Aleaciones de magnesio

Las aleaciones de magnesio son mezclas de magnesio (el metal estructural más ligero) con otros metales, a menudo aluminio, zinc, manganeso, silicio, cobre, tierras raras y circonio.Muchas también contienen zinc (0,5 a 3 por ciento) y algunas son endurecidas mediante tratamiento térmico.Las aleaciones de magnesio se denominan mediante códigos abreviados (definidos en la norma ASTM B275) que denotan composiciones químicas aproximadas por peso.Si el aluminio y el manganeso están ausentes, el circonio suele estar presente en alrededor del 0,8 % con este mismo propósito.Las letras indican los principales elementos de aleación (A = aluminio, Z = zinc, M = manganeso, S = silicio).[1]​ El aluminio, el zinc, el zirconio y el torio contribuyen al endurecimiento del compuesto por precipitación: el manganeso mejora la resistencia a la corrosión;[2]​ y el estaño mejora la moldeabilidad del material.Su comportamiento como material forjable es pobre a temperatura ambiente, pero la mayoría de los procesos convencionales se pueden realizar cuando se calienta a temperaturas del orden de 450-700 grados Fahrenheit (232,2-371,1 °C).Sin embargo, es necesario mantener las herramientas afiladas y dejar suficiente espacio para las virutas.La soldadura por fusión se lleva a cabo más fácilmente mediante procesos que utilizan una atmósfera protectora inerte de gas argón o helio.Las aleaciones de magnesio se utilizan tanto para componentes fundidos como forjados: las que contienen aluminio se utilizan normalmente para fundición; las que contienen circonio para piezas forjadas; y las que incluyen circonio se pueden usar a temperaturas más altas y son populares en la industria aeroespacial.Los nombres comerciales a veces se han asociado con aleaciones de magnesio.El magnesio proporciona ventajas sobre el aluminio, ya que tiene una densidad aún menor (unos 1800 kg/m3 frente a unos 2800 kg/m3).[14]​ Las aleaciones de magnesio muestran una fuerte anisotropía y una baja formabilidad a temperatura ambiente, debido a su estructura cristalina compacta hexagonal, lo que limita los modos prácticos de procesamiento.[17]​ Estos desarrollos han permitido que las aleaciones de magnesio se utilicen en aplicaciones automotrices y aeroespaciales a temperaturas relativamente altas.Los precipitados que contribuyen al endurecimiento por envejecimiento son finos y su cantidad aumenta a medida que aumenta el contenido de Gd, y esto da como resultado un aumento de la dureza máxima, la resistencia a la tracción y una tensión de prueba del 0,2 %, pero una elongación disminuida.La tasa de corrosión es lenta en comparación con la oxidación del acero en la misma atmósfera.La inmersión en agua salada es problemática, pero se ha logrado una gran mejora en la resistencia a la corrosión por agua salada, especialmente para los materiales forjados, al reducir algunas impurezas, en particular el níquel y el cobre, a proporciones muy bajas[18]​ o usando recubrimientos apropiados.El óxido forma áreas ennegrecidas llamadas quemaduras en la superficie de la fundición, y el hidrógeno liberado puede causar porosidad.Se mezclan con la arena húmeda inhibidores como el azufre, el ácido bórico, el etilenglicol o el fluoruro de amonio para evitar la reacción.La rápida solidificación provocada por el contacto del metal fluido con el molde frío produce una fundición de estructura densa con excelentes propiedades físicas.Los remaches de magnesio no se usan a menudo porque deben colocarse cuando están calientes.Los orificios de los remaches deben taladrarse, especialmente en láminas gruesas y secciones extruidas, ya que el punzonado tiende a dar un borde rugoso al orificio y a provocar la concentración de tensiones.La potencia requerida para cortarlos es pequeña y se pueden usar velocidades extremadamente altas (5000 pies por minuto (25,4 m/s) en algunos casos).Las herramientas de arrastre desafiladas que funcionan a alta velocidad pueden generar suficiente calor para encender las virutas finas.Nunca se deben usar extintores de agua o líquidos, porque tienden a dispersar el fuego.Al seleccionar entre aluminio y magnesio para una pieza dada, el costo base del metal puede no dar mucha ventaja a ninguno de los dos, pero por lo general las operaciones de fabricación hacen que el magnesio sea más asequible.Los elementos de aleación más habituales en la actualidad son el aluminio, el zinc, el cerio y el circonio; el manganeso suele estar también presente ya que, aunque tiene poco efecto sobre la resistencia, tiene una función valiosa en la mejora de la resistencia a la corrosión.En condiciones que se acercan al equilibrio, el magnesio es capaz de disolver alrededor del 12 por ciento del aluminio, pero en palanquillas fundidas, el 4-5 por ciento suele representar el límite de solubilidad.La aleación de materiales que contienen circonio ha sido un problema importante en su desarrollo.Es habitual agregar el circonio de una sal, y un control cuidadoso puede producir buenos resultados.