¿Qué es una aleación de aluminio?
Una aleación de aluminio es una composición química en la que se añaden otros elementos al aluminio puro para mejorar sus propiedades, principalmente para aumentar su resistencia. Estos elementos incluyen hierro, silicio, cobre, magnesio, manganeso y zinc, en cantidades que, combinadas, pueden representar hasta el 15 % del peso de la aleación. A las aleaciones se les asigna un número de cuatro dígitos, donde el primero identifica una clase general, o serie, caracterizada por sus principales elementos de aleación.
Aluminio puro
Serie 1xxx
Las aleaciones de la serie 1xxx están compuestas de aluminio con una pureza del 99 % o superior. Esta serie ofrece una excelente resistencia a la corrosión, excelente trabajabilidad y alta conductividad térmica y eléctrica. Por ello, se utiliza comúnmente en líneas de transmisión o redes eléctricas. Las designaciones comunes de esta serie son 1350, para aplicaciones eléctricas, y 1100, para bandejas de envasado de alimentos.
Aleaciones tratables térmicamente
Algunas aleaciones se refuerzan mediante un tratamiento térmico en solución y posterior temple o enfriamiento rápido. El tratamiento térmico toma el metal sólido aleado y lo calienta hasta un punto específico. Los elementos de la aleación, llamados soluto, se distribuyen homogéneamente y el aluminio los disuelve. Posteriormente, el metal se templa o enfría rápidamente, lo que congela los átomos de soluto. En consecuencia, los átomos de soluto se combinan formando un precipitado finamente distribuido. Esto ocurre a temperatura ambiente, lo que se denomina envejecimiento natural, o en un horno de baja temperatura, lo que se denomina envejecimiento artificial.
Serie 2xxx
En la serie 2xxx, el cobre se utiliza como principal elemento de aleación y puede reforzarse significativamente mediante tratamiento térmico en solución. Estas aleaciones poseen una buena combinación de alta resistencia y tenacidad, pero no presentan la misma resistencia a la corrosión atmosférica que muchas otras aleaciones de aluminio. Por lo tanto, estas aleaciones suelen pintarse o revestirse para dichas exposiciones. Generalmente se reviste con una aleación de alta pureza o una aleación de la serie 6xxx para una mayor resistencia a la corrosión. La aleación 2024 es quizás la aleación aeronáutica más conocida.
Serie 6xxx
La serie 6xxx es versátil, termotratable, altamente moldeable, soldable y posee una resistencia moderadamente alta, junto con una excelente resistencia a la corrosión. Las aleaciones de esta serie contienen silicio y magnesio para formar siliciuro de magnesio. Los productos de extrusión de la serie 6xxx son la opción preferida para aplicaciones arquitectónicas y estructurales. La aleación 6061 es la más utilizada de esta serie y se utiliza a menudo en chasis de camiones y embarcaciones. Además, algunas carcasas de teléfonos se fabricaron con aleación de la serie 6xxx.
Serie 7xxx
El zinc es el principal agente de aleación de esta serie, y al añadir magnesio en menor cantidad, se obtiene una aleación termotratable de muy alta resistencia. También se pueden añadir otros elementos, como el cobre y el cromo, en pequeñas cantidades. Las aleaciones más conocidas son la 7050 y la 7075, ampliamente utilizadas en la industria aeronáutica.
Aleaciones no tratables térmicamente
Las aleaciones sin tratamiento térmico se refuerzan mediante el trabajo en frío. Este proceso se produce durante los métodos de laminación o forjado y consiste en trabajar el metal para hacerlo más resistente. Por ejemplo, al laminar aluminio a espesores más finos, este se vuelve más resistente. Esto se debe a que el trabajo en frío genera dislocaciones y huecos en la estructura, lo que inhibe el movimiento de los átomos entre sí. Esto aumenta la resistencia del metal. Elementos de aleación como el magnesio intensifican este efecto, lo que resulta en una resistencia aún mayor.
Serie 3xxx
El manganeso es el principal elemento de aleación de esta serie, a menudo con pequeñas cantidades de magnesio añadido. Sin embargo, solo un porcentaje limitado de manganeso puede añadirse eficazmente al aluminio. La aleación 3003 es popular para uso general debido a su resistencia moderada y buena trabajabilidad, y puede utilizarse en aplicaciones como intercambiadores de calor y utensilios de cocina. La aleación 3004 y sus modificaciones se utilizan en los cuerpos de las latas de bebidas de aluminio.
Serie 4xxx
Las aleaciones de la serie 4xxx se combinan con silicio, que puede añadirse en cantidades suficientes para reducir el punto de fusión del aluminio sin producir fragilidad. Por ello, la serie 4xxx produce excelentes aleaciones para alambre de soldadura y soldadura fuerte donde se requiere un punto de fusión más bajo. La aleación 4043 es una de las aleaciones de aportación más utilizadas para soldar aleaciones de la serie 6xxx en aplicaciones estructurales y automotrices.
Serie 5xxx
El magnesio es el principal agente de aleación de la serie 5xxx y uno de los elementos de aleación más eficaces y ampliamente utilizados para el aluminio. Las aleaciones de esta serie poseen características de resistencia de moderadas a altas, así como buena soldabilidad y resistencia a la corrosión en entornos marinos. Por ello, las aleaciones de aluminio y magnesio se utilizan ampliamente en la construcción, tanques de almacenamiento, recipientes a presión y aplicaciones marinas. Entre las aplicaciones comunes de las aleaciones se incluyen: el 5052 en electrónica, el 5083 en aplicaciones marinas, las láminas anodizadas 5005 para aplicaciones arquitectónicas y el 5182, utilizado en la fabricación de tapas de latas de bebidas de aluminio.
