¿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 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 o serie general, 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 por ciento o superior. Esta serie tiene una excelente resistencia a la corrosión, excelente trabajabilidad y alta conductividad térmica y eléctrica. Esta es la razón por la que la serie 1xxx se usa comúnmente para líneas de transmisión o redes eléctricas. Las designaciones de aleaciones comunes en esta serie son 1350, para aplicaciones eléctricas, y 1100, para bandejas de envasado de alimentos.
Aleaciones tratables térmicamente
Algunas aleaciones se fortalecen mediante un tratamiento térmico en solución y luego un 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 con el aluminio poniéndolos en una solución sólida. Posteriormente, el metal se apaga o se enfría rápidamente, lo que congela los átomos del soluto en su lugar. 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 a baja temperatura, lo que se denomina envejecimiento artificial.
Serie 2xxx
En la serie 2xxx, el cobre se utiliza como elemento principal de aleación y puede reforzarse significativamente mediante un tratamiento térmico de solución. Estas aleaciones poseen una buena combinación de alta resistencia y tenacidad, pero no tienen los niveles de resistencia a la corrosión atmosférica como muchas otras aleaciones de aluminio. Por lo tanto, estas aleaciones suelen pintarse o revestirse para tales exposiciones. Generalmente están revestidos con una aleación de alta pureza o una aleación de la serie 6xxx para resistir en gran medida la corrosión. La aleación 2024 es quizás la aleación aeronáutica más conocida.
Serie 6xxx
La serie 6xxx es versátil, tratable térmicamente, altamente conformable, soldable y tiene 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 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 se utiliza a menudo en bastidores de camiones y marinos. Además, algunas carcasas de teléfonos estaban hechas de aleación de la serie 6xxx.
Serie 7xxx
El zinc es el principal agente de aleación de esta serie, y cuando se agrega magnesio en una cantidad menor, el resultado es una aleación tratable térmicamente y de muy alta resistencia. También se pueden añadir en pequeñas cantidades otros elementos como cobre y cromo. Las aleaciones más conocidas son 7050 y 7075, que se utilizan ampliamente en la industria aeronáutica.
Aleaciones no tratables térmicamente
Las aleaciones no tratadas térmicamente se refuerzan mediante trabajo en frío. El trabajo en frío ocurre durante los métodos de laminación o forjado y es la acción de "trabajar" el metal para hacerlo más fuerte. Por ejemplo, cuando se lamina aluminio hasta obtener calibres más delgados, se vuelve más resistente. Esto se debe a que el trabajo en frío genera dislocaciones y espacios vacíos 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 da como resultado una resistencia aún mayor.
Serie 3xxx
El manganeso es el elemento de aleación principal en esta serie, a menudo con cantidades menores de magnesio agregadas. Sin embargo, sólo se puede añadir eficazmente al aluminio un porcentaje limitado de manganeso. 3003 es una aleación popular para uso general porque tiene una resistencia moderada y buena trabajabilidad y puede usarse en aplicaciones como intercambiadores de calor y utensilios de cocina. La aleación 3004 y sus modificaciones se utilizan en los cuerpos de latas de bebidas de aluminio.
Serie 4xxx
Las aleaciones de la serie 4xxx se combinan con silicio, que se puede agregar en cantidades suficientes para reducir el punto de fusión del aluminio, sin producir fragilidad. Debido a esto, la serie 4xxx produce excelentes alambres de soldadura y aleaciones para soldadura fuerte donde se requiere un punto de fusión más bajo. La aleación 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 principal agente de aleación de la serie 5xxx y es uno de los elementos de aleación más eficaces y utilizados para el aluminio. Las aleaciones de esta serie poseen características de resistencia de moderada a alta, así como buena soldabilidad y resistencia a la corrosión en el ambiente marino. Debido a esto, las aleaciones de aluminio y magnesio se usan ampliamente en edificación y construcción, tanques de almacenamiento, recipientes a presión y aplicaciones marinas. Ejemplos de aplicaciones de aleaciones comunes incluyen: 5052 en electrónica, 5083 en aplicaciones marinas, láminas anodizadas 5005 para aplicaciones arquitectónicas y 5182 para tapas de latas de bebidas de aluminio.
