MATERIALES AVION

1. O. Vielma
BIENVENIDOS

2. TMA05 MATERIALES DE
AVIACION

3. Contenido:
General:
• Generalidades
• Materiales y Aleaciones
• Propiedades
• Hierro y Acero
• Aluminio
• Otras Aleaciones

4. MATERIALES DE AVIACION

5. 1. PROPIEDADES DE LOS METALES
La principal preocupación en el
mantenimiento de aeronaves son las
propiedades generales de los metales y sus
aleaciones, como dureza, maleabilidad,
ductilidad, elasticidad, tenacidad, densidad,
fragilidad, fusibilidad, conductividad,
contracción y expansión, etc.
DUREZA
La dureza se refiere a la capacidad de
un material para resistir la abrasión,
penetración, acción cortante o distorsión
permanente. La dureza puede
incrementarse trabajando el metal en frío,
como en el caso del acero y ciertas
aleaciones de aluminio, mediante
tratamiento térmico, Las piezas
estructurales a menudo se forman a partir
de metales en su estado blando y luego se
tratan térmicamente para endurecerlas y
conservar la forma final.

6. RESISTENCIA
Una de las propiedades más importantes
de un material es la resistencia. La resistencia
es la capacidad de un material para resistir la
deformación. Resistencia es también la
capacidad de un material para resistir
tensiones sin romperse.
1. PROPIEDADES DE LOS METALES
DENSIDAD
La densidad es el peso de una unidad de
volumen de un material. En el trabajo
aeronáutico, se prefiere el peso especificado
de un material por pulgada cúbica, ya que esta
cifra se puede utilizar para determinar el peso
de una pieza antes de la fabricación real. La
densidad es una consideración importante al
elegir un material que se utilizará en el diseño
de una pieza para mantener el peso y el
equilibrio adecuados de la aeronave.

7. MALEABILIDAD
Un metal es maleable cuando, por
ejemplo, se puede golpear, martillar,
enrollar o presionar en varias formas sin
agrietarse, romperse o dejar algún otro
efecto perjudicial. Esta propiedad es
necesaria en láminas de metal trabajadas
en formas curvas, como capotas,
carenados o puntas de ala. (El cobre es un
ejemplo de metal maleable).
DUCTILIDAD
La ductilidad es la propiedad de un metal
que le permite estirarse, doblarse o torcerse
permanentemente en varias formas sin
romperse. Esta propiedad es esencial para los
metales utilizados en la fabricación de
alambres y tubos. Los metales dúctiles son
muy preferidos para uso aeronáutico debido a
su facilidad de formación y resistencia a fallas
bajo cargas de impacto. La ductilidad es similar
a la maleabilidad.
1. PROPIEDADES DE LOS METALES

8. 1. PROPIEDADES DE LOS METALES
ELASTICIDAD
La elasticidad es una propiedad que
permite que un metal vuelva a su tamaño y
forma originales cuando se elimina la fuerza
que provoca el cambio de forma. Esta
propiedad es extremadamente valiosa, porque
sería muy indeseable que una pieza se
deformara permanentemente después de
retirar la carga aplicada.
Cada metal tiene un punto conocido
como límite elástico, más allá del cual no
puede cargarse sin causar una deformación
permanente.
En la construcción de aeronaves, los
elementos y piezas se diseñan de manera que
las cargas máximas a las que están sometidos
no los esfuercen más allá de sus límites
elásticos. Esta propiedad deseable está
presente en el acero para resortes.

9. 1. PROPIEDADES DE LOS METALES
TENACIDAD
Un material que posee dureza
soporta desgarros o cortes y puede
estirarse o deformarse de otro modo sin
romperse. La tenacidad es una propiedad
deseable en los metales para aviones.
FRAGILIDAD
La fragilidad es la propiedad de un
metal que permite poca flexión o
deformación sin romperse. Un metal
quebradizo tiende a romperse o agrietarse
sin cambiar de forma. Debido a que los
metales estructurales a menudo están
sujetos a cargas de choque, la fragilidad no
es una propiedad muy deseable. El hierro,
aluminio fundido y el acero muy duro son
ejemplos de metales frágiles.

10. 1. PROPIEDADES DE LOS METALES
FUSIBILIDAD
La fusibilidad es la capacidad de un
metal de volverse líquido mediante la
aplicación de calor. Los metales se
fusionan mediante soldadura. Los
aceros se fusionan alrededor de 2600
°F y las aleaciones de aluminio a
aproximadamente 1100 °F.

11. EXPANSIÓN TÉRMICA
La expansión térmica se refiere a la
contracción y expansión que son
reacciones producidas en los metales
como resultado del calentamiento o
enfriamiento. El calor aplicado a un
metal hace que se expanda o se haga
más grande. El enfriamiento y el
calentamiento afectan el diseño de las
plantillas de soldadura, piezas fundidas y
tolerancias necesarias para el material
laminado en caliente.
1. PROPIEDADES DE LOS METALES

12. CONDUCTIVIDAD
La conductividad es la propiedad que
permite a un metal transportar calor o
electricidad. La conductividad térmica de un
metal es especialmente importante en la
soldadura, porque controla la cantidad de calor
que se requiere para una fusión adecuada.
La conductividad del metal, hasta cierto
punto, determina el tipo de plantilla que se
utilizará para controlar la expansión y la
contracción. En las aeronaves, la conductividad
eléctrica también debe considerarse para
eliminar las interferencias de radio.
1. PROPIEDADES DE LOS METALES

13. METALES FERROSOS PARA AVIONES
En la reparación de aviones se necesitan
muchos metales como resultado de las
diferentes necesidades con respecto a
resistencia, peso, durabilidad y resistencia al
deterioro de estructuras o piezas específicas.
Además, la forma del material juega un
papel importante, Al seleccionar materiales
para la reparación de aeronaves, estos factores
(y muchos otros) se consideran en relación con
las propiedades físicas y mecánicas.
Entre los materiales habituales utilizados se
encuentran los metales ferrosos. El término
"ferroso" se aplica al grupo de metales que
tienen hierro como componente principal.
1. PROPIEDADES DE LOS METALES

14. HIERRO
Si se añade carbono al hierro en
porcentajes de hasta aproximadamente el 1
por ciento, el producto es muy superior al
hierro solo y se clasifica como acero al
carbono. El acero al carbono forma la base de
los aceros aleados producidos, combinando
acero al carbono con otros elementos
conocidos para mejorar las propiedades.
Un metal base (como el hierro) al que se
le han añadido pequeñas cantidades de otros
metales se llama aleación. La adición de otros
metales cambia o mejora las propiedades
químicas o físicas del metal base para un uso
particular.
1. PROPIEDADES DE LOS METALES

15. ACERO Y ALEACIONES DE ACERO
Para identificar las composiciones
químicas de los aceros estructurales. En este
sistema, se utiliza una serie de cuatro números
para designar los aceros al carbono y aleaciones
simples; Se utilizan cinco números para designar
ciertos tipos de aceros aleados. Los primeros
dos dígitos indican el tipo de acero, el segundo
dígito también generalmente (pero no siempre)
da la cantidad aproximada del elemento de
aleación principal, y los últimos dos (o tres)
dígitos están destinados a indicar la mitad
aproximada del rango de carbono. Sin embargo,
a veces es necesario desviarse de la regla que
indica el rango de carbono. Pequeñas
cantidades de ciertos elementos están
presentes en aceros aleados que no están
especificados como requeridos. Estos
elementos se consideran incidentales y pueden
estar presentes en las cantidades máximas
siguientes: cobre 0,35%; níquel 0,25%; cromo
0,20%; molibdeno 0,06%.
1. PROPIEDADES DE LOS METALES

16. 1. PROPIEDADES DE LOS METALES
TIPOS, CARACTERÍSTICAS Y USOS DE ACEROS ALEADOS
El acero que contiene carbono en porcentajes que van
del 0,10 al El 0,30 por ciento se clasifica como acero con
bajo contenido de carbono.
Los números SAE equivalentes oscilan entre 1010 y
1030. Los aceros de este grado se utilizan para fabricar
artículos, como cables de seguridad, ciertas tuercas,
casquillos de cables o extremos de varillas roscadas. Este
acero en forma de lámina se utiliza para piezas
estructurales secundarias y abrazaderas y en forma tubular
para piezas estructurales moderadamente estresadas.
Acero que contiene carbono en porcentajes que van
del 0,30 al 0,50 su porcentaje se clasifica como acero de
medio carbono. Este acero es especialmente adaptable
para mecanizado o forjado y donde se desea dureza
superficial. Ciertos extremos de varilla y piezas forjadas
ligeras están hechos de acero SAE 1035.

17. METALES NO FERROSOS PARA AVIONES
El término "no ferroso" se refiere a todos
los metales que tienen elementos distintos del
hierro como base o constituyente principal.
Este grupo incluye metales como el aluminio,
titanio, cobre y magnesio, así como metales
aleados como Monel y Babbitt.
1. PROPIEDADES DE LOS METALES
ALUMINIO Y ALEACIONES DE ALUMINIO
El aluminio es un metal blanco brillante, ocupa
el segundo lugar en la escala de maleabilidad, el
sexto en ductilidad y ocupa un lugar destacado
en su resistencia a la corrosión. El aluminio
combinado con diversos porcentajes de otros
metales forma aleaciones que se utilizan en la
construcción de aviones. El aluminio es uno de
los metales más utilizados en la construcción de
aviones modernos. Es vital para la industria de
la aviación debido a su alta relación resistencia-
peso y su relativa facilidad de fabricación. La
característica destacada del aluminio es su
ligereza. Al alear con otros metales o utilizar
procesos de tratamiento térmico, la resistencia
a la tracción se puede aumentar hasta 65.000
psi o dentro del rango de resistencia del acero
estructural. Las aleaciones de aluminio, aunque
fuertes, se trabajan fácilmente porque son
maleables y dúctiles. Se pueden enrollar en
láminas tan delgadas como 0,0017 pulgadas o
estirarlas en alambre de 0,004 pulgadas de
diámetro.

18. MAGNESIO Y ALEACIONES DE MAGNESIO
El magnesio, el metal estructural más
liviano del mundo, es un material blanco
plateado que pesa sólo dos tercios del
aluminio. El magnesio no posee suficiente
resistencia en su estado puro para usos
estructurales, pero cuando se alea con zinc,
aluminio y manganeso, produce una aleación
que tiene la relación resistencia-peso más alta
de cualquiera de los metales comúnmente
utilizados.
Algunos de los aviones actuales requieren
más de media tonelada de este metal para su
uso en cientos de puntos vitales. Algunos
paneles de las alas están fabricados
enteramente con aleaciones de magnesio,
pesan un 18% menos que los paneles de
aluminio estándar y han volado cientos de
horas satisfactorias.
1. PROPIEDADES DE LOS METALES

19. TITANIO Y ALEACIONES DE TITANIO
El uso del titanio está muy extendido. Se
utiliza en muchas empresas comerciales y
tiene una demanda constante para artículos
como bombas, cribas y otras herramientas y
accesorios donde prevalece el ataque de
corrosión. En la construcción y reparación de
aeronaves, el titanio se utiliza para
revestimientos de fuselajes, cubiertas de
motores, cortafuegos, largueros, marcos,
accesorios, conductos de aire y sujetadores.
1. PROPIEDADES DE LOS METALES

20. COBRE Y ALEACIONES DE COBRE
El cobre es uno de los metales más
distribuidos. Es el único metal de color rojizo y
ocupa el segundo lugar después de la plata en
conductividad eléctrica. Su uso como material
estructural es limitado debido a su gran peso.
Sin embargo, algunas de sus características
destacadas, como su alta conductividad
eléctrica y térmica, en muchos casos superan
el factor peso. Debido a que es muy maleable
y dúctil, el cobre es ideal para fabricar
alambre.
MONEL
Es la principal aleación con alto contenido de
níquel, combina las propiedades de alta
resistencia y excelente resistencia a la
corrosión. Este metal se compone de 68% de
níquel, 29% de cobre, 0,2% de hierro, 1% de
manganeso y 1,8% de otros elementos. No se
puede endurecer mediante tratamiento
térmico.
1. PROPIEDADES DE LOS METALES

21. NÍQUEL Y ALEACIONES DE NÍQUEL
Básicamente, existen dos aleaciones de níquel
utilizadas en los aviones: Monel e Inconel.
Monel contiene aproximadamente un 68 por
ciento de níquel y un 29 por ciento de cobre,
además de pequeñas cantidades de hierro y
manganeso.
Algunos Monel de níquel, especialmente los
Monel de níquel que contienen pequeñas
cantidades de aluminio, son tratables
térmicamente para obtener resistencias a la
tracción similares al acero.
El níquel monel se utiliza en engranajes y
piezas que requieren alta resistencia y
tenacidad, como sistemas de escape que
requieren alta resistencia y resistencia a la
corrosión a temperaturas elevadas.
1. PROPIEDADES DE LOS METALES

22. SUSTITUCIÓN DE METALES AERONÁUTICOS
A la hora de seleccionar metales
sustitutos para la reparación y mantenimiento
de aeronaves, es muy importante consultar el
manual de reparación estructural adecuado.
Los fabricantes de aeronaves diseñan
miembros estructurales para cumplir con un
requisito de carga específico para una
aeronave. Los métodos de reparación de estos
miembros, aparentemente similares en
construcción, varían según los diferentes
aviones. Se deben tener en cuenta cuatro
requisitos al seleccionar metales sustitutos.
1. PROPIEDADES DE LOS METALES

23. PREGUNTAS?

24. POR SU ATENCION GRACIAS