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Ingeniería de materiales

Las aleaciones tratables térmicamente pueden reforzarse mediante tratamiento térmico.

Las aleaciones de las series 2xxx, 6xxx y 7xxx son tratables térmicamente.

La resistencia inicial de estas aleaciones se consigue debido al efecto endurecedor de los elementos de aleación: cobre (Cu), silicio (Si), magnesio (Mg) y zinc(Zn).

Como la solubilidad de estos elementos (o de los compuestos intermetálicos formados a partir de estos elementos) en el aluminio sólido depende de la temperatura, es posible endurecer las aleaciones de este grupo mediante un tratamiento térmico, denominado endurecimiento por precipitación (age hardening).

Dureza por precipitación (age hardening) – fortalecimiento por precipitación de partículas finas de una segunda fase a partir de una solución sólida sobresaturada.

El tratamiento térmico de endurecimiento por precipitación implica las siguientes etapas:

    En esta etapa se calienta una pieza a una temperatura superior a la temperatura de solvente para disolver la segunda fase en la solución sólida.

    La pieza se mantiene a esta temperatura durante un tiempo que varía entre 1hora y 20 hrs. hasta que se haya logrado la disolución.

    La temperatura y el tiempo de remojo del tratamiento de la solución no deben ser demasiado altos para evitar el crecimiento excesivo de los granos.

      El enfriamiento se lleva a cabo en agua, en una mezcla de agua y aire o, a veces, en el aire.

      El objetivo de la operación de enfriamiento es obtener una solución sólida sobresaturada a temperatura ambiente.

      Como la segunda fase se mantiene disuelta en esta etapa, la dureza de la aleación enfriada es menor que después de la precipitación por envejecimiento, aunque mayor que la dureza de la aleación en estado recocido.

        Dependiendo de la temperatura a la que se realice esta operación el envejecimiento puede ser artificial o natural.

        1. En esta fase, la pieza se calienta hasta una temperatura inferior a la del disolvente, y a continuación se remoja durante un tiempo que varía entre 2 y 20 horas.

        El tiempo de remojo depende de la temperatura de envejecimiento (cuanto más alta sea la temperatura, menor será el tiempo de remojo).

        La temperatura de envejecimiento y el tiempo de remojo también están determinados por la combinación resultante deseada de la resistencia y la ductilidad de la aleación.

        Una temperatura y un tiempo de envejecimiento demasiado elevados dan lugar a un sobreenvejecimiento – disminución de la resistencia y aumento de la ductilidad.

        2. Envejecimiento natural

        El envejecimiento natural se lleva a cabo a temperatura ambiente y requiere un periodo de tiempo relativamente largo (de varios días a varias semanas).

        Las aleaciones de este grupo se suministran en estado O (recocido) o en estado T (tratamiento térmico por endurecimiento por envejecimiento).

        Las aleaciones tratables térmicamente se utilizan para la fabricación de piezas y estructuras de aeronaves, piezas de maquinaria de tornillo, paneles de carrocería de automóviles, estructuras soldadas.
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