ALEACIONES NO FERROSAS 
Los aceros son producidos a bajo costo y con tecnologías relativamente 
sencillas, además con ello...
ALEACIONES NO FERROSAS: Clasificación I 
SEGÚN EL 
MÉTODO DE FABRICACIÓN 
FORJABLES FUNDIDAS 
Cuando la aleación por su po...
ALEACIONES NO FERROSAS: Clasificación II 
MÉTODO PARA MEJORAR 
LAS PROPIEDADES 
MECÁNICAS 
NO TRATABLES 
TÉRMICAMENTE 
TRA...
ALEACIONES NO FERROSAS: Forjables 
Se alcanzan las dimensiones finales del 
Fundición 
T. T. homogenización 
Deformación 
...
COBRE Y SUS ALEACIONES 
El cobre puro es un metal de poca dureza y gran ductilidad lo que lo hace difícil de 
mecanizar pe...
COBRE 
Cobre puro: El oxigeno es prácticamente insoluble a temperatura ambiente en el cobre 
sólido. En consecuencia peque...
Cu2O 
Horno 
°C 
Deformación 
en frio 
Recocido 
COBRE 
Estructura del 
cobre 
electrolítico de 
colada 
Estructura del 
c...
Ag 
Cd 
Zn 
Sn 
Be 
Si 
P 
Al 
%IACS 
COBRE 
% impurezas 
100 
80 
60 
40 
Efecto de las distintas impurezas metálicas y n...
En virtud de sus propiedades el cobre puro comercial es utilizado para la fabricación de 
conductores, contactos, tubos de...
ALEACIONES DE COBRE 
LATONES 
Zinc como aleante principal 
<50%Zn 
ALFA 
< 36%Zn 
ALFA + BETA 
36%<%Zn<46% 
BETA 
BRONCES ...
LATONES 
latones 
α 
rojos 
latones 
α+β 
latones 
α 
amarillos
Latones α: Monofásicos. Se clasifican en rojos y amarillos. Los primeros ricos en cobre poseen 
alta resistencia a la corr...
LATONES 
LATONES ALEADOS 
Existen algunos latones amarillos aleados, como ser el “Latón Almirantazgo” (71Cu-28Zn- 
1Sn), e...
LATONES 
Latones alfa + beta: Corresponden aquellas aleaciones de cobre con contenidos de zinc de 
38% a 46%. Constituidos...
Bronce ordinario con menos 
de 7% de Sn resultan 
monofásicas. A % mayores 
pueden aparecer precipitados 
de δ y raramente...
Bronce al aluminio. Presenta 
máxima solubilidad (9,5% Al) a 
565°C (te). A esta temperatura 
se produce la reacción 
euté...
Bronce al Aluminio bifásico enfriado lentamente. Bronce al Aluminio 
templado
BRONCES 
Bronce al berilio. 
Presenta máxima solubilidad 
(2,1 % Be) a 875°C la cual 
disminuye a solo 0,25% a 
temperatur...
BRONCES 
Estructura de un bronce al 
berilio enfriado lentamente 
Estructura de un bronce al 
berilio tratado por solución...
Próxima SlideShare
Cargando en…5
×

Cobre y sus aleaciones

4.481 visualizaciones

Publicado el

  • Sé el primero en comentar

  • Sé el primero en recomendar esto

Cobre y sus aleaciones

  1. 1. ALEACIONES NO FERROSAS Los aceros son producidos a bajo costo y con tecnologías relativamente sencillas, además con ellos podemos obtener un amplio rango de propiedades mecánicas. Estas dos fortalezas hacen pensar que no tienen competencia, sin embargo las aleaciones ferrosas tienen puntos débiles: • alta densidad (pesados) • conductibilidad eléctrica y térmicas bajas • poca o nula resistencia a la corrosión frente algunos ambientes • baja resistencia al creep Es por esto que para ciertas aplicaciones resulta muy apropiado el uso de aleaciones metálicas de base no ferrosa: aleaciones de aluminio, de cobre, de titanio, de níquel, entre las más importantes.
  2. 2. ALEACIONES NO FERROSAS: Clasificación I SEGÚN EL MÉTODO DE FABRICACIÓN FORJABLES FUNDIDAS Cuando la aleación por su poca capacidad de deformarse plásticamente no pueda ser conformada, solo será apta para fabricar piezas por procesos de fundición. Cuando la aleación presenta cierta ductilidad o capacidad de deformarse plásticamente se dice que son forjables. Esto significa que pueden obtenerse piezas de esta aleación a través de procesos tales como: laminado, forja, extrusión, trefilado, estampado, embutido, etc. No obstante cuando por la forma compleja de la pieza a fabricar lo exige el proceso de colada puede ser el único aplicable y aleaciones forjables pueden usarse fundidas.
  3. 3. ALEACIONES NO FERROSAS: Clasificación II MÉTODO PARA MEJORAR LAS PROPIEDADES MECÁNICAS NO TRATABLES TÉRMICAMENTE TRATABLES TÉRMICAMENTE Aleaciones que presentan solubilidad parcial en estado sólido y variación de la misma con la temperatura. Por ende poseen más de una fase en equilibrio. Los T.T más empleados son solución y precipitación, temple y revenido (transformación martensítica). Generalmente son aleaciones monofásicas, sólo endurecibles por solución sólida o deformación en frío.
  4. 4. ALEACIONES NO FERROSAS: Forjables Se alcanzan las dimensiones finales del Fundición T. T. homogenización Deformación plástica en frío Deformación plástica en caliente Homogenización de la composición química Disolución de segregaciones interdendríticas Ajuste de la composición Contenido de impurezas (inclusiones no metálicas) Gases ocluidos (porosidad) Estructura dendrítica gruesa no homogénea con segregaciones e incluso presencia indeseada de eutécticos de ajo punto de fusión producto semielaborado Se le confiere cierto grado de endurecimiento Recocidos intercríticos (casos especiales) Destruye estructura dendrítica dando lugar a una microestructura de grano uniforme algo equiaxiado y una distribución homogénea de las fases
  5. 5. COBRE Y SUS ALEACIONES El cobre puro es un metal de poca dureza y gran ductilidad lo que lo hace difícil de mecanizar pero a la vez capaz de soportar grandes deformaciones plásticas. Las grandes virtudes del cobre son sin embargo, su elevada conductibilidad tanto eléctrica como térmica y su muy buena resistencia a la corrosión a un gran universo de medios corrosivos (humedad ambiente, agua salada). Aleantes Mediante el agregado de elementos de aleación se produce un aumento de la resistencia en detrimento de la conductibilidad eléctrica, térmica y la ductilidad tan buenas del cobre puro. Es el mecanismo de endurecimiento más económico y versátil. Deformación en frío Otra forma impartir una mayor dureza tanto al cobre puro como a sus aleaciones es mediante el conformado plástico en frío (alambres, barras, chapas y láminas). Tratamientos Térmicos Sólo algunas (muy pocas) aleaciones de cobre son factibles de evidenciar mejoras en la resistencia mecánica por medio de los T. T.
  6. 6. COBRE Cobre puro: El oxigeno es prácticamente insoluble a temperatura ambiente en el cobre sólido. En consecuencia pequeños porcentajes de este elemento dan lugar a la precipitación del óxido cuproso (Cu2O) como parte de un eutéctico en sitios interdendríticos durante su solidificación. α + Cu2O L α L+Cu2O La presencia de oxígeno, como de cualquier otra impureza, produce un incremento en la resistividad eléctrica y en menor medida una disminución de la conductibilidad térmica. Procesos posteriores de deformación y recocido logran desintegrar y afinar esta red, otorgándole al cobre una mayor resistencia mecánica y conductibilidad.
  7. 7. Cu2O Horno °C Deformación en frio Recocido COBRE Estructura del cobre electrolítico de colada Estructura del cobre electrolítico forjado y recocido
  8. 8. Ag Cd Zn Sn Be Si P Al %IACS COBRE % impurezas 100 80 60 40 Efecto de las distintas impurezas metálicas y no metálicas sobre la conductividad eléctrica del cobre puro No obstante suelen agregarse aleantes como telurio (0,6% mejora la maquinabilidad), plata (eleva la temperatura de recristalización, arsénico (0,3% mejora la resistencia a ciertos ambientes corrosivos)
  9. 9. En virtud de sus propiedades el cobre puro comercial es utilizado para la fabricación de conductores, contactos, tubos de intercambiadores de calor, etc. Se lo clasifica por el contenido de impurezas, principalmente de oxígeno. El contenido de oxígeno estará en función del método de desoxidación utilizado. • Se utilizan hidrocarburos como combustibles y desoxidantes a la vez. • Contenidos de oxigeno 500 a 3000 ppm como Cu2O • Contenido de azufre 10 a 30 ppm Cobre desoxidado al fuego • El refinamiento se efectúa mediante un proceso electrolítico. De esta forma se logran bajar considerablemente los porcentajes de impurezas metálicas y el azufre. El nivel de oxígeno aun es alto. • Contiene 0,02 a 0,5% de Oxigeno disuelto • Conductividad > a 100% IAC Cobre electrolítico • Se parte de un cobre electrolítico el cual es refundido en un horno de inducción bajo una atmósfera reductora y libre de hidrógeno. • Son cobres de alto costo cuyo uso esta limitado a casos donde se precisa gran ductilidad y conductividad como así también baja fragilidad por H2. Cobre libre de oxígeno COBRE
  10. 10. ALEACIONES DE COBRE LATONES Zinc como aleante principal <50%Zn ALFA < 36%Zn ALFA + BETA 36%<%Zn<46% BETA BRONCES Aleaciones de cobre donde el aleante principal no es el Zn COMUNES Estaño como aleante principal ESPECIALES Al aluminio Al berilio Al Silicio ALEADOS Cupro-niquel ALEACIONES de COBRE: Clasificación
  11. 11. LATONES latones α rojos latones α+β latones α amarillos
  12. 12. Latones α: Monofásicos. Se clasifican en rojos y amarillos. Los primeros ricos en cobre poseen alta resistencia a la corrosión y buena conductibilidad eléctrica. Los amarillos con contenidos de Zn > a 20% poseen las mejores combinaciones de resistencia y ductilidad. El llamado latón de cartuchería es el más difundido de los amarillos 70 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 Resistencia Alargamiento % Zinc Resistencia Alargamiento Latón de cartuchería Latón Muntz Latón Joyería α+ β LATONES El zinc entra como átomo sustitucional y forma solución sólida con el cobre hasta aprox. 36% a temperatura ambiente.
  13. 13. LATONES LATONES ALEADOS Existen algunos latones amarillos aleados, como ser el “Latón Almirantazgo” (71Cu-28Zn- 1Sn), el estaño mejora la resistencia mecánica y a la corrosión. Otro es el Latón al aluminio (76Cu-22Zn-2Al) cuya principal característica es la gran resistencia a la corrosión por presencia de una fina pero tenaz capa de óxido de aluminio que se forma en la superficie y la cual es autoregenerable (buen comportamiento frente a problemas de erosión – corrosión). Otro elemento de aleación suele ser el plomo, este elemento insoluble en cobre mejora la maquinabilidad de los latones. PROBLEMAS DE CORROSIÓN SELECTIVA Descincificación: Los latones con Zn > 15% sufren un tipo de corrosión selectiva llamada descincificación, cuando están en contacto con agua de mar o agua aireada o en altas temperaturas. Consiste en la disolución de la aleación para luego depositar sobre la superficie un cobre poroso de muy baja resistencia y poco adherente. El agregado de pequeñas cantidades de antimonio o estaño disminuye la susceptibilidad del latón a este fenómeno. También los latones deformados en frío suelen sufrir corrosión en los limites de grano.
  14. 14. LATONES Latones alfa + beta: Corresponden aquellas aleaciones de cobre con contenidos de zinc de 38% a 46%. Constituidos por dos fases (α+β´). Esta estructura bifásica va en detrimento de la ductilidad pero ofrece una resistencia mecánica elevada (endur. por dispersión) Alfa es una solución sólida de Zn en Cu, al igual que el cobre puro tiene estructura FCC. Beta, en cambio tiene estructura BCC. Al atravesar el intervalo de temperatura entre 454°C a 468°C en el enfriamiento, la fase β sufre un ordenamiento atómico cuyo resultado final es la fase ordenada β´. A temperatura ambiente la fase beta es dura y frágil respecto a alfa. No obstante a elevadas temperaturas (>760°C) estos latones presentan solamente la fase beta, la cual es blanda y adquiere una gran plasticidad. Esto hace que estos latones resulten complicados de deformar en frio pero con buenas características para el trabajo en caliente (cuando son llevados a la región monofásica β). El metal MUNTZ es el latón alfa + beta de mayor difusión (60Cu-40Zn). Son aleaciones capaces de ser tratadas térmicamente. Enfriando rápidamente desde la región beta (β) puedo evitar la aparición de alfa (α) y obtener así un compuesto sobresaturado, el cual mediante un calentamiento posterior a bajas temperaturas produce un precipitado fino de fase alfa. También se le suele agregar plomo para mejorar su maquinabilidad.
  15. 15. Bronce ordinario con menos de 7% de Sn resultan monofásicas. A % mayores pueden aparecer precipitados de δ y raramente de ε Se suelen agregar pequeños porcentajes de Zn y plomo. BRONCES El menor costo del Zinc hace que los latones resulten más económicos que el cobre puro y los bronces. No obstante la mayor resistencia mecánica y su mejor desempeño frente a la corrosión justifican muchas veces el uso de los bronces en lugar de los latones. Estaño
  16. 16. Bronce al aluminio. Presenta máxima solubilidad (9,5% Al) a 565°C (te). A esta temperatura se produce la reacción eutéctoide β → α+γ2 La mayoría de los bronces al aluminio contienen entre el 4% y 11% Al. Esto quiere decir que existen aleaciones monofásicas y otras bifásicas. Las α+γ2 pueden ser tratadas térmicamente obteniéndose estructuras similares a las de los aceros templados. Al igual que éstos también son sometidas a revenidos posteriores. BRONCES
  17. 17. Bronce al Aluminio bifásico enfriado lentamente. Bronce al Aluminio templado
  18. 18. BRONCES Bronce al berilio. Presenta máxima solubilidad (2,1 % Be) a 875°C la cual disminuye a solo 0,25% a temperatura ambiente. Este característica permite tratarlos por solución y precipitación. La mayoría de los bronces al berilio contienen porcentajes cercanos a 2% Be algo de Cobalto y resto cobre. Aplicaciones: Buena conformabilidad en estado de temple, gran resistencia mecánica y a la fatiga luego de envejecidos. Además poseen buena resistencia a la corrosión y conductibilidad eléctrica.
  19. 19. BRONCES Estructura de un bronce al berilio enfriado lentamente Estructura de un bronce al berilio tratado por solución y envejecido Estructura de un bronce al berilio sobreenvejecido

×