La aleación Y es una aleación de aluminio que contiene níquel . Fue desarrollada por el Laboratorio Nacional de Física británico durante la Primera Guerra Mundial , [1] en un intento de encontrar una aleación de aluminio que mantuviera su resistencia a altas temperaturas. [2]
El duraluminio , una aleación de aluminio que contenía un 4% de cobre , ya era conocido en esa época. [3] Su resistencia y su comportamiento de endurecimiento por envejecimiento, hasta entonces desconocido, lo habían convertido en una opción popular para los zepelines . Las aeronaves de la época se construían en gran medida con madera, pero existía la necesidad de una aleación de aluminio adecuada para fabricar motores, en particular pistones , que tuviera la resistencia del duraluminio pero que pudiera conservarla cuando estuviera en servicio a altas temperaturas durante períodos prolongados.
El Laboratorio Nacional de Física inició una serie de experimentos para estudiar nuevas aleaciones de aluminio. La serie experimental "Y" tuvo éxito y dio su nombre a la nueva aleación. [4] Al igual que el duraluminio, se trataba de una aleación con un 4% de cobre, pero con la adición de un 2% de níquel y un 1,5% de magnesio . [4] Esta adición de níquel fue una innovación para las aleaciones de aluminio. Estas aleaciones son uno de los tres grupos principales de aleaciones de aluminio de alta resistencia, y las aleaciones de níquel-aluminio tienen la ventaja de conservar la resistencia a altas temperaturas.
La aleación se utilizó primero en forma fundida , pero pronto se utilizó también para forjar . Una de las necesidades más urgentes era desarrollar pistones fiables para motores de aviación. Los primeros expertos en forjar esta aleación fueron Peter Hooker Limited de Walthamstow , más conocidos como The British Gnôme and Le Rhône Engine Co. [5] Construyeron bajo licencia el motor Gnome y lo equiparon con pistones de aleación Y, en lugar de su anterior hierro fundido . [5] Estos pistones tuvieron mucho éxito, aunque las impresiones de la aleación como una panacea adecuada para todas las aplicaciones tuvieron menos éxito; un cilindro Gnôme en aleación Y falló en su primera revolución. [6] Frank Halford utilizó bielas de esta aleación para su motor de Havilland Gipsy , pero estos otros usos no impresionaron a Rod Banks . [5]
La especificación DTD 58A del Ministerio del Aire de abril de 1927 especificaba la composición y el tratamiento térmico de la aleación Y forjada. [7] La aleación se volvió extremadamente importante para los pistones y para los componentes del motor en general, pero se usó poco para los miembros estructurales de los fuselajes . [7]
A finales de la década de 1920, nuevas investigaciones sobre aleaciones de níquel-aluminio dieron lugar al exitoso Hiduminio o "aleaciones RR", desarrollado por Rolls-Royce . [8] [9]
Al igual que muchas de las aleaciones de aluminio, la aleación Y se endurece espontáneamente a temperaturas normales después del tratamiento térmico de solución . El tratamiento térmico consiste en calentarla a 500 a 520 °C (932 a 968 °F) durante 6 horas, y luego dejarla envejecer naturalmente durante 7 a 10 días. [2] El endurecimiento por precipitación que tiene lugar durante este envejecimiento forma precipitados tanto de CuAl2 como de NiAl3 . [ 4]
Los tiempos necesarios dependen de la estructura del grano de la aleación. Las piezas forjadas tienen las masas eutécticas más gruesas y, por lo tanto, requieren los tiempos más largos. En el caso de la fundición, se prefiere la fundición en frío en lugar de la fundición en arena , ya que esto da una estructura más fina que es más susceptible al tratamiento térmico. [4]