Nuevas aleaciones de aluminio forjado para altas temperaturas
Las aleaciones forjadas son lingotes o placas producidas para posteriores procesos de fundición calientes o fríos. Las aleaciones de Al forjado se destacan por sus propiedades de alta resistencia y la facilidad con la que crean las formas finales deseadas. Se ha puesto en marcha el proyecto ALT, financiado por la Unión Europea, para identificar las nuevas aleaciones de Al forjado para aplicaciones a altas temperaturas. El consorcio combinó el trabajo de dos instituciones de investigación, una que estudia materiales metálicos no ferrosos y su caracterización y otra que investiga el reciclado y recuperación de metales. La investigación técnica se completó con un fabricante de aleaciones de Al que estudió el coste, los aspectos ambientales y la industrialización. El equipo de científicos seleccionó veinticuatro formulaciones diferentes de elementos de la aleación y sus combinaciones utilizando el método Taguchi para el diseño factorial de los experimentos. Los lingotes de aleaciones forjadas se estiraron por presión y se estudió la resistencia al calor de las muestras. Esta metodología determina el número mínimo de experimentos necesarios para disponer de información completa sobre todos los factores que afectan los parámetros de rendimiento. El objetivo es crear un producto de alta calidad con bajo coste para el fabricante. Los resultados preliminares de las propiedades tensoras fueron prometedores, a temperatura ambiente y a 250 °C, a partir de los cuales se seleccionaron dos formulaciones que fueron objeto de más estudio. Ambas son aleaciones de Al y cobre (Cu) que difieren en su contenido de Cu. Durante el transcurso del segundo año del proyecto, las dos formulaciones más prometedoras se sometieron a pruebas de maleabilidad, reciclado, resistencia a la fluencia y resistencia tensora. En general, el rendimiento de las aleaciones de Al y Cu fue bueno, similar al de otras aleaciones. El tratamiento térmico optimizado mejoró las propiedades mecánicas. Tras un proceso de envejecimiento de mil horas a 250 °C, se observó una resistencia apenas superior a la de la mayoría de las otras aleaciones convencionales, excepto en el caso de una de las aleaciones forjadas de primera calidad y una de fundición. No obstante, la máxima resistencia prevista disminuyó por la formación de una fase continua en los límites del grano; además las aleaciones son más costosas que la de referencia. Las futuras líneas de investigación podrán estudiar las modificaciones al tratamiento térmico para mejorar más aún las propiedades mecánicas a altas temperaturas. ALT realizó un estudio integral de las aleaciones de Al que podrán servir para los componentes de aeronaves del futuro, que estarán expuestos a condiciones operativas con altas temperaturas. Una mayor comprensión del comportamiento de estas aleaciones producidas por metalurgia de lingotes indica el camino a seguir en futuras investigaciones con el objetivo de mejorar las propiedades mecánicas disminuyendo costes.
Palabras clave
Aleaciones de aluminio, aeronave, aleaciones forjadas, aplicaciones a altas temperaturas, metalurgia de lingotes
