofs. It is typically produced with very smooth surfaces fit for  anodizing.

Contents [hide] 

1 Basic properties 1.1 Chemical composition 2 Mechanical properties 2.1 6063-O 2.2 6063-T1 2.3 6063-T4 2.4 6063-T5 2.5 6063-T6 2.6 Other tempers 3 Uses 3.1 Welding 3.2 Extrusions 4 See also 5 References o

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[edit] Basic properties 6063 has a specific gravity of 2.68 (0.097 lb/cubic inch).

[edit] Chemical composition The alloy composition of 6063 is:          

[1]

Silicon minimum 0.2%, maximum 0.6% by weight Iron no minimum, maximum 0.35% Copper no minimum, maximum 0.10% Manganese no minimum, maximum 0.10% Magnesium minimum 0.45%, maximum 0.9% Chromium no minimum, maximum 0.10% Zinc no minimum, maximum 0.10% Titanium no minimum, maximum 0.10% Other elements no more than 0.05% each, 0.15% total Remainder Aluminium

[edit] Mechanical properties The mechanical properties of 6063 depend greatly on the temper , or heat treatment, of  the material. [1]

[edit] 6063-O Un-heat-treated 6063 has maximum tensile strength no more than 19,000 psi (131 Mpa), and no specified maximum yield strength. The material has elongation (stretch before ultimate failure) of 18%.

[edit] 6063-T1 T1 temper 6063 has an ultimate tensile strength of at least 17,000 psi (117 MPa) in thicknesses up to 0.5-inch (13 mm), and 16,000 psi (110 MPa) from 0.5 to 1.0-inch (25 mm) thick, and yield strength of at least 9,000 psi (62 MPa) in thickness up to 0.5inch (13 mm) and 8,000 psi (55 MPa) from 0.5 to 1.0-inch (25 mm) thick. It has elongation of 12%.

[edit] 6063-T4 T4 temper 6063 has an ultimate tensile strength of at least 19,000 psi (131 MPa) in thicknesses up to 0.5-inch (13 mm), and 18,000 psi (124 MPa) from 0.5 to 1.0-inch (25 mm) thick, and yield strength of at least 10,000 psi (69 MPa) up to 0.5-inch (13 mm) and 9,000 psi (62 MPa) from 0.5 to 1.0-inch (25 mm). It has elongation of  14%.

[edit] 6063-T5 T5 temper 6063 has an ultimate tensile strength of at least 22,000 psi (152 MPa) in thicknesses up to 0.5-inch (13 mm), and 21,000 psi (145 MPa) from 0.5 to 1.0-inch (25 mm) thick, and yield strength of at least 16,000 psi (110 MPa) up to 0.5-inch (13 mm) and 15,000 psi (103 MPa) (from 0.5 to 1.0-inch (25 mm). It has elongation of  8%.

[edit] 6063-T6 T6 temper 6063 has an ultimate tensile strength of at least 30,000 psi (207 MPa) and yield strength of at least 25,000 psi (172 MPa). In thicknesses of 0.124-inch (3.1 mm) or  less, it has elongation of 8% or more; in thicker sections, it has elongation of 10%.

[edit] Other tempers 6063 is also produced in tempers T52, T53, T54, T55, and T832, with various improved properties.

[edit] Uses

6063 is used for architectural fabrication, window and door frames, pipe and tubing, and aluminium furniture.[1]

[edit] Welding 6063 is highly weldable, using tungsten inert gas welding. Typically, after welding, the  properties near the weld are those of 6063-0, a loss of strength of up to 30%. The material can be re-heat-treated to restore a higher temper for the whole piece.

[edit] Extrusions 6063 is widely used in the production of extrusions - long constant-cross-section structural shapes produced by pushing metal through a shaped die. These include "L" and "U" shaped channels and angles.

2024 aluminium alloy From Wikipedia, the free encyclopedia

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Aluminium alloy 2024 is an aluminium alloy, with copper and magnesium as the alloying elements. It is used in applications requiring high strength to weight ratio, as well as good fatigue resistance. It is not weldable, and has average machinability. Due to poor corrosion resistance, it is often clad with aluminium or Al-1Zn for protection, although this may reduce the fatigue strength.

Contents [hide]  

1 Basic properties 2 Mechanical properties 2.1 2024-O 2.2 2024-T3 2.3 2024-T351 3 Uses 4 References o o o

 

[edit] Basic properties Aluminum alloy 2024 has a density of 2.73 g/cm³ (0.098 lb/in³), electrical conductivity of 30% IACS, Young's Modulus of 73 GPa (10.6 Msi) across all tempers, and begins to melt at 500 °C (932 °F).[1]

[edit] Mechanical properties

The mechanical properties of 2024 depend greatly on the temper of the material.[2]

[edit] 2024-O 2024-O temper aluminium has no heat treating. It has a maximum tensile strength of 3032 ksi (207-220 MPa), and maximum yield strength of no more than 14,000 psi (96 MPa). The material has elongation (stretch before ultimate failure) of 10-25%, this is the allowable range per applicable AMS specifications.

[edit] 2024-T3 T3 temper 2024 sheet has an ultimate tensile strength of 58-62 ksi (400-427 MPa) and yield strength of at least 39-40 ksi (269-276 MPa). It has elongation of 10-15%.

[edit] 2024-T351 T351 temper 2024 plate has an ultimate tensile strength of 68 ksi (470 MPa) and yield strength of 41 ksi (280 MPa). It has elongation of 19%.

[edit] Uses Due to its high strength and fatigue resistance, 2024 is widely used in aircraft structures, especially wing and fuselage structures under tension.[3][4] Because the material is susceptable to thermal shock, 2024 is used in qualification of liquid penetrant tests outside of normal temperature ranges.[5]

[edit] Marine alloys These alloys are used for boat building and shipbuilding, and other marine and saltwater sensitive shore applications.[16]      

5052 aluminium 5059 aluminium 5083 aluminium 5086 aluminium 6061 aluminium 6063 aluminium

[edit] Cycling alloys These alloys are used for cycling frames and components     

2014 aluminium 6061 aluminium 6063 aluminium 7005 aluminium 7075 aluminium



Scandium aluminium

[edit] Automotive alloys 6111 aluminium is extensively used for automotive body panels.[citation needed ]

Aluminum in Aircraft Aluminum plate is used in the manufacture of aircraft and for fuel tanks in spacecraft. The airframe of a typical modern commercial transport aircraft is 80 percent aluminum by weight. Structural components of  current United States Navy aircraft are made of fabricated wrought aluminum (forged, machined, and assembled parts). There are efforts under way to persuade the Navy to adopt aluminum casting technology, which offers lower manufacturing cost, the ability to form complex shapes, and the flexibility to incorporate innovative design concepts. Aircraft manufacturers use high-strength alloys (principally alloy 7075) to strengthen aluminum aircraft structures. Alloy 7075 has zinc and copper added for ultimate strength, but because of the copper it is very difficult to weld. It anodizes beautifully. 7075 has the best machinability and results in the finest finish.

Aircraft Aluminum? by PennyJo Wagn er 

Winter 1995 How

many times have you seen the term "aircraft aluminum" used to describe snowmobile components? Have you ever wondered what might be the difference, or is all aluminum the same?  Aluminum is known for it's light weight and corrosion resistance. It's density is about 1/3 that of  steel, but by itself aluminum is very soft. It is alloyed with copper, magnesium, manganese silicon, and zinc for strength. Small additions of chromium, iron, nickel, and titanium are sometimes added to obtain desired properties. So, as you can see, all aluminum is not the same. Why should you care ? Let's say that you are looking for parts for your snowmobile. One is more expensive than the other - but they "look" the same. Should you be settling for the cheaper component? Or, is there another difference other than price? What no one bothers to tell you is that there are seven basic classifications of aluminum ranging from the 1000 series which is almost pure aluminum and very soft, to 7075 which is the strongest. However, it isn't safe to assume that there is a progression in strength related to a comparable progression in a higher identifying number. The 1000 series is too soft and weak for snowmobile usage. The 2000 series has some copper  and other elements added to make it stronger and resist fatigue, but has poor corrosion resistance. It is not weldable by conventional methods, but can be heat treated and is a good choice for machined parts. Some snowmobiles have suspension cross shafts made out this material identified as 2024. The 3000 series has manganese added for good formability and is mainly used for general sheet metal work (and pots and pans). It is not heat treatable and is not good for snowmobile usage (except for type 3003, which can be formed into complex shapes such as a gas tank for a modified sled). The 4000 series is basically welding rods containing silicon. The 5000 series has moderate to high strength and is weldable. However, it's greatest attribute is it's excellent corrosion resistance - it is used mainly for marine applications. The 6000 series, specifically 6061, is a general purpose alloy. This is the least expensive and most versatile of the heat treatable aluminum alloys. It has very good corrosion resistance, finish-ability, excellent weld-ability, and a strength approximating that of mild steel. It anodizes nicely and is readily available. Some skis are made of 6061. It is used in tie rods, steering arms, bulkheads and tunnels, and some bumpers. If the part has been welded it should be heat treated to regain the strength that it lost in the heat affected zone. Some snowmobile parts made from 6061 seem like a good buy, but may not be strong enough. 7075 is the highest strength alloy of the commercially available aluminum , and is typically used as aircraft structures. It has zinc and copper added for ultimate strength, but because of the copper it is very difficult to weld. It anodizes beautifully. 7075 has the best machinability and results in the finest finish. 7075 is the most expensive because of it's high strength and is not readily available. This is the good stuff - snowmobile parts made from 7075 are lightweight AND strong. Not only is the type of aluminum important to the strength, but also the process used to form the part. Clutches, cylinder heads, and motor blocks are cast aluminum. Carbs are cast from