Aleación de del Aluminio- Manganeso, estudio tomado de varias fuentes de internet

1. República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular Para La Defensa
Universidad Nacional Experimental Politécnica De las Fuerzas Armadas
(UNEFA)
Aleación
Aluminio-Manganeso
Realizado por:
Martínez Josue C.I. 24.424.598
Mora Angel C.I. 18.763.626
Zerpa Alfredo C.I. 22.677.304
Ingeniería Aeronáutica
Sección: AER 501

2. Aluminio:
El aluminio es un elemento químico, de símbolo Al y número atómico 13. Se trata
de un metal no ferromagnético. Es el tercer elemento más común encontrado en
la corteza terrestre. Como metal se extrae únicamente del mineral conocido con
el nombre de bauxita, por transformación primero en alúmina mediante el
proceso Bayer y a continuación en aluminio metálico mediante electrólisis. Este
metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil en
ingeniería de materiales, tales como su baja densidad (2.700 kg/m3) y su alta
resistencia a la corrosión. Mediante aleaciones adecuadas se puede aumentar
sensiblemente su resistencia mecánica (hasta los 690 MPa). Es buen conductor de
la electricidad y del calor, se mecaniza con facilidad y es muy barato.
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.
Las aleaciones tratadas se rigen por las normas AA (Aluminum Association), UNS
(Unified Numbering System) o ISO (International Standards Organization) entre
otras. Las composiciones se reportan en la siguiente tabla:
Serie Designación Aleante principal
Principales compuestos
en la aleación
Serie 1000 AA1XXX 99% al menos de aluminio -
Serie 2000 AA2XXX Cobre (Cu) Al2Cu - Al2CuMg
Serie 3000 AA3XXX Manganeso (Mn) Al6Mn
Serie 4000 AA4XXX Silicio (Si) -
Serie 5000 AA5XXX Magnesio (Mg) Al3Mg2
Serie 6000 AA6XXX Magnesio (Mg) y Silicio (Si) Mg2Si
Serie 7000 AA7XXX Zinc (Zn) MgZn2
Serie 8000 AA8XXX Otros elementos -

3. Manganeso:
El manganeso es un elemento químico de número atómico 25 situado en el grupo
7 de la tabla periódica de los elementos y se simboliza como Mn. Se encuentra
como elemento libre en la naturaleza, a menudo en combinación con el hierro y
en muchos minerales. Como elemento libre, el manganeso es un metal con
aleación de metales industriales con importantes usos, sobre todo en los aceros
inoxidables.
Aleación Aluminio-Manganeso:
La aleación con manganeso incrementa la resistencia mecánica sea por solución
sólida o por finos precipitados intermetálicos. No altera la resistencia a la
corrosión. Se usa en la fundición para corregir la forma acicular de los
precipitados aciculares ricos en hierro y disminuir su efecto fragilizante, aunque
promueve una estructura fibrosa en los lingotes. En forma de precipitados finos
previene el crecimiento del grano en la recristalización. Se encuentra que el
manganeso incrementa la sensibilidad al agrietamiento de las aleaciones
tratables térmicamente. Hasta 1,25% Mn es el principal aleante en las aleaciones
del tipo 3xxx. Con grandes deformaciones plástica, estos materiales exhiben una
aceptable embutibilidad. En presencia de Fe, Cr ó Ni, debe cuidarse que
no sobrepasen los límites de composición para evitar la formación de cristales
primarios intermetálicos.
Aleación AA 2024:
Contiene como elementos principales el Cu con un contenido entre 3,8 – 4,0% Cu,
0,9 – 1,2 % Mg y 0,3 – 0,9 %Mn. El manganeso se agrega a las aleaciones AA 2024
con el fin de mejorar la elongación con una notable mejora de las propiedades
de resistencia a la tensión y a la cadencia, como se muestra en la Figura 1, la cual
muestra la Influencia del manganeso en las propiedades mecánicas de las
aleaciones Al-4%Cu-0.5%Mg, tratado térmicamente a 525 °C. Se indica el rango
de la aleación AA2024, aunque ésta contiene como mínimo 0,8% Mg.
Figura 1

4. Aleación AA3003:
Esta aleación contiene nominalmente 1,3 % Mn y 0,13 Cu. El Si se limita a un
máximo de 0,6%. Se recomienda en aplicaciones que impliquen buena
confortabilidad, resistencia a la corrosión, soldabilidad y resistencia mecánica. Es
común su uso en utensilios de cocina. En la aleación AA3003 debe tenerse
cuidado que la suma total del Fe+Mn sea inferior a 2,0%, para prevenir la
formación del Al6(Fe,Mn) desde la colada. El efecto del manganeso en esta
aleación se hace evidente en la figura 2, y se agrega para endurecer la matriz
de aluminio aumentando la resistencia a la tracción, la resistencia a la fluencia y
la elongación.
La Figura 3 ilustra la secuencia de solidificación y transformaciones en el estado
sólido de la aleación, la cual muestra el diagrama de fases pseudobinario de las
aleaciones Al-Mn-Si para 1,5% Mn. El precipitado a temperatura ambiente es α-
Al15Mn3Si2.
3003: L→L+(Al)→(Al)+Al6Mn →(Al)+α ,
con α= Al15Mn3Si2.
Figura 2
Figura 3

5. De la figura anterior, se deduce que las fases de la aleación AA3003 a
temperatura ambiente son (Al) primario y Al15Mn3Si2, como se muestra en la Figura
4. En esta figura se muestra la microestructura de la aleación AA3003. La fase
continua es aluminio primario (Al) y el precipitado blanco es Al15(Fe,Mn)3Si2
Figura 4