XM92-Técnica y Tecnología

AERONÁUTICA 7 muy baja conductividad térmica. La aleación más común es la Ti6Al4V, de tipo α + β debido a su combinación de propiedades mecánicas y baja densidad [3]. Superaleaciones de grano columnar La solidificación en la dirección axial hace que este tipo de piezas sean ideales para su empleo en álabes. Los límites de grano son paralelos a la carga de tracción, lo cual mejora la resistencia de fluencia. Superaleaciones monocristalinas Las superaleaciones monocristalinas presentan mayor capacidad de resistencia y una mejor combinación de propiedades a temperaturas elevadas que cualquier otro material estructural, por lo que algunos elementos de las turbinas, como los álabes, se fabrican con estos materiales. Estas prestaciones se deben a la solidificación orientada unidireccionalmente, que mejora la resistencia a la fatiga térmica y a la ausencia de límites de grano, que actúan como lugares de iniciación de fallo. Estas altas propiedades hacen aumentar su dificultad de mecanizado. Uno de los objetivos con estos materiales es aumentar aún más el contenido de aleación refractaria para mejorar la resistencia a la fluencia [5]. Es interesante apuntar que las superaleaciones base níquel han ido mejorando su resistencia en lo que se ha considerado en clasificar como sucesivas generaciones evolutivas. Esta mejora de la resistencia con la temperatura ha sido posible, en parte, gracias a la adición de pequeñas cantidades de elementos como el renio (Re) y el rutenio (Ru), sin embargo, estos elementos son de los más escasos en la corteza terrestre, por lo que, en la actualidad, la quinta y sexta generaciones se centran en reducir los porcentajes de estos elementos, ya que su utilización presenta un alto riesgo estratégico para la producción industrial debido a su escasez y consiguientes dificultades de suministro, coste elevado y fluctuante [6]. PROPIEDADES DE LOS ELEMENTOS PRINCIPALES Las superaleaciones termorresistentes están formadas fundamentalmente por elementos que forman parte del bloque de los llamados metales de transición, que son aquellos cuyos electrones ocupan los orbitales d. Haciendo un breve recordatorio, en los orbitales s caben 2 electrones, en los orbitales p caben 6 electrones y en los orbitales d caben 10 electrones. El elemento con número atómico 20, el calcio, es el último cuyos electrones se limitan a orbitales s y p. La configuración electrónica del calcio, siguiendo las flechas del diagrama de Moeller, es 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2 o abreviadamente [Ar] 4s2. A partir del elemento 21, el escandio, se empiezan a ocupar los orbitales d y a medida que aumenta el número atómico nos encontramos además con el bloque de los lantánidos y actínidos, denominados metales de transición interna, que son elementos cuyos electrones empiezan a ocupar los orbitales f, donde caben 14 electrones [7]. Dentro de un mismo grupo los elementos tienden a tener similares características debido a la configuración en sus últimas capas electrónicas. Así, por ejemplo, el cobre, la plata y el oro, considerados metales nobles por Resistencia específica frente a temperatura de algunas aleaciones aeroespaciales. Diagrama de Moeller.

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