{"id":112286,"date":"2021-08-13T03:04:47","date_gmt":"2021-08-13T02:04:47","guid":{"rendered":"https:\/\/material-properties.org\/que-son-los-metales-ligeros-y-las-aleaciones-definicion\/"},"modified":"2021-09-25T11:32:32","modified_gmt":"2021-09-25T10:32:32","slug":"que-son-los-metales-ligeros-y-las-aleaciones-definicion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/material-properties.org\/es\/que-son-los-metales-ligeros-y-las-aleaciones-definicion\/","title":{"rendered":"\u00bfQu\u00e9 son los metales ligeros y las aleaciones? Definici\u00f3n"},"content":{"rendered":"<div class=\"su-quote su-quote-style-default\"><div class=\"su-quote-inner su-u-clearfix su-u-trim\"> Los metales ligeros y sus aleaciones son materiales de densidad relativamente baja y relaciones de resistencia a peso elevadas. Estos metales y aleaciones son de gran importancia en aplicaciones de ingenier\u00eda para uso en transporte terrestre, mar\u00edtimo, a\u00e9reo y espacial. <\/div><\/div>\n<div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div>\n<div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\">\n<p><strong><a href=\"https:\/\/material-properties.org\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/titanium-grade-5-image-min.png\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"alignright size-medium wp-image-29423\" src=\"https:\/\/material-properties.org\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/titanium-grade-5-image-min-300x300.png\" alt=\"Aleaci\u00f3n de titanio\" width=\"300\" height=\"300\" \/><\/a>Los metales ligeros<\/strong>\u00a0y sus\u00a0<strong>aleaciones<\/strong>\u00a0son materiales de\u00a0<strong>densidad<\/strong>\u00a0relativamente\u00a0<strong>baja<\/strong>\u00a0y relaciones de\u00a0<strong>resistencia a peso elevadas<\/strong>.\u00a0Estos metales y aleaciones son de gran importancia en aplicaciones de ingenier\u00eda para uso en transporte terrestre, mar\u00edtimo, a\u00e9reo y espacial.\u00a0<strong>El magnesio, el aluminio y el titanio<\/strong>\u00a0son metales ligeros de gran importancia comercial.\u00a0Estos tres metales y sus aleaciones comprenden la mayor parte de los materiales met\u00e1licos de alta relaci\u00f3n resistencia \/ peso utilizados en los sistemas industriales.\u00a0<strong>El aluminio es el m\u00e1s vers\u00e1til<\/strong>\u00a0de estos materiales y el\u00a0<strong>titanio es el m\u00e1s resistente a la corrosi\u00f3n<\/strong>\u00a0con una\u00a0<strong>resistencia<\/strong>\u00a0muy alta, mientras que el\u00a0<strong>magnesio tiene la densidad m\u00e1s baja.<\/strong> Sus densidades de 1,7 (magnesio), 2,7 (aluminio) y 4,5 g\/cm<sup>3<\/sup> (titanio) oscilan entre el 19 y el 56% de las densidades de los metales estructurales m\u00e1s antiguos, hierro (7,9 g\/cm<sup>3<\/sup>) y cobre (8,9 g\/cm<sup>3<\/sup>). Los metales com\u00fanmente clasificados como metales ligeros son aquellos cuya densidad es menor que la densidad del <a href=\"https:\/\/material-properties.org\/what-are-steels-properties-of-steels-definition\/\">acero<\/a> (7,8 g\/cm<sup>3<\/sup>, o 0,28 lb\/in.<sup>3<\/sup>).<\/p>\n<p>Dado que estos metales puros suelen ser materiales m\u00e1s blandos con resistencia insuficiente, deben alearse para alcanzar las propiedades mec\u00e1nicas objetivo.\u00a0Por ejemplo, el aluminio de alta pureza es un material blando con una resistencia m\u00e1xima de aproximadamente 10 MPa, lo que limita su usabilidad en aplicaciones industriales.\u00a0Por otro lado, la resistencia a la tracci\u00f3n de la aleaci\u00f3n de aluminio 6061 puede alcanzar m\u00e1s de 290 MPa dependiendo del temple del material.\u00a0Por lo tanto, estamos discutiendo principalmente las aleaciones en lugar de los metales puros.<\/p>\n<h2>Aplicaci\u00f3n de aleaciones ligeras<\/h2>\n<figure id=\"attachment_29428\" aria-describedby=\"caption-attachment-29428\" style=\"width: 290px\" class=\"wp-caption alignright\"><a href=\"https:\/\/material-properties.org\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/forged-magnesium-wheels-min.png\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-29428\" src=\"https:\/\/material-properties.org\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/forged-magnesium-wheels-min-300x194.png\" alt=\"Aleaciones de magnesio\" width=\"300\" height=\"194\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-29428\" class=\"wp-caption-text\">Ruedas de magnesio forjado<\/figcaption><\/figure>\n<p><strong>Las aleaciones ligeras<\/strong>\u00a0se utilizan ampliamente en aplicaciones aeroespaciales, automotrices, arquitect\u00f3nicas, litogr\u00e1ficas, de embalaje, el\u00e9ctricas y electr\u00f3nicas.\u00a0Son el principal material de construcci\u00f3n de la industria aeron\u00e1utica a lo largo de la mayor parte de su historia.\u00a0Aproximadamente el 70% de las estructuras de las aeronaves civiles comerciales est\u00e1n hechas de aleaciones de aluminio, y sin el aluminio la aviaci\u00f3n civil no ser\u00eda econ\u00f3micamente viable.\u00a0Un kilogramo de metal ahorrado en el dise\u00f1o y la construcci\u00f3n de una aeronave puede resultar en un importante ahorro de peso en los costos de construcci\u00f3n y en los requisitos totales de combustible.<\/p>\n<p>En ocasiones, se utilizan otros metales, como el acero y el titanio, para construir aviones.\u00a0Sin embargo, el acero es pesado, por lo que no se usa demasiado.\u00a0El titanio es casi tan fuerte como el acero, tiene un peso medio, es resistente al calor y resistente a la corrosi\u00f3n.\u00a0Por ejemplo, el Lockheed SR-71 Blackbird, el avi\u00f3n propulsado a chorro m\u00e1s r\u00e1pido del mundo, est\u00e1 hecho de titanio.\u00a0En algunos casos, estas aleaciones ligeras pueden ser reemplazadas por\u00a0<strong>materiales compuestos,<\/strong>\u00a0especialmente aquellos hechos de fibras de vidrio, fibras de carbono y Kevlar. Estos materiales compuestos son fuertes, pero pueden pesar la mitad que el aluminio.\u00a0Estos materiales ligeros y personalizables son cada vez m\u00e1s populares.\u00a0M\u00e1s de la mitad de los materiales utilizados para fabricar el Boeing 787 Dreamliner son compuestos.<\/p>\n<p>Las aleaciones ligeras a base de metal tambi\u00e9n se pueden usar para piezas que operan a altas velocidades y, por lo tanto, deben ser livianas para minimizar las fuerzas de inercia.\u00a0Otras aplicaciones comerciales incluyen herramientas de mano, computadoras port\u00e1tiles, equipaje y escaleras, autom\u00f3viles (por ejemplo, volantes y columnas, armazones de asientos, cajas de transmisi\u00f3n).<\/p>\n<h2>Tipos de aleaciones ligeras<\/h2>\n<p>Como se escribi\u00f3, el magnesio, el aluminio y el titanio son metales ligeros de gran importancia comercial.\u00a0Estos tres metales y sus aleaciones comprenden la mayor parte de los\u00a0materiales met\u00e1licos\u00a0de\u00a0<strong>alta relaci\u00f3n resistencia \/ peso<\/strong>\u00a0utilizados en los sistemas industriales.\u00a0El aluminio es el m\u00e1s vers\u00e1til de estos materiales y el titanio es el m\u00e1s resistente a la corrosi\u00f3n con una resistencia muy alta, mientras que el magnesio tiene la densidad m\u00e1s baja.\u00a0Adem\u00e1s de estos metales, el berilio tambi\u00e9n es un metal liviano de alta resistencia con un m\u00f3dulo el\u00e1stico muy alto (303 GPa) que est\u00e1 encontrando un uso cada vez mayor como material estructural en veh\u00edculos aeroespaciales.\u00a0El m\u00f3dulo de elasticidad del berilio es casi tres veces mayor que el del titanio.<\/p>\n<ul>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/metals-what-are-metals\/alloys-composition-properties-of-metal-alloys\/aluminium-alloys\/\"><strong>Aleaciones de aluminio<\/strong><\/a>. Las propiedades mec\u00e1nicas de las aleaciones de aluminio dependen en gran medida de su composici\u00f3n de fases y microestructura. Se puede lograr una alta resistencia, entre otras cosas, mediante la introducci\u00f3n de una fracci\u00f3n de gran volumen de part\u00edculas finas de segunda fase distribuidas homog\u00e9neamente y mediante un refinamiento del tama\u00f1o de grano. En general, las aleaciones de aluminio se caracterizan por una densidad relativamente baja (2,7 g\/cm<sup>3<\/sup> en comparaci\u00f3n con 7,9 g\/cm<sup>3\u00a0<\/sup>para acero), alta conductividad el\u00e9ctrica y t\u00e9rmica y resistencia a la corrosi\u00f3n en algunos entornos comunes, incluida la atm\u00f3sfera ambiental. La principal limitaci\u00f3n del aluminio es su baja temperatura de fusi\u00f3n (660\u00b0C), que restringe la temperatura m\u00e1xima a la que se puede utilizar. Para la producci\u00f3n general, las aleaciones de las series 5000 y 6000 proporcionan una resistencia adecuada combinada con una buena resistencia a la corrosi\u00f3n, alta tenacidad y facilidad de soldadura. El aluminio y sus aleaciones se utilizan ampliamente en aplicaciones aeroespaciales, automotrices, arquitect\u00f3nicas, litogr\u00e1ficas, de embalaje, el\u00e9ctricas y electr\u00f3nicas.<\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/metals-what-are-metals\/alloys-composition-properties-of-metal-alloys\/magnesium-alloys\/\"><strong>Aleaciones de magnesio<\/strong><\/a>. Las aleaciones de magnesio son mezclas de magnesio y otros metales de aleaci\u00f3n, generalmente aluminio, zinc, silicio, manganeso, cobre y circonio. Dado que la caracter\u00edstica m\u00e1s destacada del magnesio es su densidad, 1,7 g\/cm<sup>3<\/sup>, sus aleaciones se utilizan donde el peso ligero es una consideraci\u00f3n importante (por ejemplo, en componentes de aeronaves). El magnesio tiene el punto de fusi\u00f3n m\u00e1s bajo (923 K (1,202\u00b0F)) de todos los metales alcalinot\u00e9rreos. Las aleaciones de magnesio se utilizan normalmente como aleaciones de fundici\u00f3n. A pesar de la naturaleza reactiva del polvo de magnesio puro, el magnesio met\u00e1lico y sus aleaciones tienen buena resistencia a la corrosi\u00f3n. Debemos agregar que el magnesio puro es altamente inflamable, especialmente cuando se pulveriza o se afeita en tiras delgadas, aunque es dif\u00edcil de encender en masa o a granel. Produce una luz blanca intensa, brillante cuando arde. Las temperaturas de la llama del magnesio y algunas aleaciones de magnesio pueden alcanzar los 3100\u00b0C.<\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/metals-what-are-metals\/alloys-composition-properties-of-metal-alloys\/titanium-alloys\/\"><strong>Aleaciones de titanio<\/strong><\/a>.\u00a0Las aleaciones de titanio son metales que contienen una mezcla de titanio y otros elementos qu\u00edmicos.\u00a0Estas aleaciones tienen una resistencia a la tracci\u00f3n y una tenacidad muy altas (incluso a temperaturas extremas).\u00a0Son livianos, tienen una extraordinaria resistencia a la corrosi\u00f3n y la capacidad de soportar temperaturas extremas.\u00a0Aunque el titanio \u00abcomercialmente puro\u00bb tiene propiedades mec\u00e1nicas aceptables y se ha utilizado para implantes ortop\u00e9dicos y dentales, para la mayor\u00eda de las aplicaciones el titanio se alea con peque\u00f1as cantidades de aluminio y vanadio, t\u00edpicamente 6% y 4% respectivamente, en peso.\u00a0Esta mezcla tiene una solubilidad s\u00f3lida que var\u00eda dr\u00e1sticamente con la temperatura, lo que le permite experimentar un fortalecimiento por precipitaci\u00f3n.<\/li>\n<\/ul>\n<p><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"aligncenter wp-image-29959 size-full\" src=\"https:\/\/material-properties.org\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/light-metal-alloys-composition.png\" alt=\"aleaciones de metales ligeros - composici\u00f3n\" width=\"840\" height=\"284\" \/><\/p>\n<h2>Propiedades de los metales ligeros y las aleaciones<\/h2>\n<p><strong>Las propiedades de los materiales<\/strong>\u00a0son\u00a0<strong>propiedades\u00a0<\/strong><strong>intensivas<\/strong>, lo que significa que son\u00a0<strong>independientes de la cantidad<\/strong>\u00a0de masa y pueden variar de un lugar a otro dentro del sistema en cualquier momento.\u00a0La base de la ciencia de los materiales consiste en estudiar la estructura de los materiales y relacionarlos con sus propiedades (mec\u00e1nicas, el\u00e9ctricas, etc.).\u00a0Una vez que un cient\u00edfico de materiales conoce esta correlaci\u00f3n estructura-propiedad, puede pasar a estudiar el rendimiento relativo de un material en una aplicaci\u00f3n determinada.\u00a0Los principales determinantes de la estructura de un material y, por tanto, de sus propiedades son sus elementos qu\u00edmicos constituyentes y la forma en que se ha procesado hasta su forma final.<\/p>\n<h3><span id=\"Density_of_Titanium_Alloys\">Densidad de aleaciones y metales ligeros<\/span><\/h3>\n<p>La densidad de\u00a0<strong>una aleaci\u00f3n de aluminio t\u00edpica<\/strong> es de 2,7 g\/cm<sup>3<\/sup>\u00a0(aleaci\u00f3n 6061).<\/p>\n<p>La densidad de\u00a0<strong>una aleaci\u00f3n de magnesio t\u00edpica<\/strong> es de 1,8 g\/cm<sup>3<\/sup>\u00a0(Elektron 21).<\/p>\n<p>La densidad de\u00a0<strong>una aleaci\u00f3n de titanio t\u00edpica<\/strong> es de 4,43 g\/cm<sup>3<\/sup>\u00a0(Ti-6Al-4V).<\/p>\n<p><strong>La densidad<\/strong>\u00a0\u00a0se define como la\u00a0\u00a0<strong>masa por unidad de volumen<\/strong>.\u00a0Es una\u00a0\u00a0<strong>propiedad intensiva<\/strong>\u00a0, que se define matem\u00e1ticamente como masa dividida por volumen:<\/p>\n<p><strong>\u03c1 = m \/ V<\/strong><\/p>\n<p>En palabras, la densidad (\u03c1) de una sustancia es la masa total (m) de esa sustancia dividida por el volumen total (V) ocupado por esa sustancia.\u00a0La unidad est\u00e1ndar del SI es\u00a0\u00a0<strong>kilogramos por metro c\u00fabico<\/strong> \u00a0(<strong>kg\/m<sup>3<\/sup><\/strong>).\u00a0La unidad de ingl\u00e9s est\u00e1ndar es\u00a0\u00a0<strong>libras de masa por pie c\u00fabico<\/strong> \u00a0(<strong>lbm\/ft<sup>3<\/sup><\/strong>).<\/p>\n<p>Dado que la densidad (\u03c1) de una sustancia es la masa total (m) de esa sustancia dividida por el volumen total (V) ocupado por esa sustancia, es obvio que la densidad de una sustancia depende en gran medida de su masa at\u00f3mica y tambi\u00e9n de\u00a0\u00a0<strong>la densidad del n\u00famero at\u00f3mico<\/strong> \u00a0(N; \u00e1tomos\/cm<sup>3<\/sup>),<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Peso at\u00f3mico<\/strong>.\u00a0La masa at\u00f3mica es transportada por el n\u00facleo at\u00f3mico, que ocupa s\u00f3lo alrededor de\u00a0<sup>10-12\u00a0<\/sup>\u00a0del volumen total del \u00e1tomo o menos, pero contiene toda la carga positiva y al menos el 99,95% de la masa total del \u00e1tomo.\u00a0Por lo tanto, est\u00e1 determinado por el n\u00famero de masa (n\u00famero de protones y neutrones).<\/li>\n<li><strong>Densidad del n\u00famero at\u00f3mico<\/strong>.\u00a0La\u00a0\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/nuclear-engineering-fundamentals\/neutron-nuclear-reactions\/atomic-number-density\/\">densidad del n\u00famero at\u00f3mico<\/a> \u00a0(N; \u00e1tomos\/cm<sup>3<\/sup>), que est\u00e1 asociada con los radios at\u00f3micos, es el n\u00famero de \u00e1tomos de un tipo dado por unidad de volumen (V; cm<sup>3<\/sup>) del material. La densidad del n\u00famero at\u00f3mico (N; \u00e1tomos\/cm<sup>3<\/sup>) de un material puro que tiene\u00a0\u00a0<strong>un peso at\u00f3mico o molecular\u00a0<\/strong> (M; gramos\/mol) y la <strong>densidad<\/strong>\u00a0del\u00a0\u00a0<strong>material<\/strong> \u00a0(\u2374; gramos\/cm<sup>3<\/sup>) se calcula f\u00e1cilmente a partir de la siguiente ecuaci\u00f3n utilizando el n\u00famero de Avogadro (<strong>N<sub>A<\/sub> = 6,022\u00d710<sup>23<\/sup><\/strong>\u00a0\u00a0\u00e1tomos o mol\u00e9culas por mol):<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/wp-content\/uploads\/2015\/12\/Atomic-Number-Density.png\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-13442 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/wp-content\/uploads\/2015\/12\/Atomic-Number-Density.png\" alt=\"Densidad del n\u00famero at\u00f3mico\" width=\"166\" height=\"69\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/wp-content\/uploads\/2015\/12\/Atomic-Number-Density.png\" \/><\/a><\/li>\n<li><strong>Estructura cristalina.\u00a0<\/strong>La densidad de la sustancia cristalina se ve afectada significativamente por su estructura cristalina.\u00a0La estructura de FCC, junto con su relativo hexagonal (hcp), tiene el factor de empaque m\u00e1s eficiente (74%).\u00a0Los metales que contienen estructuras de FCC incluyen austenita, aluminio, cobre, plomo, plata, oro, n\u00edquel, platino y torio.<\/li>\n<\/ul>\n<h3>Propiedades mec\u00e1nicas de metales ligeros y aleaciones<\/h3>\n<p>Los materiales se eligen con frecuencia para diversas aplicaciones porque tienen combinaciones deseables de caracter\u00edsticas mec\u00e1nicas.\u00a0Para aplicaciones estructurales, las propiedades de los materiales son cruciales y los ingenieros deben tenerlas en cuenta.<\/p>\n<h3>Resistencia de aleaciones y metales ligeros<\/h3>\n<p>En mec\u00e1nica de materiales, la\u00a0<a href=\"https:\/\/material-properties.org\/what-is-strength-definition\/\"><strong>resistencia de un material<\/strong><\/a>\u00a0es su capacidad para soportar una carga aplicada sin fallas ni deformaciones pl\u00e1sticas.\u00a0<strong>La resistencia de los materiales<\/strong>\u00a0b\u00e1sicamente considera la relaci\u00f3n entre las\u00a0<strong>cargas externas<\/strong>\u00a0aplicadas a un material y la\u00a0<strong>deformaci\u00f3n<\/strong>\u00a0resultante\u00a0o cambio en las dimensiones del material.\u00a0<strong>La resistencia de un material<\/strong>\u00a0es su capacidad para soportar esta carga aplicada sin fallas o deformaciones pl\u00e1sticas.<\/p>\n<h3>Resistencia a la tracci\u00f3n<\/h3>\n<p>La resistencia m\u00e1xima a la tracci\u00f3n de\u00a0<strong>la aleaci\u00f3n de aluminio 6061<\/strong>\u00a0depende en gran medida del temple del material, pero para el temple T6 es de aproximadamente 290 MPa.<\/p>\n<p>La resistencia\u00a0<strong>m\u00e1xima a la<\/strong>\u00a0tracci\u00f3n de\u00a0<strong>Elektron 21 &#8211; UNS M12310<\/strong>\u00a0es de aproximadamente 280 MPa.<\/p>\n<p>La m\u00e1xima resistencia a la tracci\u00f3n de\u00a0<strong>Ti-6Al-4V &#8211; aleaci\u00f3n de titanio de grado 5<\/strong>\u00a0es de aproximadamente 1170 MPa.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/material-properties.org\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/Yield-Strength-Ultimate-Tensile-Strength-Table-of-Materials.png\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"alignright size-medium wp-image-27807\" src=\"https:\/\/material-properties.org\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/Yield-Strength-Ultimate-Tensile-Strength-Table-of-Materials-239x300.png\" alt=\"Resistencia a la fluencia - Resistencia m\u00e1xima a la tracci\u00f3n - Tabla de materiales\" width=\"239\" height=\"300\" \/><\/a>La\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/material-properties\/strength\/stress-strain-curve-stress-strain-diagram\/ultimate-tensile-strength-uts\/\"><strong>m\u00e1xima resistencia a la tracci\u00f3n<\/strong><\/a>\u00a0es la m\u00e1xima en la\u00a0<a href=\"https:\/\/material-properties.org\/what-is-stress-strain-curve-stress-strain-diagram-definition\/\">curva de<\/a>\u00a0ingenier\u00eda de\u00a0<a href=\"https:\/\/material-properties.org\/what-is-stress-strain-curve-stress-strain-diagram-definition\/\">tensi\u00f3n-deformaci\u00f3n<\/a>.\u00a0Esto corresponde a la\u00a0<strong>tensi\u00f3n m\u00e1xima <\/strong>que puede ser sostenido por una estructura en tensi\u00f3n. La resistencia m\u00e1xima a la tracci\u00f3n a menudo se reduce a \u00abresistencia a la tracci\u00f3n\u00bb o incluso a \u00abm\u00e1xima\u00bb. Si se aplica y se mantiene esta tensi\u00f3n, se producir\u00e1 una fractura. A menudo, este valor es significativamente mayor que el l\u00edmite el\u00e1stico (entre un 50 y un 60 por ciento m\u00e1s que el rendimiento para algunos tipos de metales). Cuando un material d\u00factil alcanza su m\u00e1xima resistencia, experimenta un estrechamiento donde el \u00e1rea de la secci\u00f3n transversal se reduce localmente. La curva de tensi\u00f3n-deformaci\u00f3n no contiene una tensi\u00f3n mayor que la resistencia m\u00e1xima. Aunque las deformaciones pueden seguir aumentando, la tensi\u00f3n suele disminuir despu\u00e9s de que se ha alcanzado la resistencia m\u00e1xima. Es una propiedad intensiva; por lo tanto, su valor no depende del tama\u00f1o de la muestra de prueba. Sin embargo, depende de otros factores, como la preparaci\u00f3n de la muestra,\u00a0<strong>temperatura<\/strong>\u00a0del entorno de prueba y del material.\u00a0<strong>Las resistencias a la tracci\u00f3n<\/strong>\u00a0m\u00e1xima var\u00edan desde 50 MPa para un aluminio hasta 3000 MPa para aceros de muy alta resistencia.<\/p>\n<h3><span id=\"Yield_Strength\">L\u00edmite de elasticidad<\/span><\/h3>\n<p>El l\u00edmite el\u00e1stico de\u00a0<strong>la aleaci\u00f3n de aluminio 6061<\/strong>\u00a0depende en gran medida del temple del material, pero para el temple T6 es de unos 240 MPa.<\/p>\n<p>El l\u00edmite el\u00e1stico de\u00a0<strong>Elektron 21 &#8211; UNS M12310<\/strong>\u00a0es de aproximadamente 145 MPa.<\/p>\n<p>El l\u00edmite el\u00e1stico de\u00a0<strong>Ti-6Al-4V: la aleaci\u00f3n de titanio de grado 5<\/strong>\u00a0es de aproximadamente 1100 MPa.<\/p>\n<p>El\u00a0\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/material-properties\/strength\/stress-strain-curve-stress-strain-diagram\/yield-strength-yield-point\/\"><strong>punto de fluencia<\/strong><\/a>\u00a0\u00a0es el punto en una\u00a0\u00a0<a href=\"https:\/\/material-properties.org\/what-is-stress-strain-curve-stress-strain-diagram-definition\/\">curva de tensi\u00f3n-deformaci\u00f3n<\/a>\u00a0\u00a0que indica el l\u00edmite del comportamiento el\u00e1stico y el comportamiento pl\u00e1stico inicial. <b>L\u00edmite de elasticidad<\/b>\u00a0es la propiedad del material definida como el esfuerzo en el que un material comienza a deformarse pl\u00e1sticamente, mientras que el l\u00edmite el\u00e1stico es el punto donde comienza la deformaci\u00f3n no lineal (el\u00e1stica + pl\u00e1stica).\u00a0Antes del l\u00edmite el\u00e1stico, el material se deformar\u00e1 el\u00e1sticamente y volver\u00e1 a su forma original cuando se elimine la tensi\u00f3n aplicada.\u00a0Una vez superado el l\u00edmite el\u00e1stico, una parte de la deformaci\u00f3n ser\u00e1 permanente e irreversible.\u00a0Algunos aceros y otros materiales exhiben un comportamiento denominado fen\u00f3meno de l\u00edmite el\u00e1stico.\u00a0Los l\u00edmites de elasticidad var\u00edan de 35 MPa para un aluminio de baja resistencia a m\u00e1s de 1400 MPa para aceros de muy alta resistencia.<\/p>\n<h3>M\u00f3dulo de Young<\/h3>\n<p>El m\u00f3dulo de Young de la <strong>aleaci\u00f3n de aluminio 6061<\/strong>\u00a0es de aproximadamente 69 GPa.<\/p>\n<p>El m\u00f3dulo de Young de <strong>Elektron 21 &#8211; UNS M12310<\/strong>\u00a0es de aproximadamente 45 GPa.<\/p>\n<p>El m\u00f3dulo de Young de <strong>Ti-6Al-4V &#8211; aleaci\u00f3n de titanio de grado 5<\/strong>\u00a0es de aproximadamente 114 GPa.<\/p>\n<p>El\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/material-properties\/strength\/hookes-law\/youngs-modulus-of-elasticity\/\">m\u00f3dulo de Young<\/a>\u00a0es el m\u00f3dulo el\u00e1stico para esfuerzos de tracci\u00f3n y compresi\u00f3n en el r\u00e9gimen de elasticidad lineal de una deformaci\u00f3n uniaxial y generalmente se eval\u00faa mediante ensayos de tracci\u00f3n.\u00a0Hasta un esfuerzo limitante, un cuerpo podr\u00e1 recuperar sus dimensiones al retirar la carga.\u00a0Las tensiones aplicadas hacen que los \u00e1tomos de un cristal se muevan desde su posici\u00f3n de equilibrio.\u00a0Todos los\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/atom-properties-of-atoms\/\">\u00e1tomos<\/a>\u00a0se desplazan en la misma cantidad y a\u00fan mantienen su geometr\u00eda relativa.\u00a0Cuando se eliminan las tensiones, todos los \u00e1tomos vuelven a sus posiciones originales y no se produce ninguna deformaci\u00f3n permanente.\u00a0Seg\u00fan la\u00a0<strong><a href=\"https:\/\/material-properties.org\/what-is-hookes-law-definition\/\">ley de Hooke<\/a>,<\/strong>\u00a0la tensi\u00f3n es proporcional a la deformaci\u00f3n (en la regi\u00f3n el\u00e1stica) y la pendiente es\u00a0<strong>el m\u00f3dulo de Young.<\/strong>\u00a0El m\u00f3dulo de Young es igual a la tensi\u00f3n longitudinal dividida por la deformaci\u00f3n.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/material-properties.org\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/Hookes-law-equation.png\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-27811\" src=\"https:\/\/material-properties.org\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/Hookes-law-equation.png\" alt=\"\" width=\"320\" height=\"164\" \/><\/a><\/p>\n<h2>Dureza de metales ligeros y aleaciones<\/h2>\n<p>La dureza Brinell de\u00a0<strong>la aleaci\u00f3n de aluminio 6061<\/strong>\u00a0depende en gran medida del temple del material, pero para el temple T6 es de aproximadamente 95 MPa.<\/p>\n<p>La dureza Brinell de\u00a0<strong>Elektron 21 &#8211; UNS M12310<\/strong>\u00a0es de aproximadamente 70 HB.<\/p>\n<p>La dureza Rockwell de\u00a0<strong>Ti-6Al-4V &#8211; aleaci\u00f3n de titanio de grado 5<\/strong>\u00a0es de aproximadamente 41 HRC.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/material-properties.org\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/table-brinell-hardness-numbers.png\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"alignright size-full wp-image-28044\" src=\"https:\/\/material-properties.org\/wp-content\/uploads\/2020\/01\/table-brinell-hardness-numbers.png\" alt=\"N\u00famero de dureza Brinell\" width=\"288\" height=\"297\" \/><\/a><\/p>\n<p><strong>La prueba de dureza Rockwell<\/strong>\u00a0\u00a0es una de las pruebas de dureza por indentaci\u00f3n m\u00e1s comunes, que se ha desarrollado para las pruebas de dureza.\u00a0A diferencia de la prueba de Brinell, el probador Rockwell mide la profundidad de penetraci\u00f3n de un penetrador bajo una carga grande (carga mayor) en comparaci\u00f3n con la penetraci\u00f3n realizada por una precarga (carga menor).\u00a0La carga menor establece la posici\u00f3n cero.\u00a0Se aplica la carga principal y luego se retira mientras se mantiene la carga menor.\u00a0La diferencia entre la profundidad de penetraci\u00f3n antes y despu\u00e9s de la aplicaci\u00f3n de la carga principal se utiliza para calcular el\u00a0\u00a0<strong>n\u00famero de dureza Rockwell<\/strong>.\u00a0Es decir, la profundidad de penetraci\u00f3n y la dureza son inversamente proporcionales.\u00a0La principal ventaja de la dureza Rockwell es su capacidad para\u00a0\u00a0<strong>mostrar los valores de dureza directamente<\/strong>.\u00a0El resultado es un n\u00famero adimensional anotado como\u00a0\u00a0<strong>HRA, HRB, HRC<\/strong>, etc., donde la \u00faltima letra es la escala de Rockwell respectiva.<\/p>\n<p>La prueba Rockwell C se realiza con un penetrador Brale (\u00a0<strong>cono de diamante de 120\u00b0<\/strong>) y una carga mayor de 150 kg.<\/p>\n<h2>Propiedades t\u00e9rmicas de metales ligeros y aleaciones<\/h2>\n<p><strong>Las propiedades t\u00e9rmicas<\/strong>\u00a0\u00a0de los materiales se refieren a la respuesta de los materiales a los cambios de\u00a0\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/<a href=\"https:\/\/modern-physics.org\/thermodynamics\/\">thermodynamics<\/a>\/thermodynamic-properties\/what-is-temperature-physics\/\u00bb>temperatura\u00a0y a la aplicaci\u00f3n de\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/heat-transfer\/introduction-to-heat-transfer\/heat-in-physics-definition-of-heat\/\">calor<\/a>.\u00a0A medida que un s\u00f3lido absorbe\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/<a href=\"https:\/\/modern-physics.org\/thermodynamics\/\">thermodynamics<\/a>\/what-is-energy-physics\/\u00bb>energ\u00eda\u00a0en forma de calor, su temperatura aumenta y sus dimensiones aumentan.\u00a0Pero los\u00a0<strong>diferentes materiales reaccionan<\/strong>\u00a0a la aplicaci\u00f3n de calor de manera\u00a0<strong>diferente<\/strong>.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/material-properties\/thermal-properties-of-materials\/specific-heat-capacity-of-materials\/\">La capacidad calor\u00edfica<\/a>,\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/material-properties\/thermal-properties-of-materials\/coefficient-of-thermal-expansion-of-materials\/\">la expansi\u00f3n t\u00e9rmica<\/a>\u00a0y\u00a0<a href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/what-is-thermal-conductivity-definition\/\">la conductividad t\u00e9rmica<\/a>\u00a0son propiedades que a menudo son cr\u00edticas en el uso pr\u00e1ctico de s\u00f3lidos.<\/p>\n<h3>Punto de fusi\u00f3n de aleaciones y metales ligeros<\/h3>\n<p>El punto de fusi\u00f3n de\u00a0<strong>la aleaci\u00f3n de aluminio 6061<\/strong> es de alrededor de 600\u00b0C.<\/p>\n<p>El punto de fusi\u00f3n de\u00a0<strong>Elektron 21 &#8211; UNS M12310<\/strong> es de alrededor de 550 &#8211; 640\u00b0C.<\/p>\n<p>El punto de fusi\u00f3n de\u00a0<strong>Ti-6Al-4V &#8211; aleaci\u00f3n de titanio de grado 5<\/strong> es de alrededor de 1660\u00b0C.<\/p>\n<p>En general, la\u00a0\u00a0<strong>fusi\u00f3n<\/strong>\u00a0\u00a0es un\u00a0\u00a0<strong>cambio<\/strong>\u00a0\u00a0de\u00a0<strong>fase<\/strong>\u00a0de una sustancia de la fase s\u00f3lida a la l\u00edquida.\u00a0El\u00a0\u00a0<a href=\"https:\/\/material-properties.org\/melting-point-of-chemical-elements\/\"><strong>punto<\/strong><\/a>\u00a0\u00a0de\u00a0<a href=\"https:\/\/material-properties.org\/melting-point-of-chemical-elements\/\"><strong>fusi\u00f3n<\/strong><\/a>\u00a0de una sustancia es la temperatura a la que se produce este cambio de fase.\u00a0El\u00a0\u00a0<strong>punto de fusi\u00f3n\u00a0<\/strong>\u00a0tambi\u00e9n define una condici\u00f3n en la que el s\u00f3lido y el l\u00edquido pueden existir en equilibrio.<\/p>\n<h3>Conductividad t\u00e9rmica de metales ligeros y aleaciones<\/h3>\n<p>La conductividad t\u00e9rmica de\u00a0<strong>la aleaci\u00f3n de aluminio 6061<\/strong> es de 150 W\/(mK).<\/p>\n<p>La conductividad t\u00e9rmica de\u00a0<strong>Elektron 21 &#8211; UNS M12310<\/strong> es 116 W\/(mK).<\/p>\n<p>La conductividad t\u00e9rmica de\u00a0<strong>Ti-6Al-4V &#8211; aleaci\u00f3n de titanio de grado 5<\/strong> es de 6,7 W\/(mK).<\/p>\n<p>Las caracter\u00edsticas de transferencia de calor de un material s\u00f3lido se miden mediante una propiedad llamada\u00a0\u00a0<a href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/what-is-thermal-conductivity-definition\/\"><strong>conductividad t\u00e9rmica<\/strong><\/a>\u00a0, k (o \u03bb), medida en\u00a0\u00a0<strong>W\/mK<\/strong>.\u00a0Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a trav\u00e9s de un material por\u00a0\u00a0<a href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/what-is-thermal-conduction-heat-conduction-definition\/\">conducci\u00f3n<\/a>\u00a0.\u00a0Tenga en cuenta que\u00a0\u00a0<a href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/what-is-fouriers-law-of-thermal-conduction-definition\/\"><strong>la ley de Fourier se<\/strong><\/a>\u00a0\u00a0aplica a toda la materia, independientemente de su estado (s\u00f3lido, l\u00edquido o gas), por lo tanto, tambi\u00e9n se define para l\u00edquidos y gases.<\/p>\n<p>La\u00a0\u00a0<a href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/what-is-thermal-conductivity-definition\/\"><strong>conductividad t\u00e9rmica<\/strong><\/a>\u00a0\u00a0de la mayor\u00eda de los l\u00edquidos y s\u00f3lidos var\u00eda con la temperatura.\u00a0Para los vapores, tambi\u00e9n depende de la presi\u00f3n.\u00a0En general:<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/wp-content\/uploads\/2017\/10\/thermal-conductivity-definition.png\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-20041\" src=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/wp-content\/uploads\/2017\/10\/thermal-conductivity-definition.png\" alt=\"conductividad t\u00e9rmica - definici\u00f3n\" width=\"225\" height=\"75\" \/><\/a><\/p>\n<p>La mayor\u00eda de los materiales son casi homog\u00e9neos, por lo que normalmente podemos escribir\u00a0\u00a0<strong>k = k (T)<\/strong>.\u00a0Se asocian definiciones similares con conductividades t\u00e9rmicas en las direcciones y y z (ky, kz), pero para un material is\u00f3tropo, la conductividad t\u00e9rmica es independiente de la direcci\u00f3n de transferencia, kx = ky = kz = k.<\/p>\n<\/div><\/div>\n<div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-accordion su-u-trim\"> <div class=\"su-spoiler su-spoiler-style-default su-spoiler-icon-plus\" data-scroll-offset=\"0\" data-anchor-in-url=\"no\"><div class=\"su-spoiler-title\" tabindex=\"0\" role=\"button\"><span class=\"su-spoiler-icon\"><\/span>References:<\/div><div class=\"su-spoiler-content su-u-clearfix su-u-trim\"> Ciencia de los materiales:\n<p>Departamento de Energ\u00eda de EE. UU., Ciencia de Materiales.\u00a0DOE Fundamentals Handbook, Volumen 1 y 2. Enero de 1993.<br \/>\nDepartamento de Energ\u00eda de EE\u00a0.\u00a0UU., Ciencia de Materiales.\u00a0Manual de fundamentos del DOE, Volumen 2 y 2. Enero de 1993.<br \/>\nWilliam D. Callister, David G. Rethwisch.\u00a0Ciencia e Ingenier\u00eda de Materiales: Introducci\u00f3n 9\u00aa Edici\u00f3n, Wiley;\u00a09a edici\u00f3n (4 de diciembre de 2013), ISBN-13: 978-1118324578.<br \/>\nEberhart, Mark (2003).\u00a0Por qu\u00e9 se rompen las cosas: entender el mundo a trav\u00e9s de la forma en que se desmorona.\u00a0Armon\u00eda.\u00a0ISBN 978-1-4000-4760-4.<br \/>\nGaskell, David R. (1995).\u00a0Introducci\u00f3n a la Termodin\u00e1mica de Materiales (4\u00aa ed.).\u00a0Taylor y Francis Publishing.\u00a0ISBN 978-1-56032-992-3.<br \/>\nGonz\u00e1lez-Vi\u00f1as, W. y Mancini, HL (2004).\u00a0Introducci\u00f3n a la ciencia de los materiales.\u00a0Prensa de la Universidad de Princeton.\u00a0ISBN 978-0-691-07097-1.<br \/>\nAshby, Michael;\u00a0Hugh Shercliff;\u00a0David Cebon (2007).\u00a0Materiales: ingenier\u00eda, ciencia, procesamiento y dise\u00f1o (1\u00aa ed.).\u00a0Butterworth-Heinemann.\u00a0ISBN 978-0-7506-8391-3.<br \/>\nJR Lamarsh, AJ Baratta, Introducci\u00f3n a la ingenier\u00eda nuclear, 3d ed., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.<br \/>\n<\/p><\/div><\/div> <\/div> <div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div> <\/div><\/div> <div class=\"su-divider su-divider-style-default\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div> <div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-33 lgc-tablet-grid-33 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\"> <\/div><\/div> <div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-33 lgc-tablet-grid-33 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\">\n<p>Ver arriba:<br \/>\nAleaciones <a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/metals-what-are-metals\/alloys-composition-properties-of-metal-alloys\/\" class=\"su-button su-button-style-default\" style=\"color:#FFFFFF;background-color:#2D89EF;border-color:#246ec0;border-radius:5px;-moz-border-radius:5px;-webkit-border-radius:5px\" target=\"_self\"><span style=\"color:#FFFFFF;padding:0px 16px;font-size:13px;line-height:26px;border-color:#6cadf4;border-radius:5px;-moz-border-radius:5px;-webkit-border-radius:5px;text-shadow:none;-moz-text-shadow:none;-webkit-text-shadow:none\">  <\/span><\/a> <\/p><\/div><\/div> <div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-33 lgc-tablet-grid-33 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\"> <\/div><\/div>\n<div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div>\n<p>Esperamos que este art\u00edculo,\u00a0<strong>Metales ligeros y aleaciones<\/strong>\u00a0, le ayude.\u00a0Si es as\u00ed,\u00a0<strong>danos un me gusta<\/strong>\u00a0en la barra lateral.\u00a0El objetivo principal de este sitio web es ayudar al p\u00fablico a conocer informaci\u00f3n importante e interesante sobre los materiales y sus propiedades.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Esperamos que este art\u00edculo,\u00a0Metales ligeros y aleaciones\u00a0, le ayude.\u00a0Si es as\u00ed,\u00a0danos un me gusta\u00a0en la barra lateral.\u00a0El objetivo principal de este sitio web es ayudar al p\u00fablico a conocer informaci\u00f3n importante e interesante sobre los materiales y sus propiedades.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[53],"tags":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v21.2 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>\u00bfQu\u00e9 son los metales ligeros y las aleaciones? 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