Propiedades mecánicas del aluminio

Propiedades mecánicas del aluminio:
Las propiedades mecánicas o propiedades de resistencia mecánica sirven en la mayoría
de los casos como base para dictaminar sobre un material metálico, con vistas a a un fin
de aplicación concreto. A continuación se da un resumen de las propiedades mecánicas
más importantes del aluminio según diferentes ensayos.
Dureza:
La dureza es una propiedad que en los metales es especialmente importante, un metal
muy duro es un metal frágil, que rompe fácilmente, y un metal blando es más resistente
a la rotura.
La dureza se mide mediante diferentes ensayos de dureza normalizados y tabulados,
como pueden ser el Brinell o Vickers, siendo por ejemplo el Aluminio (15 y 120 HB), el
acero oscila entre (120 y 500 HB) y el vidrio (480 HB).
En cuanto al aluminio, es un metal blando, que es fácilmente deformable y poco
resistente a la penetración.
Resistencia Mecánica:
El aluminio es un metal que reúne una serie de propiedades mecánicas excelentes dentro
del grupo de los metales no férreos, de ahí su elevado uso en la industria, por ejemplo
en la industria de la automoción su uso es cada vez mayor debido a su baja densidad y
sus buenas propiedades mecánicas. Estudios independientes de mercado indican que, a
finales de esta década, serán de aluminio hasta el 25 % de la carrocería y el 20 % del
chasis de los coches.
Las propiedades mecánicas se pueden medir también mediante ensayos como el de
choque, fatiga o tracción, y cuyos resultados están también tabulados y normalizados.
La densidad del aluminio (2,70 g/cm) es realmente baja comparada con la del hierro
(7,90 g/cm), lo que hace que este metal sea relativamente ligero.
Este metal también es muy dúctil y maleable, lo que hace que el mecanizado sea
sencillo en comparación con otros metales.
Uno de los pocos inconvenientes es su bajo punto de fusión (658 ºC) que no le permiten
trabajar a altas temperaturas si no está aleado con otros metales.
A pesar de todo esto, la buena resistencia mecánica de algunas de sus aleaciones,
incluso a alta temperatura, hace que esté llegando a sustituir a aleaciones de titanio en el
mundo aeronáutico, donde la ligereza unida a la resistencia mecánica son factores
importantísimos.
El aluminio también presenta buena resistencia a la corrosión gracias a la película de
alúmina, que se forma en su superficie de forma espontánea y lo protege de la corrosión.
Aleaciones:
Serie
Designación
Aleante principal
Principales compuestos
en la aleación
Serie 1000 1XXX
99% al menos de aluminio
-
Serie 2000 2XXX
Cobre (Cu)
Al2Cu - Al2CuMg
Serie 3000 3XXX
Manganeso (Mn)
Al6Mn
Serie 4000 4XXX
Silicio (Si)
-
Serie 5000 5XXX
Magnesio (Mg)
Al3Mg2
Serie 6000 6XXX
Magnesio (Mg) y Silicio (Si) Mg2Si
Serie 7000 7XXX
Zinc (Zn)
MgZn2
Serie 8000 8XXX
Otros elementos
-
Serie 9000 9XXX
Serie poco usual
-
Serie 1000
Posee una gran conductividad térmica y eléctrica y una excelente actitud a las
deformaciones. Sus características mecánicas son relativamente bajas. Su utilización
está muy extendida: industria eléctrica, química, petroquímica, edificación, decoración,
menaje, etc...
Serie 2000:
Incrementa las propiedades mecánicas pero reduce la resistencia a la corrosión.
En general no superan el 15% de cobre, ya que a partir de ese umbral se forman
compuestos intermetálicos que hacen que la aleación se vuelva frágil.
Serie 3000:
El manganeso aumenta la dureza, la resistencia mecánica y la resistencia a la corrosión
de las aleaciones de aluminio. Su solubilidad depende de la temperatura de formación.
Serie4000:
Estas aleaciones suelen oscilar entre el 5 y 20% de contenido en Silicio. El Silicio
endurece al aluminio y aumenta su resistencia a la corrosión
Serie 5000:
El contenido medio de Magnesio en estas aleaciones es inferior al 10%, y suelen
alearse junto con otros metales. Estas aleaciones son más ligeras que el propio
aluminio, resistentes y fáciles de mecanizar.
Serie 6000:
Estas aleaciones tienen buena resistencia a la corrosión, buen acabado superficial y
resistencia media suficiente para hacerlas adecuadas para secciones con aplicaciones
estructurales.
Serie 7000:
El contenido de cinc no suele sobrepasar el 20%.
Las aleaciones de cinc son más baratas que las de cobre a igualdad de propiedades
mecánicas, pero menos resistentes a la corrosión y más pesadas.