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Resumen Examen 2 EVA
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Resumen Examen 2 EVA
1. GALVANIZACIÓN:
Es un proceso electrolítico mediante el que se adhiere a un metal una capa superficial de otro
metal resistente a la oxidación.
I. Cincado: recubrimiento de zinc, galvanizado más común. Se puede efectuar en un
baño de zinc líquido a T (ºC) de fusión, por absorción de polvo en horno… Se consigue
un espesor de 6-12 micras.
USO: piezas sistema hidráulico y de sistema de combustible.
II. Cromado: basado en la electrólisis, se deposita una fina capa de cromo. Los baños
clásicos están constituidos por soluciones de ácido crómico y sulfato de cromo a unos
50ºC. Usado en la industria para proteger de de corrosión, mejorar aspecto y
presentación.
USO: asientos de válvulas, cojinetes, ejes de pistones hidráulicos.
III. Niquelado: recubrimiento de níquel mediante baño electrolítico o químico. Aumenta
resistencia a la corrosión, oxidación y desgaste.
2. PINTURA: es una primera capa de imprimación que se da a una superficie mediante inmersión
o aspersión. Su propósito principal es inhibir la oxidación y secundariamente proporcionar una
superficie con condiciones para ser pintada.
3. PASIVACIÓN: formación de una película inerte sobre una superficie que lo protege. La reacción
entre el metal y el agente externo es factible pero la capa no permite que puedan interactuar.
No debe ser confundida con la inmunidad.
Existe gran variedad de aceros por lo que se ha impuesto en cada país, en cada fabricante, normas que
regulan la composición de los aceros. (En España la norma UNE-EN10020:2001)
Para aceros inoxidables han definido un sistema de codificación compuesto por tres cifras.
UNIDAD 2: MATERIALES METÁLICOS NO FERROSOS
Tienen como componente mayoritario cualquier elemento que no sea el hierro. Se alean con otros
metales para mejorar sus propiedades.
ALEACIONES LIGERAS
El elemento principal tiene baja densidad. Menor resistencia que los aceros, pero poseen buena
resistencia a la corrosión y buena resistencia-peso.
a) Aluminio
Metal ligero, tercer componente mayoritario de la corteza terrestre. Es blanco brillante que
pulido se asemeja a plata. No se encuentra puro sino en bauxitas.
VENTAJAS: barato, excelente conductividad, no imanta, importantes características mecánicas.
PROPIEDADES FÍSICAS:
Red cúbica centrada en las caras (FCC). Peso específico = 2,699.
Conductividad eléctrica = 60% la del cobre y 3,5> hierro.
Alta conductividad térmica y punto de fusión = 660ºC. Y punto de ebullición = 2.519ºC
PROPIEDADES QUÍMICAS:
Afinidad con el oxígeno. Completamente inalterable en el aire, se recubre de una delgada capa
de óxido que protege el resto de masa de la oxidación.
Resiste la acción del vapor de agua y el ataque de muchos compuestos.
PROPIEDADES MECÁNICAS:
Débil resistencia mecánica, gran ductilidad y maleabilidad, permite forjarlo, trefilarlo y
laminarlo. A 500ºC se vuelve frágil y puede pulverizarse.
b) Aleaciones
Aleaciones principales: cobre, magnesio, manganeso y cinc (hasta un 15%).En estas aleaciones
el peso específico es relativamente bajo y tienen gran resistencia mecánica.
(EN EASA Y EL EXAMEN SABERSE LOS XXXX A CUAL CORRESPONDE CADA UNA)
Tratamientos anticorrosivos (anodizado): dar mayor resistencia a corrosión, la oxidación anódica la más
usada ya que aumenta el espesor de la película de óxido.
Tratamientos mecánicos: Son los trabajos de forja, laminación…Realizados en frío. (1º Acritud mediante
deformación+ 1º endurecimiento: recocido+2º endurecimiento: deformación).
Maduración: puede ser natural si adquiere la dureza en 8h o artificial si tarda de 8h-24h a unos
100º-200º. Este último con efecto contrario al revenido. La resistencia mecánica obtenida es de 2 a
3 veces la que tenía antes.
MAGNESIO
Metal blanco brillante, frágil, muy ligero, escasa tenacidad, poco dúctil y con bajo módulo elástico. Sus
aleaciones son más resistentes que las de aluminio, pesa menos que el aluminio por lo que presenta
buena resistencia mecánica y unas características resistencia/peso excelentes.
Su punto de fusión es 650ºC y el de ebullición 1090ºC. En la superficie forma una fina capa que protege
de oxidación y corrosión. A altas temperaturas se oxida y se puede inflamar espontáneamente.
Se mecaniza con facilidad, buena resistencia mecánica, fácil de trabajar aunque mal comportamiento a
la corrosión. Son soldables por arco y eléctrica
Con Itrio: para fabricar bujes y transmisiones de las hélices de los helicópteros.
ANTICORROSIVOS: baño de agua a 100ºC durante 5 min aunque el más efectivo es el baño de Dicromato
Sódico.
TÉRMICOS: similares a los del aluminio, la única diferencia es que el recocido con acritud no se utiliza.
TITANIO
Coste elevado, color blanco, brillante y ligero. Es paramagnético, poca conductividad, no muy buen
conductor del calor y electricidad. Soporta bien la corrosión a moderadas temperaturas y junto a la
oxidación lo soportan mejor que el acero inoxidable. Posee una gran ductilidad, maleabilidad y
tenacidad, soldable, más rígido y fuerte que el aluminio y buena resistencia hasta los 400ºC.
ALEACIONES TITANIO
Elementos como estaño, silicio, circonio, endurecen por solución sólida sin afectar la temperatura.
Alfa-estabilizadores: suben a temperatura de transformación (Aluminio y estaño) Se les puede
aplicar recocido y alivio sin alcanzar altas resistencias.
Beta- estabilizadores: disminuye la temperatura de transformación (Vanadio y molibdeno)
Beta-estabilizadores eutectoides: reducen temperatura de transformación
Tanto las alfa como las beta son tratables térmicamente, aumenta las resistencia mecánica, son
soldables.
c) EL COBRE: metal de color rojizo y brillo metálico, mejores propiedades mecánicas aunque con
una conductividad menor y más pesados que el hierro.
Tiene una conductividad eléctrica 6 veces menor que la del hierro, no magnético punto de
fusión=1084,6ºC y de ebullición=2927ºC, con alta conductividad térmica. Le atacan los ácidos,
expuesto al aire se ennegrece por la formación de óxido cúprico. Fácil de mecanizar, dúctil y
maleable. Alto límite elástico, soldable fácilmente, mejor resistencia a la fatiga, desgaste,
fluencia y corrosión. Excelente ductilidad y conductividad eléctrica y térmica.
Aleaciones de cobre
Latones: aleación cobre-cinc, son dúctiles y fáciles de trabajar. Si disminuye el zinc aumenta la
resistencia a la corrosión. Más del 35% Zn pueden templarse.
Bronces: cualquier aleación distinta de Cu-Zn. Temple idéntico al acero.
Otras aleaciones
SUPERALEACIONES
Aleaciones con alto rendimiento utilizadas a altas temperaturas. Los materiales principales son níquel y
cobalto. A temperaturas > 1000º presentas: resistencia a vibraciones, corrosión, fatiga térmica,
estabilidad superficial, gran resistencia mecánica y a la fluencia a temperaturas altas.
EL NÍQUEL.
Sus aleaciones (NI-CR /NI-CR-FE) tienes alta tenacidad y son resistentes a altas
temperaturas.
Encontramos: HASTELLOY (NI-CR-MO), WASPALOY (NI-CR-MO) es austenítica;
endurece por envejecimiento; resistencia útil 760º-870º, RENE (NI-CR-MO)
propiedades semejantes a las waspaloy, INCONEL (NI-CR-FE) y NIMONIC (NI-CR).
Existen tres tipos de endurecimiento: por solución sólida, por dispersión de carburos y
por precipitación.
EL COBALTO.
No precisan tratamiento térmico. A < 417º tiene estructura HCP y entre dicha
temperatura y su punto de fusión presenta BCC, es magnético.
Aleaciones de cobalto
No precisan tratamiento térmico, mantiene sus propiedades hasta el punto de fusión y
disminuye la resistencia mecánica.
Algunas de las aleaciones son : STELLITE (CR-CO)
UNIDAD 3: MATERIALES NO METÁLICOS
Materiales en los que no intervienen metales. Se dividen en naturales (se encuentran en la naturaleza y
no se transforman) y artificiales o sintéticos (producidos mediante reacciones).
Materiales de la naturaleza que se transforman para hacer elementos de la aeronave, utilizables por sí
mismas o formando parte de materiales compuestos
POLÍMEROS: practicamente aislantes, baja conductividad. Origen orgánico, alto peso molecular
y son moldeados por calor y presión. Los obtenidos industrialmente los conocemos como
PLÁSTICOS.
PROCESO POLIMERIZACIÓN: proceso químico por calor, luz o catalizador que une moléculas
formando moléculas gigantes (polímero). Se unen por enlace covalente Dependiendo del
número y resistencia de los enlaces el polímero tendrá unas propiedades u otras.
Resina: sustancia líquida que sufre una polimerización dando lugar a un producto sólido.
PROPIEDADES POLÍMERO: materiales ligeros, resistentes a corrosión de baja resistencia y
rigidez, no adecuados para uso a alta temperatura. Sin embargo son relativamente económicos
y fácil transformación. Destacan por su plasticidad, su facilidad para colorearse y por ser
buenos aislantes. Los ingenieriles son diseñados para dar mayor resistencia o rendimiento a
alta temperatura ( estos son más costosos).
SE CLASIFICAN POR:
SU ORIGEN:
- Naturales
-Artificiales
-Sintéticos
COMPOSICIÓN QUÍMICA:
-Orgánicos vinílicos
-Orgánicos no vinílicos
-Inorgánicos
SUS APLICACIONES:
COMPORTAMIENTO AL ELEVAR TEMPERATURA:
-Termoplásticos: fluyen al calentarlos y se endurecen de nuevo al enfriarlos. (Celulosa,
acrílicos, poliacetanos…).
-Termoestables: no fluyen y al calentarlos solo conseguimos su descomposición
química (poliéster, epoxy, poliuterano).
-Elastómeros: polímeros amorfos, son termoestables pero los estudiamos separados.
ADITIVOS: sustancias naturales y/o artificiales que modifican o refuerzan sus propiedades. Pueden
ser: estabilizadores, rellenos, esponjantes, anti-estáticos, colorantes, retardadores, catalizadores,
aceleradores, plastificantes y lubricantes.
POLÍMEROS TERMOESTABLES
No tienen temperatura de fusión y son difíciles de reprocesar tras la reacción de entrecruzamiento.
Formados por largas cadenas con fuertes enlaces. Más resistentes aunque más frágiles.
No pueden ni girar ni deslizarse, buena resistencia, rigidez y dureza aunque con baja ductilidad.
El polímero inicial puede ser un sólido o una resina líquida. El calor, la presión, la mezcla u otros
métodos inician la formación del entrecruzamiento (proceso no reversible).
POLÍMEROS TERMOPLÁSTICOS
Estructura más compleja, temperatura de fusión altas, peores características adhesivas, han causa de su
empleo como matrices en materiales compuestos sea poco significativo. Al modificar su viscosidad
pasan de sólido a líquido al proporcionar calor y viceversa. No sufres ulteriores transformaciones
químicas con la temperatura.
Han ganado terreno en la aeronáutica gracias a su estabilidad térmica y química, mayor tenacidad
mecánica, su mayor tiempo de almacenamiento y sin requisitos de baja temperatura.
PARABRISAS
VENTANILLAS
PINTURAS
Productos fluidos con aspecto homogéneo que aplicados a una capa delgada. Pueden tener distintas
cualidades superficiales. Se clasifican en: pinturas, barnices, esmaltes, lacas e imprimaciones.
ESQUEMA DE PINTURA
Primero se aplica la pintura de imprimación con función de protección y tecnológica. Después se aplica
la pintura de acabado con función decorativa.
PINTURAS USADAS
Pinturas epoxídicas (se añaden poliamidas que mejoran resistencia a ácidos y disolventes), pinturas de
poliuretano y pinturas de poliéster.
LOS ELASTÓMEROS
Polímero amorfo, gran capacidad de deformación elástica y no cristalizan. Sus moléculas no tiene orden
se enrollan y enredan entre ellas.
SELLANTES Y ADHESIVOS
SELLANTES
USO DE LOS SELLANTES: en aeronáutica para sellar empalmes de superficies estructurales, los
mamparos y los conductos, encapsular componentes eléctricos y conexiones, rellenar vacíos, sellar
estructura que rodean los tanques de combustible…
LOS DIVIDIMOS EN (según los materiales): usados en uniones presurizadas, de uso general, para los
parabrisas, usados en uniones no presurizadas y sellado de tanques de combustible.
ADHESIVOS
Una unión completamente pegada, no tiene agujeros y es más ligera. Cuando se pega una unión se usan
adhesivos, que mojan la superficie, llena los vacíos y produce una forma continua. Si se usan
compuestos con gran atracción molecular se garantiza que se mantendrán unidos. La unión que hace un
adhesivo crea fuertes enlaces entre el adhesivo y el material.
VENTAJAS: la unión es continua, se produce una suave transición en la unión, las exigencias se
distribuirán de manera uniforme. Debido a que las tensiones se distribuyen aumenta la resistencia a la
fatiga, no hay riesgo de grietas. La unión pegada evita fugas y corrosión galvánica.
LIMITACIONES: mayoría de adhesivos son polímeros que a temperaturas extremas pueden cambiar sus
propiedades, propensos a deterioro por oxidación y radiación.
Otro problema es el procedimiento: el curado del polímero depende del tiempo, temperatura,
humedad… Para pegar una unión primero se humedece la superficie y luego se fija el adhesivo. El éxito
del pegado es la selección del agente adecuado y el control de los procesos.
USO: constituyente primordial de materiales compuestos con estructura que da resistencia mecánica,
rigidez y dureza. Caracterizados por resistencia a tracción y alto nº Young. Se dividen en fibras de
naturaleza orgánica e inorgánica.
Las fibras sintéticas= polímeros con cadenas en línea recta. Solo los polímeros lineales o poco
ramificados forman fibras.
FIBRA DE VIDRIO: usada por buenas propiedades (estabilidad dimensional, incombustible, resistencia
química, aislante térmica, resistencia mecánica) y bajo coste. No se suele usar en aeronaútica.
FIBRA DE CARBONO: refuerzo penetrante de las piezas aeronáuticas ya que los elementos tienes altas
propiedades específicas derivadas de una baja densidad.
Se obtiene por calentamiento en medio inerte de procursores en forma de fibras. Suelen permaneces
como fibras de carbón no grafítico. Lo procursores más usados son: rayón, pan y Brea.
De acuerdo al módulo de elasticidad existen estas clases: SM, HT, HM, LM, UHM.
FIBRA DE ARAMIDA: poseen alta resistencia al impacto, baja densidad, resistencia a tracción, estabilidad
mecánica, estabilidad química… Podemos destacar su baja resistencia a compresión y flexión, perdidas
de resistencia en humedad.
La más conocida es la KEVLAR del cual encontramos varias modificaciones: Kevlar 29(para tejidos o
refuerzos), Kevlar 49 y Kevlar 149.
OTRAS FIBRAS: fibra de boro, fibras cerámicas, fibras metálicas, nylon, celulosa, nomex, amianto o
asbesto (prohibido su uso, provocan cáncer).
MATERIALES COMPUESTOS
DESCRIPCIÓN.
Aquellos formados por dos o más materiales de distintos grupos sin disolución ni reacción química entre
ellos.
Suelen considerarse los constituidos por una parte polimérica, metálica o cerámica a las que se le
añaden partículas o fibras. Debido a sus altas propiedades mecánicas, como la tolerancia a altas
temperaturas, buena estabilidad dimensionas, alta rigidez, compensas su alto precio.
Las fibras sirven para resistir la tracción, la matriz para resistir deformaciones y el resto de materiales
presentes para resistir la compresión. La resistencia depende de las fibras utilizadas, la disposición de
dichas fibras y la interfase fibra/matriz.
CLASIFICACIÓN
Materiales compuestos de matriz polimérica: buenas propiedades mecánicas pueden ser de matriz
termoestables (lo más normal) aunque también pueden ser también termoplásticas.
Materiales compuestos de matriz cerámica: con matriz vítrea, vitrocerámica y cerámica, cementos y
hormigón.
Como agente reforzante se usa partículas de un material duro y frágil. NO SUELE USARSE EN
AERONAUTICA.
Tienen un bajo coste, rigidez y resistencia, resistencia al desgaste, conductividad térmica y sencilla
fabricación.
LAS RESINAS
Suelen presentarle:
LAS FIBRAS
LOS PREIMPREGNADOS
Fibras alineadas o tejidas embebidas en unas cantidades controla da de resina termoestable. El polímero
no es rígido y es pegajoso. Son los de mayor uso en la industria
Cualquier tipo de fibra podría combinarse con una resina termoestable. Los royos de fibra constituyen la
cinta unidireccional y la cinta tejida serían los tejidos preimpregnados.
TERMINARRRRRR 440-484
UNIDAD 4: CORROSIÓN
-DEFINICIÓN DE CORROSIÓN
Interacción material con el medio que le rodea consiguiendo pérdida de masa y deterioro de
propiedades o tendencia general que tienen los materiales a buscar su forma más estable o de menor
energía externa. Puede considerarse como el proceso inverso de la metalurgia. La velocidad de
corrosión es lenta y continúa.
-CONCEPTOS
ELECTROLITO: sustancia que contiene iones libres comportándose como conductor eléctrico.
-FACTORES ATMOSFÉRICOS.
-FACTORES ACUOSOS.
La agresividad de los suelos viene determinada por el agua, grado de aireación, ph, temperatura,
contenido de sal y actividad biológica. La resistividad eléctrica es un indicador de corrosión.
Menos agresiva que la electroquímica. Se trata de la acción directa del oxígeno sobre un sólido. Es un
proceso bastante lento y muy débil en casi todos los metales. La solidez de esta capa es diferente para
los distintos metales y aleaciones.
Esta es el 90% de las veces. Se debe a actuación de las pilas electroquímicas, en las pérdidas y ganancias
de ellos se realizan en lugares diferentes de la superficie. Se produce cuando los materiales metálicos
están en contacto con medios con conductividad electrolítica. Velocidad de propagación depende de la
temperatura.
Para que se produzca se necesitan cinco elementos: ánodo (oxidación), cátodo (reducción), electrolito
(conductor continuo), conductor eléctrico y una diferencia de potencial.
El metal con potencial más bajo pasa a ser el ánodo y se destruye, se oxida y el segundo con más
potencial será el cátodo.
-PROPAGACIÓN MICROBIOLÓGICA
Se produce en medios acuosos cuando los metales están sumergidos o flotantes. Las bacterias
aeróbicas, que necesitan oxígeno, aceleran la corrosión y las anaeróbicas solo sobreviven cuando no hay
oxígeno presente. Clase muy común de corrosión.
-CORROSIONES GENERALIZADAS
-CORROSIONES LOCALIZADAS
Actúan sobre determinadas áreas y tiende a profundizar mucho más rápido. La corrosión aparece como
resultado de una rotura de la capa de protección. Son peligrosas ya que pueden llevar al fallo prematuro
de una pieza.
Corrosiones macroscópicas
Corrosión galvánica: es de las más comunes, es una forma de corrosión localizada
producida cuando dos metales diferentes están en contacto en presencia de un
electrolito. Tiene propagación húmeda y se reconoce por una presencia de
acumulación de corrosión. Se previene con el uso de materiales cercanos a la serie
galvánica o por aislamiento. Desde el punto de vista de resistencia a la corrosión, la
relación menos favorable es un cátodo muy grande conectado a un ánodo muy
pequeño (pregunta test).
Corrosión por células de concentración: ataque localizado en pequeñas cavidades o
huecos pudiéndose crear en superficies de unión metal-metal, borde de una unión o
en un punto de metal cubierto. Hay tres tipos:
o De iones metálicos: producida por alta concentración de iones metálicos en
un punto de superficies unidas, se usa la propagación húmeda. El daño se
reduce a un área localizada, se previene sellando las superficies y con la
simple observación se puede detectar. Entre dos puntos se crea un potencial
eléctrico.
La zona del metal en contacto con la baja concentración de iones se hará
anódica y la que esté en contacto con la alta concentración será catódica.
o De oxígeno: producida por alta concentración de oxígeno en un punto de las
superficies. Se utiliza propagación húmeda. La relación superficie
catódica/anódica es agravante de corrosión. La corrosión se produce en el
área de baja concentración (ánodo). Sin desmontarlo es muy difícil su
detección. La severidad de corrosión puede ser minimizada mediante sellado,
manteniendo la superficie limpia, evitando materiales que absorban
humedad.
o Filiforme: forma especial de células de concentración de oxígeno que ocurre
en superficies metálicas que han sido protegidas por una capa de tipo
orgánico. Se utiliza propagación húmeda y se produce en superficies
recubiertas cuando la humedad traspasa el recubrimiento. Durante
propagación llega agua a la cabeza del filamento por acción osmótica que
tiende a eliminar el agua de la cola inactiva. Se reconoce por su característico
rasgo en forma de gusano. Se previene almacenando la aeronave en
ambientes con humedad relativa inferior al 70% y es necesaria una cuidadosa
inspección de los recubrimientos. Puede ser retirada utilizando un equipo de
chorreado de perla de vidrio.
o Células pasivo-activas: los metales dependen de una capa pasiva fuertemente
adherida como protección contra corrosión. Las células pasivo-activas son un
tipo de corrosión por células de concentración. Utiliza propagación húmeda.
La corrosión comienza como una célula de concentración de oxígeno. Si la
capa pasiva rompe el metal activo estará expuesto a ataques corrosivos. Se
previene con limpieza y recubrimientos de protección.
Corrosión por picaduras: una de las más destructivas e intensa. Altamente localizada
que se observa en superficies con poca o ninguna corrosión general. En cualquier
material sobre todo en materiales que se auto-protegen. Es aquella limitada a un
punto que toma forma de cavidad. Usa propagación húmeda. La superficie exterior es
cátodo y la cavidad el ánodo. Solo se corroen pequeñas zonas pero puede crecer
rápida y ampliamente en el interior. Se detectan a través de metalografía. Se realiza un
control del entorno para que tenga bajo contenido en cloruros y temperatura baja,
preparar superficies con mejor acabado posible y protección anódica y/o catódica
o Por rozamiento:
o Por cavitación:
Corrosión por erosión
Corrosión microbiológicas
Corrosiones microscópicas
Corrosión intergranular
Corrosión bajo tensión
Fragilización por hidrógeno