Influencia de la composición y el tratamiento térmico en las propiedades mecánicas de aleaciones de bronce al aluminio

Abstract

Los cuproaluminios son aleaciones de cobre con contenidos de aluminio del 5-12 % que pueden incorporar hierro, níquel, y manganeso para formar una familia de aleaciones con unas excelentes propiedades de resistencia mecánica y a la corrosión. En el presente artículo se estudia el efecto que la relación Ni:Fe y que los tratamientos térmicos ocasionan en las propiedades mecánicas como dureza, límite elástico, tensión de rotura, alargamiento, módulo de elasticidad, coeficiente de Poisson, tenacidad a la fractura estática, resiliencia, fatiga y propagación de grieta. Para ello, se analizan tres aleaciones en tres estados. Las composiciones nominales son Cu-Al10-Fe3, Cu-Al10-Fe5-Ni5 y Cu- Al10-Fe4-Ni8. Las estructuras de las aleaciones son las correspondientes a: bruto de colada, temple y temple seguido de revenido. La caracterización del módulo de elasticidad y coeficiente de Poisson, así como los ensayos de tracción y resiliencia, se realizan a –20 °C, 24 °C y 100 °C.

Aluminium bronzes are copper-base alloys containing aluminium within the limits between 5-12 %. Additions of Fe, Ni and Mn are used as alloying elements forming a family of complex alloys noted for their exceptional strength and corrosion resistance. In present paper the Ni:Fe ratio and heat treatments have been analyzed by determining the mechanical properties for three different aluminium bronze alloys containing Cu-Al10-Fe3, Cu-Al10-Fe5-Ni5 and Cu-Al10-Fe4-Ni8. The effect of as cast, quenched and quenched and tempered structures has been investigated regarding hardness, proof and ultimate tensile strength, elongation, modulus of elasticity, Poisson ratio, fracture toughness, fatigue strength, crack propagation and Charpy impact properties. The influence of temperature has been studied by testing the elastic modulus, Poisson ratio, the proof stress, tensile strength and the Charpy impact properties at -20 degrees C, 24 degrees C and 100 degrees C.