Aleaciones de magnesio: Soluciones ligeras para la ingeniería moderna

Introducción

La ingeniería moderna siempre busca materiales que sean ligeros pero resistentes. Los materiales más ligeros ayudan a reducir el consumo de energía en vehículos y otros sistemas en movimiento. Los ingenieros prestan ahora especial atención a las aleaciones que equilibran ligereza y durabilidad. Las aleaciones de magnesio responden muy bien a esta necesidad. Proporcionan una solución ligera sin sacrificar demasiado el rendimiento mecánico.

Las aleaciones de magnesio llaman la atención en muchos campos. Se han utilizado en piezas de automóviles, aviones e incluso equipos deportivos. Su creciente popularidad se debe a las continuas mejoras en las técnicas de aleación. Los aditivos simples como el aluminio, el zinc, el manganeso y los elementos de tierras raras ayudan a mejorar su rendimiento y trabajabilidad.

Tipos de aleaciones de magnesio

Hoy en día se utilizan varias series de aleaciones de magnesio. Cada tipo de aleación tiene sus propias propiedades y aplicaciones. A continuación nos centraremos en tres tipos principales.

1. Serie AZ (Aluminio-Zinc)

Esta aleación se mezcla con aluminio y zinc. La serie AZ ofrece una mayor resistencia en comparación con el magnesio puro. Los ingenieros la eligen para piezas que soportan tensiones. La adición de aluminio mejora la resistencia a la corrosión, mientras que el zinc ayuda a mejorar la ductilidad. Las piezas de la serie AZ suelen tener una resistencia a la tracción de entre 240 y 350 megapascales. Se utilizan en componentes que requieren una gran resistencia. Algunos ejemplos comunes son los engranajes y los soportes estructurales en maquinaria ligera.

2. Serie AM (Aluminio-Manganeso)

Esta serie está aleada con aluminio y manganeso. La serie AM ofrece un buen equilibrio entre resistencia y conformabilidad. El manganeso ayuda a estabilizar la estructura contra la corrosión. Puede soportar cantidades moderadas de tensión de forma continua. Las propiedades de la serie AM suelen incluir límites elásticos de entre 150 y 250 megapascales. Estas aleaciones suelen encontrarse en piezas de automóviles y componentes más pequeños. Permiten procesos de conformado más sencillos. Su facilidad de procesamiento las hace populares para aplicaciones en las que se requieren formas intrincadas.

3. Serie WE (basada en tierras raras)

La serie WE contiene elementos de tierras raras. Estos elementos aumentan la resistencia de la aleación y su resistencia a las altas temperaturas. La serie WE puede funcionar en entornos en los que otras aleaciones podrían perder resistencia. Se utiliza a menudo en piezas que necesitan mantener un buen rendimiento con cambios de temperatura. La resistencia a la tracción puede ser superior a la de las otras series, llegando a veces a más de 300 megapascales. En este caso hay que tener en cuenta el coste, pero las ventajas compensan el gasto en aplicaciones de alto rendimiento. La mejora de la resistencia a altas temperaturas convierte a la serie WE en la mejor candidata para piezas que trabajan en condiciones duras.

En resumen, la serie AZ se elige cuando la fuerza y la resistencia a la corrosión son fundamentales. La serie AM es adecuada cuando se necesita ductilidad y facilidad de procesamiento. La serie WE es la más adecuada para una mayor resistencia y resistencia a la temperatura.

Aplicaciones de las aleaciones de magnesio en la ingeniería moderna

1. Automoción: Reducir el peso del vehículo para ahorrar combustible

En el sector de la automoción, cada kilogramo cuenta. Un vehículo más ligero rinde mejor y consume menos combustible. Los fabricantes utilizan aleaciones de magnesio para reducir el peso de los componentes del motor, las ruedas y las piezas de la transmisión. Por ejemplo, un engranaje típico de automóvil puede experimentar una reducción de peso de hasta el 30% cuando se fabrica con aleación de magnesio en lugar de acero.

2. Aeroespacial: Componentes estructurales y piezas interiores

En la industria aeroespacial, reducir el peso es una prioridad constante. El uso de aleaciones de magnesio ayuda a reducir la masa total. Se utilizan en paneles interiores, armazones de asientos e incluso en algunas piezas estructurales. En el sector aeroespacial comercial, cada libra ahorrada en un componente puede suponer un importante ahorro de combustible a lo largo de la vida útil de un avión. El uso de estas aleaciones tiene una larga historia en el sector aeroespacial.

3. Electrónica: Carcasas ligeras y dispositivos portátiles

La electrónica requiere materiales ligeros y robustos. Las aleaciones de magnesio funcionan bien para carcasas, chasis y estructuras de soporte de dispositivos portátiles. Los teléfonos inteligentes, los ordenadores portátiles y las carcasas de las cámaras se pueden beneficiar de ser más ligeros sin dejar de ofrecer protección. Muchos dispositivos portátiles utilizan ahora un armazón de aleación de magnesio.

4. Equipamiento deportivo: Bicicletas, palos de golf y equipos de protección

El equipamiento deportivo también se ha beneficiado de las aleaciones de magnesio. Los cuadros de las bicicletas suelen utilizar estas aleaciones para lograr un equilibrio entre resistencia y ligereza. Las varillas de los palos de golf fabricadas con aleaciones de magnesio mejoran la velocidad del swing y facilitan el control. Los equipos de protección, como los cascos, incorporan componentes de magnesio para reducir el peso sin renunciar a una sólida estructura protectora.

Más información: Las cuatro aplicaciones principales de las aleaciones de magnesio

Conclusión

Las aleaciones demagnesio ofrecen una solución inteligente a la necesidad moderna de materiales más ligeros. Combinan una baja densidad con una resistencia suficiente para muchas aplicaciones exigentes. Las series AZ, AM y WE cubren una amplia gama de necesidades de rendimiento. Funcionan bien en automoción, aeroespacial, electrónica y equipamiento deportivo. Para los ingenieros, el uso de estas aleaciones aporta eficacia y durabilidad.

Preguntas más frecuentes

F: ¿Cuál es la principal ventaja de las aleaciones de magnesio?
P: Reducen el peso al tiempo que mantienen la resistencia, lo que mejora la eficiencia del combustible y el rendimiento en diversas aplicaciones.

F: ¿Qué serie de aleaciones de magnesio ofrece la mejor resistencia a altas temperaturas?
P: La serie basada en tierras raras es la preferida por su gran solidez y resistencia a la temperatura.

F: ¿Por qué se utilizan aleaciones de magnesio en la electrónica portátil?
P: Proporcionan una carcasa resistente y ligera que protege los dispositivos a la vez que los hace fácilmente transportables.