El duraluminio es un tipo de aleación de aluminio cuyo principal elemento de aleación es el cobre, y que también contiene magnesio, manganeso, silicio y otros elementos. Es una aleación de aluminio forjado con aditivos de cobre, magnesio y manganeso. El cobre y el magnesio fortalecen la aleación. Gracias al manganeso, la estructura de la aleación se tritura, aumenta la resistencia y la resistencia a la corrosión. Además, el duraluminio contiene fracciones de un porcentaje de hierro y silicio, que se consideran impurezas inevitables. Entonces, el hierro reduce la resistencia y la ductilidad del duraluminio. Su efecto nocivo se compensa en cierta medida con la impureza silicio, que se une al hierro.
El nombre del metal "duraluminio" en el lenguaje moderno pertenece a la jerga profesional, es un término profesional generalmente aceptado. El origen original de este nombre no se conoce exactamente. Algunos metalúrgicos se inclinan por la versión del origen del nombre de la palabra latina durus, que significa "sólido".
Infografía de aleaciones de aluminio.
Composición y Grados Comunes
Entre ellos, el 2024, el 7075, el 2A11, el 2A12, el 2A14 y otros grados comunes de aluminio duro presentan ventajas en rendimiento debido a ligeras diferencias en su composición. Como aleación de aluminio duro típica del sistema aluminio-cobre-magnesio, la aleación de aluminio 2024 presenta una composición de aleación relativamente razonable y un excelente rendimiento integral. Se utiliza en grandes cantidades entre muchos aluminios duros. Su contenido de cobre oscila entre el 3,8 % y el 4,9 %, el de magnesio entre el 1,2 % y el 1,8 % y también contiene una pequeña cantidad de manganeso. Esta composición le confiere alta resistencia y buen rendimiento de corte, pero su resistencia a la corrosión es relativamente baja.
Tabla de Composiciones Típicas
Para una mejor comprensión, aquí hay una tabla con las composiciones típicas de algunas aleaciones de duraluminio comunes:
| Aleación | Cobre (%) | Magnesio (%) | Manganeso (%) | Otros |
|---|---|---|---|---|
| 2024 | 3.8 - 4.9 | 1.2 - 1.8 | Pequeña cantidad | - |
| 2A12 (LY12) | 3.8 - 4.9 | 1.2 - 1.8 | - | - |
| 7075 | 1.2 - 2.0 | 2.1 - 2.9 | 0.3 | Zinc 5.1 - 6.1, Cromo 0.18 - 0.28 |
Propiedades del Duraluminio
Esta aleación destaca por su facilidad de mecanizado, instalación y resistencia estructural, que se consigue mediante un tratamiento térmico. El duraluminio es inferior al aluminio en resistencia a la corrosión. Para eliminar esta desventaja, se aplica aluminio puro a la superficie de duraluminio en una capa delgada mediante laminación en caliente. Esta tecnología se denomina cladding, que permite obtener un metal muy demandado con propiedades ventajosas. La densidad de la aleación es de 2,5−2,8 g/cm³. Punto de fusión aproximadamente 650 °C.
Ventajas:
- Excelente plasticidad de las aleaciones de duraluminio después del recocido.
- Tratamiento térmico: Después del recocido a t° 500 °C y enfriado, el duraluminio se vuelve suave y flexible, casi igual que el aluminio puro. Tras el proceso de envejecimiento, el duraluminio adquiere nuevas características, volviéndose rígido y duro. La tecnología de envejecimiento puede llevarse a cabo por método natural y artificial. El primero tardará alrededor de un día en completarse, a una temperatura de funcionamiento de 20 grados centígrados. En el proceso de envejecimiento artificial, la temperatura es más alta, pero el tiempo de exposición es más corto. Después del envejecimiento, el duraluminio adquiere una resistencia adicional en condiciones de mayores cargas.
Peculiaridades:
- Reducción de la resistencia a la corrosión del duraluminio al energizarse, que se elimina mediante el revestimiento.
- Alta sensibilidad de las aleaciones de duraluminio a cargas repetidas y cortes bruscos.
- La tendencia del duraluminio a una disminución significativa de la resistencia a temperaturas superiores a 1400 ° C.
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Usos y Aplicaciones
Dural tiene una amplia gama de aplicaciones. Además de la construcción de instalaciones de infraestructura residencial e industrial, se utiliza activamente en la industria aeronáutica, la ingeniería mecánica y la producción de transporte de alta velocidad. La preferencia a favor del uso de aleaciones de duraluminio se debe a su mayor dureza frente al aluminio. Las aleaciones más utilizadas son D1 y D16, son muy utilizadas en la industria aeronáutica y la ingeniería mecánica. La aleación D1 es la principal para la fabricación de láminas, perfiles, tubos, alambre, así como estampados y forjados. Los mismos productos semiacabados, a excepción de las piezas forjadas y estampadas, están hechos de aleación D16. Las aleaciones de mayor plasticidad (D18) tienen una aplicación limitada. Desde la derecha, D18 produce remaches para la industria aeronáutica. Las aleaciones VD17 y D19 están destinadas a la producción de varios productos semiacabados deformados, cuyo alcance es el trabajo durante el calentamiento.
El duraluminio presenta una alta resistencia mecánica, por su bajo peso y por su resistencia a la corrosión.
Aplicaciones Específicas por Aleación
- Aleación de aluminio 2024: En el sector aeronáutico, la aleación de aluminio 2024 se utiliza ampliamente para la fabricación de fuselajes, alas, barras de corte, almas y otras piezas estructurales de aeronaves con requisitos de alta resistencia. También se utiliza comúnmente en revestimientos de aeronaves, cuadernas, vigas de costillas, mamparos y otras piezas. En otros campos, la aleación de aluminio 2024 también desempeña un papel importante en la fabricación de diversas piezas estructurales, como componentes de misiles, ruedas de camiones, componentes de hélices, etc. Para compensar su falta de resistencia a la corrosión, suele protegerse con un recubrimiento de aluminio puro.
- Chapa de aluminio 2A12: En la industria aeronáutica, el 2A12 se utiliza a menudo para fabricar piezas clave que soportan cargas, como vigas y revestimientos de aeronaves. Durante los vuelos a alta velocidad, los componentes de las aeronaves deben soportar altas presiones de aire y vibraciones. La alta resistencia y resistencia a la fatiga del 2A12 garantiza la seguridad y estabilidad de los componentes durante un uso prolongado.
- Aleación de aluminio 7075: En el sector aeroespacial, la aleación de aluminio 7075 se utiliza a menudo para fabricar componentes clave como palas de motores de aeronaves, estructuras de misiles, trenes de aterrizaje, etc. Aluminio 7075 propiedades no solo son de alta resistencia, sino que también presentan una excelente resistencia a la corrosión, especialmente en entornos marinos. Presenta una buena resistencia. Su rendimiento de soldadura también es excelente y se puede unir mediante diversos métodos de soldadura, como TIG, MIG y soldadura por resistencia.
Consideraciones Finales
El duraluminio, con sus diversas aleaciones y propiedades únicas, sigue siendo un material esencial en numerosas industrias. Su combinación de resistencia, ligereza y versatilidad lo convierte en una opción valiosa para aplicaciones que requieren alto rendimiento y durabilidad.