ddd

1. ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
Facultad de Ingeniería Mecánica
Laboratorio de Ciencia de los Materiales
“ALEACIONES DE MAGNESIO”
Nombres:DiegoSánchezP.
Fecha: 2014 – 05 – 23
Antecedentes._
Densidad 1770 – 1830 kg/m3
Punto de Fusión 650 °c
Módulode Young 44.6 gpA
Coeficiente de Poisson 0.35
Límite Elástico 152 – 379 MPa
Resistenciaa la tracción 80 – 280 MpA
Alargamiento 5_15%
El nombre de este elementoprovienede laPrefecturade Magnesia,que en griego se refería a
una regiónde Tesalia, Grecia,yel inglésJoseph Blackfue el primeroenreconocer el magnesio
como unelementoquímico en 1755. En 1808 el químico Sir Humphry Davy logró obtener este
metal puroutilizandounprocedimientode electrólisis de una mezcla de magnesia y óxido de
mercurio.
Estado Natural._

2. En estado natural no se encuentra en la naturaleza como elemento puro, sino que se
encuentraformandomuynumerososcompuestos,lamayoríade los cuales son óxidos y sales,
esinsoluble. Es muy liviano, medianamente fuerte, si se pone en contacto con el aire pierde
ligeramente su brillo. Y no necesita ser almacenado en lugares libres de oxígeno, ya que lo
protege unafinísmacapa de oxígenoque lovuelve bastante impermeable y es difícil de sacar.
Los minerales originales con los que puede encontrarse son los depósitos de dolomita,
magnesita, brucita, carnalita y olivino.
Se obtiene mediante la electrólisis del cloruro de magnesio,
Al igual que el calcio,el magnesioreaccionaatemperaturaambiente, aunque se demora mas.
Al sumergirse en el aguase forman pequeñas burbujas de hidrógeno en su superficie, pero si
se lo introduce pulverizado, la generación de hidrógeno es mucho mas rápida.
Suele reaccionar con ácido clorhídrico produciendo calor e hidrógeno, que se libera al
ambiente en forma de burbujas. A altas temperaturas la reacción acurre aún más rápido.
Es muy altamente inflamable,yentra en combustión más fácilmente cuando se encuentra en
forma de virutas o polvo, pero en forma de un solo cuerpo suele ser menos inflamable. Una
vezque se enciende esmuydifícil de apagarya que inclusopuede reaccionar con el nitrógeno
del aire y hasta con el dióxido de carbono.
Se usa el magnesio pulverizado como fuente de iluminación como polvo para flashes. Más
tarde se usarían tirasde magnesioenbulbosde flasheléctricos. El polvo de magnesio todavía
se utiliza en la fabricación de fuegos artificiales y bengalas marítimas.

3. El magnesioesunelementoquímicode símboloMgy un númeroatómicode 12. Su coloración
suele serblancaplateada,sueleserigualmente muy poco dúctil debido a su escasa tenacidad
(resistencia a la fractura debida al impacto) y además muy ligero. Es muy abundante en la
naturaleza, llegando a ocupar el octavo puesto en la corteza terrestre y el tercero en el mar
En todas las aleaciones en las que participa suelen ser muy fáciles de mecanizar. A
temperaturaambiente se endurece rápidamente porlo que suele ser necesario trabajar en él
con gran rapidez, no permitiendo el paso de mucho tiempo desde la obtención hasta el
mecanizado final.
Las fundiciones de aleaciones de magnesio son estables hasta temperatura próximas a los
95°C. Algunasde ellas,comolaaleaciónmagnesio –aluminio–zinc,se envejecensi sonusadas
por encima de estas temperaturas, reduciéndose así sus propiedades mecánicas. Las coladas
de molde de aleaciones permanentes son bastante resistentes, siendo utilizadas
principalmente comocomponentescomomotoresde aviones y aros de llantas para vehículos
de competición.Tambiéncarcazasde herramientas,sierrasdentadas,palancas, mandos, etc.,.
Todas ellas siguiendo un tipo de colada inyectada, donde las partes de magnesio por colada
son las mismas que se aplican al resto de los metales.
Es muy fácil de trabajar si se encuentra en caliente, por lo que normalmente se necesitan
menos etapas que para trabajar comparativamente que otros metales. Básicamente se
necesitan tan sólo tres procesos generales, que suelen ser el curvado, el calado y la
terminación.
Letras de Identificación, Nomenclatura._
Las aleacionesde magnesiosiguenel sistemaque se haestablecidoporlaSociedadAmericana
de Ensayo de Materiales (ASTM), donde se especifican ya sea la dureza como la composición
química.
En todoslos casoslas primerasdosletrasde laidentificaciónhacenreferenciaa los elementos
con que se ha aleado,loscualessuelenencontrarse en mayores cantidades. Dichas letras son
ordenadasde maneradecreciente dependiendo del porcentaje, así como el orden alfabético,
en el caso de que los elementos se encuentren en idénticas proporciones. A las letras, les
siguenlosporcentajesrespectivos,siempre en números enteros, y para finalizar aparece una
letraal final de laserie, la cual indica que existe una pequeña variación en la composición de
alguno de los componentes en la aleación en la menor proporción, o también puede indicar
alguna impureza presente.
Las letras más comunes son:
A : Aluminio
E : tierras raras
H : torio
K : Circonio

4. M : Manganeso
Q :Plata
S : Silicio
Z : Zinc
Tomemos el caso de la siguiente designación:
AZ31B
Significaría:
Aleación de Magnesio de 3% de aluminio y 1% de zinc.
Características de la Corrosión de las aleaciones de Magnesio._
El Magnesio suele tener un serio problema a la hora de resistir a la corrosión, algo muy
necesario para muchas aplicaciones, particularmente las aleaciones que se usan por colada
inyectada y en molde de arena.
Este problema se ha podido solucionar mediante la investigación realizada por las dos más
grandescasas fabricantesde lingotesde magnesio,Dow yAMAX, ya que han desarrollado una
aleación de magnesio de alta pureza AZ91 para colada inyectada. Estas en particular son
aleaciones 100 vecesmásresistentesala corrosiónque lasaleacionesde magnesiocorrientes,
y más resistentes al agua salada que la aleación corriente de aluminio 380 o que el acero
laminado.
Mediante muchas investigaciones se ha podido determinar que el magnesio puede ser muy
altamente resistente a la corrosión en un ambiente salino en función del control que se le
pueda hacer de sus impurezas (que en este caso pueden ser hierro, níquel y cobre) bajo sus
límites máximos sobretodo durante la operación de producción.
En lo que se refiere a su corrosión galvánica, el magnesio en particular posee el más elevado
potencial de electronegatividad de los metales estructurales y en consecuencia una gran

5. tendencia a polarizarse anódicamente en soluciones salinas, pero, para prevenir este
problema, se toman ciertas medidas, entre las que se encuentran:
1. El metal a unirse nopuede ser muy diferente al magnesio, puede usarse el aluminio.
2. La aleación debe tener tratamientos protectores adecuados.
3. Debe utilizarse unmecanismoque seacapazde aumentarla resistenciao sea capaz de
evitar la corriente galvánica.
Debido a estas razones, el aluminio de muy alta pureza (99%) es compatible galvánicamente
con el magnesio, pero en cantidades de impureza de hasta 0,02%, pero, metales como el
hierro o el cobre disminuyen la compatibilidad.
Aplicaciones._
La aleaciónde magnesiode altapurezahapodidoenalgunos de loscasosreemplazar a a otros
metales y algunos plásticos en una variedad de componentes de automóviles y camiones
livianos.
Algunaspartesque se estánconstruyendoconaleaciónde magnesiosoncubiertas de válvulas
y engranajes de distribución, bridas, bastidores de cajas de transmisión y embragues,
radiadores, accesos de lámparas, carcazas de motores limpiaparabrisas y varias partes de
reguladores.
Cuando se usa como un elemento aleante, tiene frecuente aplicación como aleación del
aluminio, empleándose lasaleacionesde aluminio –magnesioenmuchosenvasesde bebidas.
Las aleaciones de magnesio, especialmente las magnesio – aluminio se emplean en muy
diferentes tipos de maquinaria, y suele usarse para eliminar el azufre del acero y del hierro.
También se utiliza:

6. - Aditivo en algunos tipos de combustibles
- Aditivo para la esferoidización de grafito en la obtención de hierro silicio.
- Reductor en obtención de uranio y otros metales a partir de sus sales.
- Como un hidróxido (leche de magnesia)
- Como un cloruro y un sulfato en las sales epsom
- Como un citrato para aplicaciones médicas.
- El polvode carbonatode magnesio(MgCO) esutilizado por los atletas para mejorar el
agarre de los objetos, seca el sudor de las manos y los dedos de los escaladores.
- Flashes, pirotecnia, bombas incendiarias debido a la luz que despide su combustión.
Propiedades añadidas según los elementos aleantes._
- Aluminio : aumenta la resistencia mecánica, si es menor al 6% forma aleaciones
envejecibles, máxima ductilidad y resistencia mecánica cuando es igual al 6% en
relación atómica.
- Calcio: Se añade en bajas cantidades, aumenta la resistencia mecánica.
- Cobre: mejora la fluencia, disminuye la resistencia frente a la corrosión.
- Hierro : Estimado como impureza aumenta grandemente su facilidad de corrosión.
- Litio: Rebaja la densidad, aumenta la ductilidad pero disminuye la tendencia.
- Manganeso : Se emplea para mejorar l resistencia a la corrosión
- Níquel: Impureza que aumenta sensiblemente la velocidad de corrosión.
- Tierras raras : Se añaden para mejorar la resistencia a altas temperaturas.
- Plata : Aumenta la resistencia mecánica, ya que favorece la respuesta del material al
envejecimiento.
- Estaño: Se adiciona en pequeñas cantidades a las aleaciones Magnesio – Aluminio,
aumentalaresistenciaal agrietamiento en caliente (buenas aleaciones para la forja).
- Itrio: Mejora las propiedades mecánicas hasta 250°C a 300°C.
- Zinc:Se suele emplearencombinaciónconel aluminio,mejora las resistencias a bajas
temperaturas.
- Zirconio: se adiciona en pequeñas cantidades por su capacidad para refinar el grano.
Aleaciones de Magnesio más utilizadas según sus características._
Debido a que se han desarrollado grandes cantidades de pares galvánicos (aleaciones con
elementosque evitan su corrosión), las aleaciones mas empleadas sobretodo en la industria
automotriz son principalmente las de magnesio – aluminio – zinc entre las cuales se
encuentran:
- AZ91 (aluminio 9%, zinc 1%)
- AZ92 (aluminio9%, zinc 2%)
- AZ81 (aluminio 8%, zinc 1%)
Las de Magnesio – aluminio–manganesocuandose requiere unaelevadaresistencia,que son:
- AM60 (aluminio 6%, manganeso menor al 1%)
- AM50 (aluminio 5%, manganeso menor al 1%)
- AM20 (aluminio 2%, manganeso menor al 1%)

7. Para usos e elevadas temperaturas las aleaciones de magnesio con aluminio y silicio:
- AS41 (aluminio 4%, silicio 1%)
- AS21 (aluminio 2%, silicio 2%)
Y, además de lo anterior, se están aprovechando sus especiales características, se está
utilizando ampliamente en la industria aeroespacial, debido a su excelente relación
resistencia/peso,muyparticularde este tipode aleaciones.Si se deben cubrir necesidades de
resistencia a elevadas temperaturas y entornos agresivos, las aleaciones mas usuales son:
- Aleaciones de Magnesio – Zinc – Zirconio – Tierras raras (ZE63A)
- Aleaciones Magnesio – Itrio – Tierras raras (WE54), que pueden utilizarse hasta
temperaturas de 300°C con una muy buena resistencia a la corrosión.
- AleacionesMagnesio – Aluminio – Silicio y Magnesio – Litio – Aluminio – Silicio como
matricesde materialescompuestosreforzadosconfibras,loscualespuedentener una
mejora de hasta 50% en su resistencia y mejora de propiedades frente al desgaste.
Nomenclatura UNS._
TambiénsegúnlanomenclaturaUNS se tiene las siguientes nomenclaturas dependiendo del
material aleante:
- M10xxx,M11xxx: Aluminio, cadmio y manganeso
- M12xxx: Zinc, Zirconio y Plata
- M13xxx: Manganeso, Torio, Zinc y Zirconio
- M14xxx: Litio, aluminio y manganeso
- M15xxx : manganeso
- M16xxx: Zinc, Zirconio y Torio
- M18xxx:Zirconio y Manganeso
- M19xxx: Aluminio, berilio y cobre.
Nomenclaturas de los Tratamientos Térmicos de las Aleaciones de Magnesio:
Cada una de las designaciones de las aleaciones se completa mediante la nomenclatura de
tratamientostérmicos,dependiendodel tratamiento térmico aplicado cada nomenclatura se
vuelve semejante a las aleaciones de aluminio:
- F : sin tratamiento térmico
- O : recocido
- H : Endurecimiento por deformación para forjados
- W : Tratamiento térmico por disolución
- T : Tratamiento térmico de estabilización.
Soldadura dela Aleaciones de Magnesio._
La soldadurade lasaleacionespuede hacerse mediante variosmétodos,entreellos el proceso
TIG, proceso MIG, soldadura por resistencia, soldadura a la llama, soldadura fuerte.
Otros datos sobre el Magnesio._

8. Debido a su facilidad de aleación con el aluminio cada vez se vuelve más sencillo el producir
aleaciones de magnesio para piezas de helicópteros y celulares, de hecho, la principal
característica que impulsóal usodel magnesiofue laindustriafue su baja densidad, que es un
30% inferior a la del aluminio, puede alearse fácilmente con níquel, plomo, aluminio, zinc,
manganeso,zirconioycerio,estaño,iterbioy otros, también sirve como aleación junto con el
niquel, plata, latón y bronce.
Daimler Chrisler, Ford y General Motors utilizaron dentro de sus materiales este metal con
resultados muy positivos debido a su menor peso. Estos motores fueron puestos a prueba
durante dosaños, conresultadospositivos en cuanto a la mejora del manejo del vehículo y la
reducciónde pesoenla parte delanterade losautomóviles, lo que incidió directamente en el
bajo consumo de combustible, contribuyendo paralelamente al mejoramiento del medio
ambiente, debido a la menor emisión de los vehículos de prueba más livianos.
Bibliografía._
Página Olisol.
RevistaMetal Actual,número“El Magnesio”.