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Propiedades y aplicaciones de las aleaciones ligeras de
magnesio y titanio
Vicente AmigóInstituto de Tecnología de Materiales. UPV. Valencia
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El más ligero de los materiales estructurales.
Densidad: 1,80 g/cm3 (2/3 de la del aluminio!)
Características generales:
Muy mala resistencia a la corrosión
Buena resistencia mecánica aunque bajo E (~45 GPa)
Estructura HC: difícil y costoso de deformar plásticamente
Endurecimiento por acritud y tratamiento térmico.
Magnesio
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Propiedades mecánicas y aplicaciones de algunas aleaciones comerciales de magnesio.
UNE
Composiciónquímica, % peso
Tratamiento
Resistenciaa tracción
MPa
Límite elástico
MPa
Alargamiento%
Aplicaciones típicas
Aleaciones para forja AZ31B 3Al, 1Zn,
0.2Mn Recocido Trab. frío (H24)
228 248
159
11 7
Equipos de cargas en aviones, estantes y armarios metálicos.
HM21A 2Th, 0.8Mn Tratamiento T8 228 138 6 Láminas y chapas de misiles, hasta 425°C.
Zk60 6Zn, 0.5Zr Tratamiento T5 310 235 5 Usos espaciales en situaciones de elevadas deformaciones; extrusionesy piezas forjadas.
Aleaciones para fundición AZ63A 6Zn, 3Al,
0.15Mn Molde metálico Tratamiento T6
179 235
76 110
4 3
Fundiciones en arena que requieren buena resistencia a temperatura ambiente.
EZ33A 3TR, 3Zn, 0.7Zr
Tratamiento T5 138 97 2 Fundiciones en molde metálico utilizados a 150-160°C.
AZ91A 9Al, 0.7Zn, 0.15Mn
Molde metálico Alta pureza
250 160 7 Fundición inyectada (con presión) Piezas de automoción y componentes industria electrónica.
AM50A 5Al, 0.5 Mn Molde metálico Alta pureza
230 125 15 Igual que la anterior, con mayor ductilidad y absorción de energía.
TR = Tierras raras.
Magnesio
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• Forja• Estampación• Extrusión• FUSIÓN Y COLADA
Procesos de conformado
– Colada– Inyección en cámara fría– Inyección en cámara caliente– Colada en matriz en vacío, con alta
presión– Squeeze-Casting– Thixo-Casting
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• Capas anódicas específicas y de conversión, proyección térmica, tratamiento por láser, PVD proceso ANOMAG de anodización.
• Capas de niquel-fósforo sin corriente
Principales aleaciones de magnesio que se suelen recubrir:AZ91HP, AZ61, AZ31, AM50 y AM20.
Corrosión y Protección
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TitanioMetal ligero y de elevada resistenciaDensidad: ~4,50 g/cm3
Modulo de elasticidad: ~110 GPa.Características generales:
Excelente resistencia a la corrosión. Biocompatibilidad.La mejor resistencia/peso de los metales.Obtención muy difícil y por lo tanto muy caro.
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Titanio
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Propiedades: estáticas
Propiedades
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Propiedades: Influencia de la composición
Propiedades
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Tratamientos térmicos: T >
transus, temple en aguaTi-6Al-4V
Tratamientos térmicos de la transformación a beta
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Tratamientos térmicos: T >
transus, enfriamiento en hornoTi-6Al-4V
Tratamientos térmicos de la transformación a beta
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Tratamientos térmicos: T <
transus, temple en aguaTi-6Al-4V
Tratamientos térmicos de la transformación a beta
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Tratamientos térmicos: T <
transus, enfriamiento en aireTi-6Al-4V
Tratamientos térmicos de la transformación a beta
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Tratamientos térmicos: T <
transus, enfriamiento en hornoTi-6Al-4V
Tratamientos térmicos de la transformación a beta
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Fatiga
Relación microestructura propiedades
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-case
Forja en calienteConformado en fríoConformado superplásticoSoldadura por difusión (SPF/DB)Conformado por colada (+HIP)
Procesos de conformado del titanio
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Conformado superplástico/soldadura por difusión (SPF/DB)
Procesos de conformado del titanio
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Conformado superplástico/soldadura por difusión (SPF/DB)
Procesos de conformado del titanio