Producir el tipo correcto de materiales para trabajos mecánicos en diferentes industrias requiere procedimientos específicos. Algunos tienen que pasar por moldeo a alta presión, mientras que otros requieren fusión a altas temperaturas para producir el producto deseado. Puede encontrar algunas de todas estas propiedades en un metal o más. Las aleaciones exhiben una mayor resistencia al calor y se utilizan ampliamente en la producción de piezas mecánicas.
Si está buscando metales adecuados para piezas mecánicas de trabajo a alta temperatura, aquí tiene toda la información que necesita:
Metales utilizados en la producción de piezas mecánicas de trabajo a alta temperatura
La producción de algunas piezas mecánicas requiere un metal que pueda soportar altas temperaturas considerando los procesos en los que están involucrados. Mientras que el cobre, el hierro y el acero inoxidable se usan comúnmente en la fabricación de piezas mecánicas, los siguientes metales son aptos para altas temperaturas:
- Níquel
- Acero
- Cromo
- Titanio
- tantalio
- Niobio
- Molibdeno
- Wolframio
Níquel
El níquel se usa en acero inoxidable y más aleaciones para hacerlos más fuertes para la producción de piezas mecánicas. Exponer permite a temperaturas extremas requiere un material que pueda soportar el calor y la embestida. Las aleaciones de níquel generalmente se usan en la producción de turbinas de gas, partes de aviones y otras aplicaciones en aviación y aeroespacial. La utilización de níquel en la fabricación de dicho material se debe a su resistencia a la tracción y a la corrosión.
Acero
El acero inoxidable también es uno de los metales comunes utilizados en la industria aeroespacial debido a sus propiedades resistentes al calor y la corrosión. Está formado por hierro y cromo junto con otros metales como el níquel y el molibdeno con diferentes espesores. El acero es fácil de mantener y mantiene su resistencia y ductilidad a alta temperatura. También se utiliza en la producción de calderas, turbinas de vapor y sistemas de tuberías.
Cromo
El cromo es otro agente de aleación utilizado en titanio y acero inoxidable para mejorar su resistencia. El cromo generalmente se combina con otras aleaciones para crear metales más potentes empleados en diferentes industrias. Posee propiedades como fragilidad, dureza y resistencia a la corrosión y se utiliza en el revestimiento. Otras aplicaciones incluyen las industrias automotriz y de la construcción. El cromo se usa en combinación con molibdeno, llamado Croalloy, Chrome y CrMo, etc.
Titanio
El titanio y las aleaciones de titanio se utilizan para producir piezas mecánicas de trabajo a alta temperatura, ya que pueden soportar altas temperaturas. El titanio posee la mayor relación entre resistencia y peso entre los metales y se emplea fácilmente en la fabricación de piezas mecánicas en las industrias militar, aeroespacial y marina. La alta resistencia a la fatiga, la alta temperatura y la corrosión lo hacen adecuado para sistemas hidráulicos, trenes de aterrizaje y equipos marinos. El titanio puede soportar hasta 600 grados de temperatura y no se ve afectado por el calor y los productos químicos. Además, tiene buena fabricabilidad y soldabilidad.
tantalio
El tantalio es un metal refractario muy utilizado en la fabricación de equipos por su capacidad para soportar altas temperaturas. Se combina con otros metales para producir superaleaciones que se utilizan en plantas de procesamiento químico y reactores nucleares. La película oxidada en la superficie del tantalio lo hace resistente a la corrosión, lo que lo hace adecuado en los procesos de fabricación de electrodomésticos sensibles al calor, como resistencias de alta potencia y capacitores electrolíticos. Dada su resistencia, también se utilizan en la fabricación de motores de aviación.
Niobio
El niobio es un metal dúctil que se utiliza para fabricar aleaciones de acero, a veces combinado con tungsteno. Es menos denso que otros metales que muchos metales y se utiliza para mejorar las propiedades resistentes al calor del acero debido a su ductilidad. El niobio, también conocido como Columbium, también se usa en la producción de equipos quirúrgicos debido a su naturaleza liviana y confiable y sus aplicaciones en motores a reacción y turbinas de aviones.
Molibdeno
Molibdeno es un metal refractivo rentable en comparación con otros y posee un alto grado de estabilidad y resistencia, lo que aumenta la resistencia al calor y la resiliencia de las aleaciones. Además de mejorar la resistencia, también aumenta la resistencia al calor, la tenacidad y la templabilidad de ese metal. Las propiedades del molibdeno, como la ductilidad y la suavidad, lo convierten en la elección correcta para la maquinaria especializada y la industria militar, ya que ayuda a mejorar la dureza.
Wolframio
Tungsteno, un metal de color blanco plateado muy útil aleado con otros metales. Posee el punto de fusión más alto junto con la resistencia a la tracción más alta a 1650°C. Cuando no se combina con otros materiales, es más frágil que el vidrio. Sin embargo, se utiliza para fabricar equipos de alta resistencia para soportar temperaturas extremas cuando está aleado y tiene la presión de vapor más baja y el coeficiente de expansión térmica más bajo. El tungsteno no se expande mucho con la interacción del calor y se usa en piezas de cohetes, calentadores de cabina de aviones, revestimientos de combustión, etc.
Factores que afectan la resistencia al calor de los metales
Cada metal tiene sus propiedades específicas cuando se combina para formar aleaciones. A la hora de decidirte por una aleación para fabricar a altas temperaturas, comprueba las características que buscas. Sin embargo, al elegir un material resistente al calor para piezas mecánicas, recuerde considerar otras propiedades como la ductilidad y la resistencia. Otras propiedades que debe buscar al elegir una aleación de metal incluyen:
- Resistencia a la oxidación
- Resistencia a la corrosión
- Estabilidad metalúrgica del metal.
- Las propiedades mecánicas de la aleación a una temperatura específica.
Preguntas Frecuentes
¿La composición de la aleación cambia con la temperatura?
El módulo de elasticidad tiene mayor estabilidad que la elasticidad a alta temperatura y menor rendimiento y resistencia a la tracción a altas temperaturas.
¿Qué materiales se consideran de alta temperatura?
Las aleaciones que pueden soportar temperaturas de 500 °C y superiores se denominan aleaciones de alta temperatura. Suelen utilizarse en la fabricación de equipos y piezas que deben soportar temperaturas extremas.
¿Qué aleaciones altamente resistentes al calor se utilizan con más frecuencia?
Las aleaciones resistentes al calor más utilizadas incluyen níquel, cromo y hierro, mientras que las basadas en níquel, cromo y cobalto se utilizan menos.
¿Por qué se prefieren las aleaciones de Ti para aplicaciones de alta temperatura?
El titanio posee una alta relación resistencia-densidad, lo que lo convierte en una aleación adecuada para la fabricación de motores de aviones y otras aplicaciones de alta temperatura.
Palabras finales
Cuando busque piezas mecánicas que funcionen a altas temperaturas, considere aleaciones que puedan resistir altas temperaturas y que también hagan que otros metales sean resistentes a altas temperaturas. Busque otras propiedades como la ductilidad y la resistencia a la tracción. Todas estas propiedades combinadas con la resistencia a la corrosión dan cuenta de la elección correcta del metal que necesita.