Hispanopedia WikiLa aleación de berilio-aluminio es una aleación compuesta por un 62 % de berilio y un 38 % de aluminio en peso, lo que corresponde aproximadamente a la fórmula empírica Be₂Al . Fue desarrollada por primera vez en la década de 1960 por la empresa Lockheed Missiles and Space Company , que la denominó Lockalloy , [ 1 ] [ 2 ] y se utilizó como metal estructural en la industria aeroespacial debido a su alta resistencia específica [ 3 ] y rigidez. [ 4 ] El material se empleó en el avión Lockheed YF-12 y en los sistemas de misiles LGM-30 Minuteman . En la década de 1970, las dificultades de producción limitaron su uso a unos pocos usos especializados y, a mediados de esa década, Lockalloy dejó de estar disponible comercialmente. [ 4 ] [ 5 ]
En 1990, Materion Beryllium & Composites reintrodujo el material en el mercado comercial como un compuesto sinterizado en polvo bajo la marca AlBeMet . [ 4 ] AlBeMet es la marca comercial de un material compuesto de matriz metálica de berilio y aluminio obtenido mediante un proceso de metalurgia de polvos . AlBeMet AM162 es fabricado por Materion Corporation Brush Beryllium and Composites (anteriormente conocida como Brush Wellman).
El AlBeMet se forma mediante la consolidación en caliente de polvo prealeado atomizado con gas. Cada partícula de polvo contiene aluminio entre dendritas de berilio , lo que produce una microestructura uniforme. El compuesto de matriz metálica de aluminio-berilio combina las características de alto módulo y baja densidad del berilio con las propiedades mecánicas y de fabricación del aluminio.
Debido a su menor peso, las aleaciones de Be-Al se utilizan en aplicaciones aeroespaciales y satelitales.
Propiedades básicas
La composición de AlBeMet AM162 en peso relativo es 38% Al, 62% Be. AlBeMet tiene una densidad de 2,071 g/cm³ ( 0,07482 lb/in³ ) . [ 6 ]
Propiedades mecánicas
Las propiedades mecánicas del AM162 se han caracterizado en sus tres formas de producto, y la forma extruida de AlBeMet cuenta con una base de datos de diseño significativa. La barra extruida se fabrica mediante prensado isostático en frío (CIP) del polvo esférico isotrópico de aluminio-berilio en lingotes semidensos, que luego se enlatan para su posterior extrusión con una relación de reducción mínima de 4:1.
Las propiedades mecánicas presentan valores mínimos a temperatura ambiente . Las propiedades mecánicas de las piezas extruidas se miden en la dirección longitudinal. Las propiedades transversales suelen ser inferiores.
Se dispone de varios troqueles de extrusión estándar. El producto laminado está disponible en un rango de espesor de 0,063” a 0,313” × 25” (0,16 a 0,795 cm × 63,5 cm) de longitud por ancho, según el calibre. Las propiedades mecánicas de los compuestos de matriz metálica AlBe procesados mediante prensado isostático en caliente (HIP), extrusión y/o laminado se obtienen en estado recocido.
Propiedades físicas
- Su elevada relación módulo-densidad , 3,8 veces superior a la del aluminio o el acero, minimiza la flexión y reduce la probabilidad de fallos inducidos mecánicamente.
- Su conductividad térmica, de aproximadamente 210 W/m⋅K, supera en un 25 % la de los compuestos de matriz de aluminio comunes, como el Al 6061.
- El AlBeMet pulido presenta una dispersión superficial significativa inherente a la estructura compuesta, la cual no puede eliminarse mediante pulido óptico. (La rugosidad superficial típica de una superficie pulida de AlBeMet se encuentra en el rango de 200 a 250 Å ). Se requiere un recubrimiento amorfo, como el niquelado químico . Se pueden lograr superficies con una rugosidad de entre 15 y 20 Å. Dependiendo del coeficiente de expansión térmica del material del sustrato, es posible que se produzca un efecto bimetálico (¿fuerzas de flexión?) entre el sustrato y el acabado superficial de níquel. Con la optimización del niquelado químico, este material requiere que el contenido de fósforo en el baño de recubrimiento sea aproximadamente del 11 % para asegurar una coincidencia del coeficiente de expansión térmica (CTE) cercana a la del AlBeMet, eliminando así cualquier efecto bimetálico.
Propiedades de fatiga
Se han evaluado las propiedades de fatiga del material extruido AlBeMet mediante el ensayo de fatiga de viga rotatoria de Krause , utilizando ciclos totalmente invertidos con R = +0,1. El límite de fatiga , 1 × 10⁷ ciclos, fue de aproximadamente 207 MPa (30 ksi) en la dirección longitudinal y 165 MPa (25 ksi) en la dirección transversal. Esta propiedad es aproximadamente el 75 % de la resistencia mínima a la fluencia a temperatura ambiente, que es el doble de las propiedades de fatiga típicas del aluminio 6061-T6 .
Fabricación de componentes de AlBeMet
Las piezas de AlBeMet se pueden fabricar con las mismas técnicas que se utilizan normalmente para el aluminio, lo que significa que no es necesario desarrollar herramientas especiales. [ 7 ] Aunque el material es seguro de manipular cuando no se está trabajando en él, [ 8 ] la toxicidad del polvo de berilio implica que se deben tomar precauciones especiales para evitar la exposición durante el mecanizado, siendo necesario el uso de protección respiratoria en los lugares donde se pueda generar polvo.
Véase también
Referencias
- ↑ Cameron, Kevin (5 de agosto de 2015). "ENSAYO: ¿Cuándo llegará el futuro?" . Cycle World . Consultado el 9 de mayo de 2018 .
- ↑ DTIC ADA041284 : Caracterización del material Lockalloy Be-38Al, informe de fin de año de 1976, por el Centro de Información Técnica de Defensa.
- ↑ Diccionario McGraw-Hill de términos científicos y técnicos, 6.ª edición, Copyright © 2003 por The McGraw-Hill Companies, Inc.
- 1 2 3 Parsonage, Tom. "Desarrollo de aluminio-berilio para aplicaciones estructurales" (PDF) . Materion . Consultado el 9 de mayo de 2018 .
- ↑ Hausner, Henry Herman (1965). Berilio: su metalurgia y propiedades . University of California Press. pág. 189. ISBN 978-0520005419.
- ↑ "Hojas de datos técnicos de AlBeMet" (PDF) . Materion Brush Berilio y compuestos. Archivado del original (PDF) el 24/10/2017 . Consultado el 24/10/2017 .
- ↑ "Hoja técnica de AlBeMet" . Materion.com . Archivado del original (PDF) el 4 de marzo de 2016. Consultado el 10 de marzo de 2022 .
- ↑ "Hoja técnica de AlBeMet" (PDF) . Materion.com . Consultado el 10 de marzo de 2022 .
- aleaciones de berilio
- aleaciones de aluminio
- compuestos de matriz metálica