Clasificación y Propiedades de Aleaciones Metálicas: Férreas y No Férreas

Aleaciones Férreas: Fundamentos y Aplicaciones

Las aleaciones férreas, cuyo principal componente es el hierro, son de gran interés en la construcción de estructuras y aparatos, incluyendo todos los relacionados con la construcción naval. Su uso generalizado se debe a tres factores clave:

• En la corteza terrestre abundan los compuestos de hierro.
• Los aceros se fabrican mediante técnicas de extracción, afino, aleación y conformación relativamente económicas.
• Las aleaciones férreas son extremadamente versátiles, ya que pueden adaptarse para poseer una gran variedad de propiedades físicas y mecánicas.

Aceros: Composición y Clasificación

Los aceros son aleaciones de hierro-carbono con concentraciones apreciables de otros elementos aleantes. Existen miles de tipos de acero con distintas composiciones y/o tratamientos térmicos. Sus propiedades mecánicas dependen del contenido en carbono, que suele ser inferior al 1%. Se clasifican según el contenido en carbono en:

• Bajo carbono (incluyendo el grupo HSLA)
• Medio carbono
• Alto carbono (incluyendo los Aceros Inoxidables)

Existen dos tipos de designaciones para cada material:

• Simbólica: Expresa normalmente las características físicas, químicas o tecnológicas del material y, en muchos casos, otras características suplementarias que permiten su identificación de una forma más precisa.
• Numérica: Expresa una codificación alfanumérica que tiene un sentido de orden o de clasificación de elementos en grupos para facilitar su identificación. En este caso, la designación no tiene un sentido descriptivo de las características del material.

Fundición: Aleaciones de Alto Carbono

Las fundiciones se clasifican como aleaciones férreas con un contenido en carbono superior al 2.1%; sin embargo, en la práctica, la mayoría de las fundiciones contienen entre 3% y 4.5% de C y otros elementos de adición. Las aleaciones comprendidas en este rango de composiciones funden a temperaturas entre 1150 °C y 1300 °C. Por este motivo, las fundiciones se funden y moldean con facilidad.

Tipos comunes de fundición incluyen:

• Fundición gris
• Fundición dúctil
• Fundición blanca
• Fundición maleable

Aleaciones No Férreas: Propiedades y Aplicaciones Específicas

Aunque el acero y otras aleaciones férreas se consumen en grandes cantidades debido a su diversidad de propiedades mecánicas, facilidad de fabricación y economía de producción, las aleaciones no férreas presentan ventajas en aplicaciones específicas.

Los principales inconvenientes de las aleaciones férreas son:

• Densidad relativamente elevada.
• Conductividad eléctrica comparativamente baja.
• Gran susceptibilidad a la corrosión en medios muy comunes.

Las aleaciones no férreas se clasifican según el componente mayoritario o según las características específicas del grupo de aleaciones. Se pueden distinguir los siguientes metales y aleaciones:

• Aleaciones de cobre
• Aleaciones de aluminio
• Aleaciones de magnesio
• Aleaciones de titanio
• Metales refractarios
• Superaleaciones
• Metales nobles
• Aleaciones que incluyen níquel, plomo, estaño y zinc como metales base.

Cobre y sus Aleaciones: Versatilidad Histórica

El cobre y las aleaciones basadas en cobre poseen combinaciones de propiedades físicas adecuadas y se han utilizado en una gran variedad de aplicaciones desde la antigüedad.

Aluminio y sus Aleaciones: Ligereza y Conductividad

El aluminio y sus aleaciones se caracterizan por su relativamente baja densidad, elevada conductividad eléctrica y térmica, y resistencia a la corrosión en ciertos medios, incluido el atmosférico. Poseen una elevada maleabilidad, lo cual es evidente en el aluminio puro, que puede convertirse en láminas delgadas y enrollarse. Su principal limitación es su baja temperatura de fusión.

Superaleaciones: Resistencia Extrema en Condiciones Severas

Las superaleaciones tienen una combinación excepcional de propiedades. Son los materiales más utilizados en componentes de turbinas especiales que deben estar expuestos a medios oxidantes, a elevadas temperaturas y durante periodos de tiempo no excesivamente largos.