Aleaciones de cobre-aluminio
Las aleaciones de cobre que contienen entre 5 y 11% de aluminio se conocen como bronces alumínicos. También pueden contener otros elementos como hierro, silicio, manganeso y níquel, que aumentan la resistencia.
La elección del bronce alumínico sobre el bronce con estaño se fundamenta por lo regular en propiedades diferentes a la resistencia a la corrosión, como una resistencia superior al desgaste y sus propiedades mecánicas a la temperatura del medio ambiente y a temperaturas elevadas.
La adición de aluminio al cobre en cantidades de hasta 11% produce un aumento progresivo de la resistencia a tensión; se pueden alcanzar hasta unos 90,000 psi (621 MPa).
Los valores de la elongación disminuyen con un aumento del contenido de aluminio. Con alrededor de 12% de aluminio, los valores de la elongación caen hasta 1 ó 2%.
Cuando contienen más de 9.5% de aluminio, los bronces alumínicos se pueden tratar con calor para mejorar sus propiedades mecánicas.
La dureza y la resistencia de los bronces alumínicos se puede mejorar en forma notable con los tratamientos de calor. Se puede dar tratamiento de la solución a una aleación con un contenido aproximadode 10% de aluminio, calentándola hasta 1650°F (900°C) y después templándola con agua.
Durante el trata miento de solución, la fase a se transforma en la fase B. La fase B se retiene en parte a la temperatura del medio ambiente, con un enfriamiento rápido.
Un tratamiento posterior de añejamiento a una temperatura de 700 a 1100°F (371 a 593°C) causa que la fase B se haga inestable; después pasa por una transformación para formar una estructura fina con la fase a y y.
Esa transformación ocasiona un incremento de la resistencia de tensión de 80,000 psi (552 MPa) en la condición recocida hasta 100,000 psi (690 MPa) en la condición de solución ratada y añejada.
La dureza se incrementa desde 90 RB hasta 25 RC mientras que la elongación disminuye desde 22% hasta alrededor de 2 a 6%.
La familia de las aleaciones de bronce alumínico ofrece resistencia y durezas altas, resistencia excelente a la corrosión, cualidades buenas ante el desgaste, resistencia buena a la fatiga y es apropiada para servicio a temperaturas elevadas. Se pueden mejorar más las propiedades de las aleaciones dentro de ciertos límites de composición con tratamiento de calor.
Por su campo desusado de propiedades, los bronces alumínicos se utilizan en aplicaciones tecnológicas especiales como troqueles, asientos de válvulas, patines, engranajes de gusano, cigüeñales, tuercas para apretar y herramientas de seguridad anticentellantes.
Después del tratamiento de calor la resistencia de tensión puede alcanzar 120,000 psi (828 MPa) y la dureza puede llegar a 37 RC o más alto en ciertas composiciones.
Fuente: Apuntes de Ciencia de materiales de la UNIDEG
