El documento describe la evolución de los materiales utilizados en la industria aeroespacial, comenzando con la madera y tela y avanzando hacia metales como el acero, aluminio y titanio. Explica las principales aleaciones de estos metales, incluyendo Ti6Al4V, 2024 y 7075 de aluminio, y sus usos comunes en aeronaves. También cubre brevemente la historia y propiedades del titanio y sheetmetal.

1. INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CHIHUAHUA
DEPARTAMENTO DE METAL-MECÁNICA
TALLER DE MATERIALES PARA LA INDUSTRIA AEROESPACIAL
CATEDRÁTICO: ING. PEDRO ZAMBRANO BOJORQUEZ
SEMESTRE ENE-JUN 2020
EVOLUCIÓN DE LOS MATERIALES Y PRINCIPALES ALEACIONES UTILIZADAS
EN LA INDUSTRIA AEROESPACIAL
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
QUE PRESENTAN LAS ALUMNAS:
YESSENIA LOZANO CARO/ C11060287
ANDREA LILIANA SÁENZ HERNÁNDEZ/ 16060989
INGENIERÍA EN MATERIALES
CHIHUAHUA, CHIH. A 23 DE FEBRERO DE 2020

2. 1
Evolución de los materiales en la industria aeroespacial.
Desde sus inicios, la industria aeronáutica ha avanzado en sus investigaciones hacia
la obtención de materiales con unas determinadas propiedades, las cuales permitan
el correcto funcionamiento de las aeronaves en todo su rango operativo.
Son varias las características que se buscan en un material aeroespacial como
pueden ser su resistencia mecánica y a la fatiga, su elasticidad, su densidad o la
resistencia a la corrosión, además de su precio.
La aviación dio sus primeros pasos con modelos construidos en madera y material
textil. La madera era la que cumplía con la función estructural mientras que la tela
proporcionaba el medio sustentador. A pesar de su baja densidad, existen maderas
bastante resistentes; sin embargo, este material se ve afectado por la acción
biológica, además de reaccionar de manera negativa ante la humedad.
Rápidamente se dio paso al uso de metal para la estructura de la aeronave,
concretamente de aceros. Sin embargo, su elevada densidad, su baja resistencia a la
corrosión y el par galvánico que forma con el aluminio lo descartaron como un buen
material aeroespacial. En la actualidad, su uso en aeronáutica ha quedado relegado
a partes muy concretas, como el tren de aterrizaje y ciertos herrajes.
Se llega así al aluminio. Lo cierto es que en estado puro no presenta buenas
propiedades mecánicas. Además, hasta hace unas décadas era un metal muy caro.
No obstante, los avances en su proceso de obtención y el uso de sus aleaciones
supusieron su auge como material aeronáutico. na ventaja del aluminio es su
comportamiento ante la corrosión.
En ciertas partes de la aeronave, como el motor, es necesario utilizar aleaciones que
tengan una buena resistencia térmica, por lo que se recurre al uso de aleaciones de
titanio. Su densidad sigue estando por debajo de la de los aceros, aunque es mayor
que la del aluminio. Tiene una alta resistencia a la corrosión y mantiene unas buenas
propiedades mecánicas. Los principales inconvenientes son su elevado coste y la
dificultad que presenta su mecanizado. Por ello solo se aplica a algunas partes del
motor o a recubrimientos de aviones hipersónicos, en los que la interacción con las
ondas de choque genera altas temperaturas.

3. 2
Historia del Titanio.
El titanio fue descubierto en Inglaterra por William Gregor en 1791, a partir del mineral
conocido como ilmenita (FeTiO3). Este elemento fue descubierto de nuevo años más
tarde por el químico alemán Heinrich Klaproth, en este caso en el mineral rutilo (TiO2),
que fue quien en 1795 le dio el nombre de titanio.
Debido a su resistencia, baja densidad y el que puede aguantar temperaturas
relativamente altas, las aleaciones de titanio se emplean en aviones y misiles.
Debido a su gran resistencia a la corrosión se puede aplicar en casos en los que va
a estar en contacto con el agua del mar, por ejemplo, en aparejos o hélices.
Las aleaciones de titanio están teniendo cada vez una mayor presencia en el ámbito
industrial, preferentemente por el aumento de su utilización en el sector aeronáutico.
Las propiedades de gran resistencia, poco peso y la excepcional resistencia a la
corrosión, han provocado que se utilice tradicionalmente en plantas químicas,
estructuras Aeroespaciales, componentes de motor e implante médicos.
Historia del Sheetmetal.
La chapa es un metal formado por un proceso industrial en piezas delgadas y planas.
La chapa es una de las formas fundamentales utilizadas en el trabajo del metal , y se
puede cortar y doblar en una variedad de formas. Innumerables objetos cotidianos
están fabricados con chapa metálica. Los espesores pueden variar significativamente;
las láminas extremadamente delgadas se consideran láminas u hojas , y las piezas
de más de 6 mm de grosor se consideran chapa de acero o "acero estructural".
La chapa se utiliza en carrocerías de automóviles y camiones (camiones), fuselajes y
alas de aviones, mesas médicas, techos para edificios (arquitectura) y muchas otras
aplicaciones.

4. 3
1.2.1 Principales aleaciones del titanio utilizadas en la industria aeroespacial
Aleaciones Aplicaciones Características
Ti6Al4V
Se puede soldar con el
material de aportación
correspondiente o con ELI.
Es ligera y de alta resistencia
TiCP1
Se suele utilizar en
componentes marinos.
Blanda, dúctil. resistencia a la
corrosión y al impacto
Ti 6-2-4-2
Su capacidad de soldado es
buena, si se utiliza el hilo de
soldadura AMS 4952.
Resistencia superior a la corrosión
y resistencia a la tenacidad
TiCP3
excelente resistencia desde
aplicaciones marinas hasta en
la industria del petróleo.
Excelente resistencia a la
corrosión en medios oxidantes,
medios alcalinos, ácidos y
compuestos orgánicos
Ti-3Al-2.5V Usado en sistemas
hidráulicos de aviones.
Alta resistencia mecánica

5. 4
1.2.2 Aleaciones de aluminio utilizadas en la industria aeroespacial.
Aleación de
Aluminio
Características Aplicaciones
Serie 2xxx
(aleaciones de
Aluminio-Cobre)
Aluminio 2024
principalmente
Elevada resistencia a la
tracción, muy elevada
resistencia mecánica a
temperatura ambiente,
resistencia a la corrosión,
soldabilidad y aptitud para el
anodizado son bajas.
Se emplean en aquellos
componentes sometidos a
esfuerzos de tracción, como
pueda ser el intradós del ala.
Serie 7xxx
(aleaciones de
Aluminio-Zinc)
Aluminio 7474 y
7075
principalmente
Reducida resistencia a la
corrosión bajo tensiones y a
menudo se utilizan en un
temper ligeramente sobre
envejecidas para proporcionar
mejores combinaciones de
resistencia mecánica,
resistencia a la corrosión y
resistencia a la fractura.
Representan las aleaciones de
Al más fuertes y se utilizan para
componentes aeronáuticos de
alto estrés. Por ejemplo se
utilizan en estructuras de
fuselajes, equipos móviles, y
piezas sujetas a altas tensiones
de trabajo.
Serie 3xxx
(aleaciones de
Aluminio-
Manga-neso)
Alta dureza. Resistencia a la
corrosión. El manganeso es un
refinador de grado para el
aluminio.
Cubiertas de tejados y
paramentos verticales, en bruto
o prelacados, revestimiento de
vehículos, techos y laterales,
envases, utensilios de cocina.

6. 5
Aleaciones
Aluminio-Litio
Aleación 2060-T8
Al-Li
Ligeras, debido a la reducida
densidad del litio. Tienen una
mayor rigidez y resistencia (a
fatiga y corrosión) que otras
aleaciones de aluminio.
Además, mejora tanto el
comportamiento a alta como a
baja temperatura.
Para paneles de fuselaje y la
parte superior del ala da como
resultado una reducción de
peso del 7% y 14% si se
compara con las aleaciones
más convencionales 2524 y
2014, respectivamente.
Aluminio 6061
Tiene buenas propiedades
mecánicas y para su uso en
soldaduras.
Construcción de estructuras de
aeronaves, como las alas y el
fuselaje de aviones comerciales
y de uso militar.
1.2.3 Aceros aleados utilizados en la industria aeroespacial.
Aleaciones de
acero
Características Aplicaciones
ACEROS
ALEADOS AL
CROMO-
MOLIBDENO
AISI 4130
Resistencia a la tracción, su dureza y
su rigidez. El Molibdeno intensifica
los efectos del Cromo y también
mejora la resistencia a la corrosión
por causa de los agentes
atmosféricos.
Estructuras aeronáuticas
tubulares soldadas para
aeronaves livianas, como
fuselajes, trenes de
aterrizaje, bancadas de
motor, etc.

7. 6
ACERO
INOXIDABLE
AUSTENÍTICO
321
Resistencia a la oxidación y
corrosión, y posee buena resistencia
al deslizamiento. También posee
elevada resistencia a altas
temperaturas.
Componentes de escape,
motor de alta temperatura
y piezas estructurales.
ACERO
INOXIDABLE
AUSTENÍTICO
304
Acero inoxidable austenítico, aleado
con cromo, níquel y bajo contenido de
carbono que presenta una buena
resistencia a la corrosión.
Tanques de combustible
1.2.4 Principal aleación del Sheetmetal.
Aleación Aplicaciones Características
Sheetmetal Fuselajes y alas de
aviones
Se puede cortar y doblar
en una variedad de
formas.

8. 7
Bibliografía.
Arechaga, R. U. (2012, Octubre 10). INTEREMPRESAS.NET. Retrieved from
Materiales de alto rendimiento para el sector más exigente:
https://www.interempresas.net/MetalMecanica/Articulos/101083-
Materiales-de-alto-rendimiento-para-el-sector-mas-exigente.html
ASM. (n.d.). ASM Aerospace Specification Metals Inc. Retrieved from Titanium
Ti-3Al-2.5V, alpha annealed: https://www.knight-
group.co.uk/es/products/titanium-titanium-alloys/
Carrillo, F. C. (2011). APLICAinox. Retrieved from ACERO INOXIDABLE EN
LA INDUSTRIA DEL TRANSPORTE:
http://aplicainox.org/transporte/aplicaciones/ap03/2
CONACYT. (2015, Junio 28). CIENCIA Y DESARROLLO. Retrieved from
Aleaciones de aluminio/ Calidad en la industria aeroespacial:
http://www.cyd.conacyt.gob.mx/?p=articulo&id=370
Egizabal, P. (2014). inTEC. Retrieved from Las aleaciones de Aluminio- Litio:
http://www.moldesymatrices.com/materiales_Aluminio-Litio.htm
Ferrer, R. (n.d.). ARTEC Solutions. Retrieved from Evolución de los materiales
aeronáuticos: https://aertecsolutions.com/2019/04/22/evolucion-de-los-
materiales-aeronauticos/
Knight Group. (n.d.). Knight Strip Metals Ltd & Precision Metals EU. Retrieved
from TITANIO Y ALEACIONES DE TITANIO:
http://asm.matweb.com/search/SpecificMaterial.asp?bassnum=MTA32
1
Márquez, J. O. (2015, Abril). Research Gate. Retrieved from Aleaciones
metálicas de aplicaciones en aeronáutica:
https://www.researchgate.net/profile/Javier_Otero3/publication/280720
923_Aleaciones_metalicas_en_aplicaciones_aeronauticas/links/55c28
7fa08aeb975673e45eb/Aleaciones-metalicas-en-aplicaciones-
aeronauticas.pdf

9. 8
NeoNickel. (n.d.). NeoNickel. Retrieved from Titanium 6AL-4V (Grade 5), una
aleación de titanio-aluminio-vanadio que tiene muchas aplicaciones en
una amplia variedad de industrias.:
https://www.neonickel.com/es/alloys/aleaciones-de-titanio/ti-6al-4v-
grade-5/
Roccozo, C. (2019, Mayo 31). DOCUCIENCIA. Retrieved from El aluminio, un
material esencial en la aviación: https://www.docuciencia.es/el-aluminio-
un-material-esencial-en-la-aviacion/
ThomasNet RPM. (2015). CONTINENTAL STEEL & TUBE COMPANY.
Retrieved from Metales Utilizados en la Industria Aeroespacial:
https://latinamerica.continentalsteel.com/metales-utilizados-en-la-
industria-aeroespacial/
Parker (2013). Building Victory: fabricación de aviones en el área de Los
Ángeles en la Segunda Guerra Mundial . Cypress, CA. ISBN
978-0-9897906-0-4.

10. 9
ANEXO:
BITÁCORA DE ACTIVIDADES COLABORATIVAS