¿Qué es una aleación de aluminio?
Una aleación de aluminio es una composición química donde se agregan otros elementos al aluminio puro para mejorar sus propiedades, principalmente para aumentar su resistencia. Estos otros elementos incluyen hierro, silicio, cobre, magnesio, manganeso y zinc en niveles que combinados pueden representar hasta el 15 por ciento de la aleación en peso. A las aleaciones se les asigna un número de cuatro dígitos, en el que el primer dígito identifica una clase general, o serie, caracterizada por sus principales elementos de aleación.
Aluminio puro
Serie 1xxx
Las aleaciones de la serie 1xxx se componen de aluminio 99 por ciento o mayor pureza. Esta serie tiene una excelente resistencia a la corrosión, excelente trabajabilidad, así como una alta conductividad térmica y eléctrica. Esta es la razón por la cual la serie 1xxx se usa comúnmente para líneas de transmisión, o cuadrícula de alimentación. Las designaciones de aleaciones comunes en esta serie son 1350, para aplicaciones eléctricas, y 1100, para bandejas de envasado de alimentos.
Aleaciones tratables con calor
Algunas aleaciones se fortalecen mediante el tratamiento térmico de la solución y luego el enfriamiento, o enfriamiento rápido. El tratamiento térmico toma el metal sólido y aleado y lo calienta a un punto específico. Los elementos de aleación, llamados solutos, se distribuyen homogéneamente con el aluminio que los coloca en una solución sólida. Posteriormente, el metal se apaga o se enfría rápidamente, lo que congela los átomos de soluto en su lugar. Los átomos de soluto en consecuencia se combinan en un precipitado finamente distribuido. Esto ocurre a temperatura ambiente que se llama envejecimiento natural o en una operación de horno a baja temperatura que se llama envejecimiento artificial.
Serie 2xxx
En la serie 2xxx, el cobre se usa como elemento de aleación principal y se puede fortalecer significativamente a través del tratamiento térmico de la solución. Estas aleaciones poseen una buena combinación de alta resistencia y dureza, pero no tienen los niveles de resistencia a la corrosión atmosférica como muchas otras aleaciones de aluminio. Por lo tanto, estas aleaciones generalmente están pintadas o vestidas para tales exposiciones. Generalmente están vestidos con una aleación de alta pureza o una aleación de la serie 6xxx para resistir enormemente la corrosión. Aleación 2024 quizás la aleación de aviones más conocida.
Serie 6xxx
La serie 6xxx es versátil, tratable térmicamente, altamente formable, soldable y tiene una resistencia moderadamente alta junto con una excelente resistencia a la corrosión. Las aleaciones en esta serie contienen silicio y magnesio para formar silicida de magnesio dentro de la aleación. Los productos de extrusión de la serie 6xxx son la primera opción para aplicaciones arquitectónicas y estructurales. La aleación 6061 es la aleación más utilizada de esta serie y a menudo se usa en marcos de camiones y marinos. Además, se realizó una caja telefónica de aleación de la serie 6xxx.
Serie 7xxx
El zinc es el agente de aleación primario para esta serie, y cuando el magnesio se agrega en una cantidad menor, el resultado es una aleación de resistencia muy alta, tratable al calor. También se pueden agregar otros elementos como el cobre y el cromo en pequeñas cantidades. Las aleaciones más comúnmente conocidas son 7050 y 7075, que se utilizan ampliamente en la industria de los aviones.
Aleaciones no tratables con calor
Las aleaciones no tratadas con calor se fortalecen a través del trabajo en frío. El trabajo en frío ocurre durante los métodos de rodamiento o forja y es la acción de "trabajar" el metal para fortalecerlo. Por ejemplo, al rodar aluminio a los medidores más delgados, se fortalece. Esto se debe a que el trabajo en frío acumula dislocaciones y vacantes en la estructura, lo que luego inhibe el movimiento de los átomos entre sí. Esto aumenta la resistencia del metal. Los 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 en esta serie, a menudo con pequeñas cantidades de magnesio agregado. Sin embargo, solo un porcentaje limitado de manganeso se puede agregar efectivamente al aluminio. 3003 es una aleación popular para fines generales porque tiene fuerza moderada y buena trabajabilidad y puede usarse en aplicaciones como intercambiadores de calor y utensilios de cocina. 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 se pueden agregar en cantidades suficientes para reducir el punto de fusión del aluminio, sin producir fragilidad. Debido a esto, la serie 4xxx produce excelentes alambre de soldadura y aleaciones de soldadura donde se requiere un punto de fusión más bajo. Aloy 4043 es una de las aleaciones de relleno más utilizadas para soldar aleaciones de la serie 6xxx para aplicaciones estructurales y automotrices.
Serie 5xxx
El magnesio es el agente de aleación principal en la serie 5xxx y es uno de los elementos de aleación más efectivos y ampliamente utilizados para aluminio. Las aleaciones de esta serie poseen características de fuerza moderada a alta, así como una buena soldabilidad y resistencia a la corrosión en el entorno marino. Debido a esto, las aleaciones de aluminio-magnesio se utilizan ampliamente en construcción y construcción, tanques de almacenamiento, recipientes a presión y aplicaciones marinas. Ejemplos de aplicaciones de aleación comunes incluyen: 5052 en electrónica, 5083 en aplicaciones marinas, láminas anodizadas 5005 para aplicaciones arquitectónicas y 5182 hace que la bebida de aluminio pueda tapa.
