01 MATERIALES AERONAUTICOS VARIOS clase 1.ppt

MATERIALES AVION

1. O. Vielma
BIENVENIDOS

2. TMA05 MATERIALES DE
AVIACION

3. Contenido:
General:
•Generalidades
•Materiales y Aleaciones
•Propiedades
•Hierro y Acero
•Aluminio
•Otras Aleaciones

4. MATERIALES DE AVIACION

5. 1.PROPIEDADES DELOSMETALES
Laprincipalpreocupaciónenel
mantenimientodeaeronavessonlas
propiedadesgeneralesdelosmetalesysus
aleaciones,comodureza,maleabilidad,
ductilidad,elasticidad,tenacidad,densidad,
fragilidad,fusibilidad,conductividad,
contracciónyexpansión,etc.
DUREZA
Ladurezaserefierealacapacidadde
unmaterialpararesistirlaabrasión,
penetración,accióncortanteodistorsión
permanente.La durezapuede
incrementarsetrabajandoelmetalenfrío,
comoenelcasodelaceroyciertas
aleacionesdealuminio,mediante
tratamientotérmico,Laspiezas
estructuralesamenudoseformanapartir
demetalesensuestadoblandoyluegose
tratantérmicamenteparaendurecerlasy
conservarlaformafinal.

6. RESISTENCIA
Unadelaspropiedadesmásimportantes
deunmaterialeslaresistencia.Laresistencia
eslacapacidaddeunmaterialpararesistirla
deformación.Resistenciaestambiénla
capacidaddeunmaterialpararesistir
tensionessinromperse.
1.PROPIEDADES DELOSMETALES
DENSIDAD
Ladensidadeselpesodeunaunidadde
volumendeunmaterial.Eneltrabajo
aeronáutico,seprefiereelpesoespecificado
deunmaterialporpulgadacúbica,yaqueesta
cifrasepuedeutilizarparadeterminarelpeso
deunapiezaantesdelafabricaciónreal.La
densidadesunaconsideraciónimportanteal
elegirunmaterialqueseutilizaráeneldiseño
deunapiezaparamantenerelpesoyel
equilibrioadecuadosdelaaeronave.

7. MALEABILIDAD
Unmetalesmaleablecuando,por
ejemplo,sepuedegolpear,martillar,
enrollaropresionarenvariasformassin
agrietarse,romperseodejaralgúnotro
efectoperjudicial.Estapropiedades
necesariaenláminasdemetaltrabajadas
enformascurvas,comocapotas,
carenadosopuntasdeala.(Elcobreesun
ejemplodemetalmaleable).
DUCTILIDAD
Laductilidadeslapropiedaddeunmetal
quelepermiteestirarse,doblarseotorcerse
permanentementeenvariasformassin
romperse.Estapropiedadesesencialparalos
metalesutilizadosenlafabricaciónde
alambresytubos.Losmetalesdúctilesson
muypreferidosparausoaeronáuticodebidoa
sufacilidaddeformaciónyresistenciaafallas
bajocargasdeimpacto.Laductilidadessimilar
alamaleabilidad.
1.PROPIEDADES DELOSMETALES

8. 1.PROPIEDADES DELOSMETALES
ELASTICIDAD
Laelasticidadesunapropiedadque
permitequeunmetalvuelvaasutamañoy
formaoriginalescuandoseeliminalafuerza
queprovocaelcambiodeforma.Esta
propiedadesextremadamentevaliosa,porque
seríamuyindeseablequeunapiezase
deformarapermanentementedespuésde
retirarlacargaaplicada.
Cadametaltieneunpuntoconocido
comolímiteelástico,másalládelcualno
puedecargarsesincausarunadeformación
permanente.
Enlaconstruccióndeaeronaves,los
elementosypiezassediseñandemaneraque
lascargasmáximasalasqueestánsometidos
nolosesfuercenmásalládesuslímites
elásticos.Estapropiedaddeseableestá
presenteenelaceropararesortes.

9. 1.PROPIEDADES DELOSMETALES
TENACIDAD
Unmaterialqueposeedureza
soportadesgarrosocortesypuede
estirarseodeformarsedeotromodosin
romperse.Latenacidadesunapropiedad
deseableenlosmetalesparaaviones.
FRAGILIDAD
Lafragilidadeslapropiedaddeun
metalquepermitepocaflexióno
deformaciónsinromperse.Unmetal
quebradizotiendearomperseoagrietarse
sincambiardeforma.Debidoaquelos
metalesestructuralesamenudoestán
sujetosacargasdechoque,lafragilidadno
esunapropiedadmuydeseable.Elhierro,
aluminiofundidoyelaceromuyduroson
ejemplosdemetalesfrágiles.

10. 1.PROPIEDADES DELOSMETALES
FUSIBILIDAD
Lafusibilidadeslacapacidaddeun
metaldevolverselíquidomediantela
aplicacióndecalor.Losmetalesse
fusionanmediantesoldadura.Los
acerossefusionanalrededorde2600
°Fylasaleacionesdealuminioa
aproximadamente1100°F.

11. EXPANSIÓNTÉRMICA
Laexpansióntérmicaserefiereala
contracciónyexpansiónqueson
reaccionesproducidasenlosmetales
comoresultadodelcalentamientoo
enfriamiento.Elcaloraplicadoaun
metalhacequeseexpandaosehaga
másgrande.Elenfriamientoyel
calentamientoafectaneldiseñodelas
plantillasdesoldadura,piezasfundidasy
toleranciasnecesariasparaelmaterial
laminadoencaliente.
1.PROPIEDADES DELOSMETALES

12. CONDUCTIVIDAD
Laconductividadeslapropiedadque
permiteaunmetaltransportarcaloro
electricidad.Laconductividadtérmicadeun
metalesespecialmenteimportanteenla
soldadura,porquecontrolalacantidaddecalor
queserequiereparaunafusiónadecuada.
Laconductividaddelmetal,hastacierto
punto,determinaeltipodeplantillaquese
utilizaráparacontrolarlaexpansiónyla
contracción.Enlasaeronaves,laconductividad
eléctricatambiéndebeconsiderarsepara
eliminarlasinterferenciasderadio.
1.PROPIEDADES DELOSMETALES

13. METALESFERROSOSPARAAVIONES
Enlareparacióndeavionessenecesitan
muchosmetalescomoresultadodelas
diferentesnecesidadesconrespectoa
resistencia,peso,durabilidadyresistenciaal
deteriorodeestructurasopiezasespecíficas.
Además,laformadelmaterialjuegaun
papelimportante,Alseleccionarmateriales
paralareparacióndeaeronaves,estosfactores
(ymuchosotros)seconsideranenrelacióncon
laspropiedadesfísicasymecánicas.
Entre los materiales habituales utilizados se
encuentran los metales ferrosos. El término
"ferroso" se aplica al grupo de metales que
tienen hierro como componente principal.
1.PROPIEDADES DELOSMETALES

14. HIERRO
Siseañadecarbonoalhierroen
porcentajesdehastaaproximadamenteel1
porciento,elproductoesmuysuperioral
hierrosoloyseclasificacomoaceroal
carbono.Elaceroalcarbonoformalabasede
losacerosaleadosproducidos,combinando
aceroalcarbonoconotroselementos
conocidosparamejorarlaspropiedades.
Unmetalbase(comoelhierro)alquese
lehanañadidopequeñascantidadesdeotros
metalessellamaaleación.Laadicióndeotros
metalescambiaomejoralaspropiedades
químicasofísicasdelmetalbaseparaunuso
particular.
1.PROPIEDADES DELOSMETALES

15. ACEROYALEACIONESDEACERO
Paraidentificarlascomposiciones
químicasdelosacerosestructurales.Eneste
sistema,seutilizaunaseriedecuatronúmeros
paradesignarlosacerosalcarbonoyaleaciones
simples;Seutilizancinconúmerosparadesignar
ciertostiposdeacerosaleados.Losprimeros
dosdígitosindicaneltipodeacero,elsegundo
dígitotambiéngeneralmente(peronosiempre)
dalacantidadaproximadadelelementode
aleaciónprincipal,ylosúltimosdos(otres)
dígitosestándestinadosaindicarlamitad
aproximadadelrangodecarbono.Sinembargo,
avecesesnecesariodesviarsedelareglaque
indicaelrangodecarbono.Pequeñas
cantidadesdeciertoselementosestán
presentesenacerosaleadosquenoestán
especificadoscomo requeridos.Estos
elementosseconsideranincidentalesypueden
estarpresentesenlascantidadesmáximas
siguientes:cobre0,35%;níquel0,25%;cromo
0,20%;molibdeno0,06%.
1.PROPIEDADES DELOSMETALES

16. 1.PROPIEDADES DELOSMETALES
TIPOS,CARACTERÍSTICASYUSOSDEACEROSALEADOS
Elaceroquecontienecarbonoenporcentajesquevan
del0,10alEl0,30porcientoseclasificacomoacerocon
bajocontenidodecarbono.
LosnúmerosSAEequivalentesoscilanentre1010y
1030.Losacerosdeestegradoseutilizanparafabricar
artículos,comocablesdeseguridad,ciertastuercas,
casquillosdecablesoextremosdevarillasroscadas.Este
aceroenformadeláminaseutilizaparapiezas
estructuralessecundariasyabrazaderasyenformatubular
parapiezasestructuralesmoderadamenteestresadas.
Aceroquecontienecarbonoenporcentajesquevan
del0,30al0,50suporcentajeseclasificacomoacerode
mediocarbono.Esteaceroesespecialmenteadaptable
paramecanizadooforjadoydondesedeseadureza
superficial.Ciertosextremosdevarillaypiezasforjadas
ligerasestánhechosdeaceroSAE1035.

17. METALESNOFERROSOSPARAAVIONES
Eltérmino"noferroso"serefiereatodos
losmetalesquetienenelementosdistintosdel
hierrocomobaseoconstituyenteprincipal.
Estegrupoincluyemetalescomoelaluminio,
titanio,cobreymagnesio,asícomometales
aleadoscomoMonelyBabbitt.
1.PROPIEDADES DELOSMETALES
ALUMINIOYALEACIONESDEALUMINIO
Elaluminioesunmetalblancobrillante,ocupa
elsegundolugarenlaescalademaleabilidad,el
sextoenductilidadyocupaunlugardestacado
ensuresistenciaalacorrosión.Elaluminio
combinadocondiversosporcentajesdeotros
metalesformaaleacionesqueseutilizanenla
construccióndeaviones.Elaluminioesunode
losmetalesmásutilizadosenlaconstrucciónde
avionesmodernos.Esvitalparalaindustriade
laaviacióndebidoasualtarelaciónresistencia-
pesoysurelativafacilidaddefabricación.La
característicadestacadadelaluminioessu
ligereza.Alalearconotrosmetalesoutilizar
procesosdetratamientotérmico,laresistencia
alatracciónsepuedeaumentarhasta65.000
psiodentrodelrangoderesistenciadelacero
estructural.Lasaleacionesdealuminio,aunque
fuertes,setrabajanfácilmenteporqueson
maleablesydúctiles.Sepuedenenrollaren
láminastandelgadascomo0,0017pulgadaso
estirarlasenalambrede0,004pulgadasde
diámetro.

18. MAGNESIOYALEACIONESDEMAGNESIO
Elmagnesio,elmetalestructuralmás
livianodelmundo,esunmaterialblanco
plateadoquepesasólodosterciosdel
aluminio.Elmagnesionoposeesuficiente
resistenciaensuestadopuroparausos
estructurales,perocuandosealeaconzinc,
aluminioymanganeso,produceunaaleación
quetienelarelaciónresistencia-pesomásalta
decualquieradelosmetalescomúnmente
utilizados.
Algunosdelosavionesactualesrequieren
másdemediatoneladadeestemetalparasu
usoencientosdepuntosvitales.Algunos
panelesdelasalasestánfabricados
enteramenteconaleacionesdemagnesio,
pesanun18%menosquelospanelesde
aluminioestándaryhanvoladocientosde
horassatisfactorias.
1.PROPIEDADES DELOSMETALES

19. TITANIOYALEACIONESDETITANIO
Elusodeltitanioestámuyextendido.Se
utilizaenmuchasempresascomercialesy
tieneunademandaconstanteparaartículos
comobombas,cribasyotrasherramientasy
accesoriosdondeprevaleceelataquede
corrosión.Enlaconstrucciónyreparaciónde
aeronaves,eltitanioseutilizapara
revestimientosdefuselajes,cubiertasde
motores,cortafuegos,largueros,marcos,
accesorios,conductosdeaireysujetadores.
1.PROPIEDADES DELOSMETALES

20. COBREYALEACIONESDECOBRE
Elcobreesunodelosmetalesmás
distribuidos.Eselúnicometaldecolorrojizoy
ocupaelsegundolugardespuésdelaplataen
conductividadeléctrica.Suusocomomaterial
estructuraleslimitadodebidoasugranpeso.
Sinembargo,algunasdesuscaracterísticas
destacadas,comosualtaconductividad
eléctricaytérmica,enmuchoscasossuperan
elfactorpeso.Debidoaqueesmuymaleable
ydúctil,elcobreesidealparafabricar
alambre.
MONEL
Eslaprincipalaleaciónconaltocontenidode
níquel,combinalaspropiedadesdealta
resistenciayexcelenteresistenciaala
corrosión.Estemetalsecomponede68%de
níquel,29%decobre,0,2%dehierro,1%de
manganesoy1,8%deotroselementos.Nose
puedeendurecermediantetratamiento
térmico.
1.PROPIEDADES DELOSMETALES

21. NÍQUELYALEACIONESDENÍQUEL
Básicamente,existendosaleacionesdeníquel
utilizadasenlosaviones:MoneleInconel.
Monelcontieneaproximadamenteun68por
cientodeníquelyun29porcientodecobre,
ademásdepequeñascantidadesdehierroy
manganeso.
AlgunosMoneldeníquel,especialmentelos
Moneldeníquelquecontienenpequeñas
cantidadesdealuminio,sontratables
térmicamenteparaobtenerresistenciasala
tracciónsimilaresalacero.
Elníquelmonelseutilizaenengranajesy
piezasquerequierenaltaresistenciay
tenacidad,comosistemasdeescapeque
requierenaltaresistenciayresistenciaala
corrosiónatemperaturaselevadas.
1.PROPIEDADES DELOSMETALES

22. SUSTITUCIÓNDEMETALESAERONÁUTICOS
Alahoradeseleccionarmetales
sustitutosparalareparaciónymantenimiento
deaeronaves,esmuyimportanteconsultarel
manualdereparaciónestructuraladecuado.
Losfabricantesdeaeronavesdiseñan
miembrosestructuralesparacumplirconun
requisitodecargaespecíficoparauna
aeronave.Losmétodosdereparacióndeestos
miembros,aparentementesimilaresen
construcción,varíansegúnlosdiferentes
aviones.Sedebentenerencuentacuatro
requisitosalseleccionarmetalessustitutos.
1.PROPIEDADES DELOSMETALES

23. PREGUNTAS?

24. POR SU ATENCION GRACIAS