Aleaciones industria

Aleaciones especiales, ¿Qué son?

En la industria se emplean muchos materiales, pero uno de los más habituales es el metal, ya que combina factores muy importantes como la capacidad para conducir la electricidad, ser maleable y dúctil, ya que se puede deformar si se le ejerce la fuerza precisa sin llegar a romperse ni perder su firmeza.

Este elemento químico procede de la naturaleza: se encuentra en la corteza terrestre y resulta fácil de obtener, de ahí que se venga utilizando desde el conocimiento de su existencia.

En la industria se emplean distintos tipos de acero dependiendo los elementos químicos de aleación que se añaden para conseguir las propiedades adecuadas para la aplicación en cuestión.  

¿Qué es una aleación?

Las aleaciones no son metales puros sino la combinación de dos o más elementos, de los cuales uno debe ser un metal. El resultado de esta modificación es un material cuyas propiedades son significativamente diferentes a las de los elementos principales.

Consecuentemente, en función de las composiciones que se realicen, el rango de propiedades que se obtienen también varía, así como sus diversas aplicaciones.

Las aleaciones presentan las siguientes características:

  • Poseen un brillo metálico.
  • Son conductores eléctricos y térmicos.
  • Tienen propiedades mecánicas como la dureza, la ductilidad y la tenacidad.
  • No tienen una temperatura de fusión única.

Las más empleadas son las aleaciones férreas y de acero (es decir, las que tienen una base de hierro o una base de acero) porque ofrecen una gran variedad de propiedades y son fáciles de producir. Sin embargo, su densidad es relativamente alta, como conductores de electricidad son débiles y pueden corroerse en medios comunes, lo cual ha empujado a buscar otros tipos de aleaciones que sean más resistentes.

Tipos de aleaciones

Como decíamos antes, existen diferentes tipos de aleaciones. El requisito que deben cumplir es que el elemento base sea un metal.

Aleaciones de hierro

Las aleaciones de hierro se emplean sobre todo en el sector de la construcción.

Dependiendo de su composición, se puede distinguir entre:

  • Aceros al carbono: son aquellos que contienen pequeñas cantidades de carbono, manganeso y silicio, y azufre y fósforo en menores cantidades.
  • Aceros aleados: como su nombre indica, son aquellos que contienen elementos de aleación. La finalidad de añadir elementos de aleación es doble: hacerlos más duros y mejorar su resistencia a la corrosión.

Aleaciones de cobre

Las aleaciones de cobre también son muy empleadas porque son más pesadas que las de hierro. A diferencia de las anteriores, su temperatura de fluencia es elevada, pero la relación entre la resistencia y el peso es menor a las aleaciones de aluminio y magnesio.

Aleaciones ligeras

Las aleaciones ligeras son aquellas cuya dureza es similar a las aleaciones de acero, pero su peso y densidad son inferiores. Se engloban las siguientes:

  • Aleaciones de aluminio. El aluminio es un metal que destaca por su resistencia. Se usa cuando el peso es muy importante, en las industrias aeronáuticas y de automoción.
  • Aleaciones de magnesio. Poseen una ligereza extraordinaria, pero su densidad es menor aún que la del aluminio.
  • Aleaciones de titanio. El titanio es un material difícil de extraer y de transformar, pero sus propiedades son igualmente extraordinarias. Su mayor limitación es su reactividad química en altas temperaturas cuando entra en contacto con otros materiales. No obstante, es resistente a la corrosión en temperatura ambiente, no se altera en la atmósfera ni en espacios marinos o industriales, por eso se emplea en aviones, vehículos especiales e industria petroquímica.

Aleaciones de bajo punto de fusión

Las aleaciones de bajo punto de fusión son aquellas que se funden por debajo de los 150 ºC. También reciben el nombre de aleaciones fusibles, y suelen emplearse como refrigerantes, dado que se mantienen estables bajo calentamiento y proporcionan una conductividad térmica más alta que los demás refrigerantes. Se emplean en calderas a vapor, piezas de mecanizado y rociadores contra incendios, por ejemplo.

De este tipo de aleaciones destacan las de zinc, ya que es un material que sirve para recubrir y proteger frente a la corrosión.

Aleaciones especiales: ¿Qué son?

Las aleaciones especiales son aquellas que se elaboran a partir de materiales como el cobre o el latón, pero tienen añadidas pequeñas cantidades de otros elementos.

Aleaciones de base cobre

Los cobres de baja aleación se dividen en:

  • Aleaciones no endurecidas por precipitación. Poseen pequeñas adiciones de plata, hierro, estaño o zinc, que aumentan la resistencia y su temperatura de reblandecimiento, haciéndola más resistente.
  • Aleaciones endurecidas por precipitación. Este tipo de tratamientos liberan de manera controlada los constituyentes, de manera que se forman grupos de precipitados que mejoran la resistencia del componente.

Aleaciones de hierro

El hierro aumenta la resistencia mecánica y la resistencia a la corrosión por erosión. Por el contrario, la conductividad eléctrica y térmica descienden.

Gracias a su deformación en frío y tratamiento en caliente, se mejora la resistencia mecánica sin alterar la conductividad.

Este tipo de aleaciones se emplea en aparatos de electrónica y electrotecnia.

Latones especiales

Se denomina “latones especiales” a aquellos que tienen base de zinc o cobre.

Si a este tipo de aleaciones se le añaden determinados porcentajes de manganeso, estaño, aluminio, silicio, cobalto o níquel, las propiedades cambian por completo.

Aleación de níquel

El níquel es un metal muy empleado en aceros gracias a su resistencia a la corrosión en medios básicos y ante muchos ácidos, de ahí que se emplee sobre todo en plantas de ingeniería química y también en la industria de la alimentación.

Hay muchas aleaciones que tienen níquel como elemento principal, pero solamente estas destacan por su uso industrial:

  • Monel:  níquel 68%, cobre 30% y hierro 2%. Es un material resistente a la corrosión que se usa en turbinas de gases.
  • Inconel: 80% níquel, 14% cromo y 6% hierro. El resultado de esta aleación es un material resistente a la corrosión capaz de mantener sus propiedades a temperaturas elevadas. Se usa como funda de elementos de calentamiento eléctrico en plantas industriales.

Los metales y las aleaciones poseen unas características muy interesantes que los convierten en materiales idóneos para diversas aplicaciones de ingeniería: pueden emplearse como materiales estructurales, resistentes a la oxidación y a los cambios de temperatura.

Los avances y las diferentes combinaciones han permitido desarrollar y optimizar las propiedades de estos materiales, buscando las aplicaciones idóneas en las que potenciar al máximo sus propiedades.