Pregunte a un metalúrgico:una breve introducción a los grados de aluminio

Elegir tu aleación

En Reliance, usamos principalmente dos grados principales de aluminio para nuestros bolardos y bancos. Tienen convenciones de nomenclatura ligeramente diferentes, lo que puede generar confusión:¿estamos comprando en diferentes países con diferentes estándares internacionales de metales?

Aluminio contra aluminio

Cuando se trata de aluminio, varios países del mundo ni siquiera se ponen de acuerdo en la ortografía. La ortografía norteamericana, "aluminum" fue la segunda opción del nombre original, el químico británico Sir Humphry Davy. Comenzó con “aluminio ", y luego acuñó "aluminio .” Otros químicos, sin embargo, señalaron que sería preferible una terminación -io, para coincidir con otras sustancias químicas como el sodio y el potasio. El uso norteamericano se quedó con la segunda opción de Sir Davy; algunos químicos estadounidenses y el uso común en otros lugares eligieron el aluminio como una construcción léxica más consistente.

Los dos tipos principales de grados de aluminio

No es ni etimología ni estándar internacional que produzca dos tipos de sistemas de grado de aluminio. La razón del desajuste es que el metal fundido y el metal trabajado (forjado) se clasifican de manera diferente. Las necesidades y usos de los metales fundidos y trabajados no son idénticos, por lo que no se utiliza la misma especificación para ambos.

El hierro es ampliamente conocido por tener formas de hierro fundido y hierro forjado, aunque el significado de estas palabras se ha perdido lo suficiente como para que muchos confundan el hierro forjado con "barra de hierro". El aluminio, como el hierro, se encuentra tanto en forma fundida como forjada. Aluminio fundido se vierte o inyecta como un metal líquido fundido en un molde. Cuando el metal se enfría, el objeto sólido que emerge tiene una forma casi neta. Puede maquinarse para suavizarlo o darle un acabado, o usarse como una pieza en una construcción más grande, pero el objetivo de la fundición es crear algo muy parecido a la forma final. Aluminio forjado , por otro lado, se produce en palanquillas, desbastes y tochos. Estos se enrollan y aplanan en láminas, varillas y tubos. Se puede forjar, mecanizar, unir o trabajar de otras formas para que tenga la forma final que debe tener.

Fundimos bolardos de aluminio, al igual que fundimos nuestros bolardos de hierro dúctil. Una buena aleación de colado capta hermosos detalles como acanaladuras y curvas suaves en el molde. Es bueno para formas complejas y curvas hechas en una sola pieza. Nuestros bancos están hechos de láminas de aluminio que se forman, unen y cortan con láser; estas piezas son más soldables y trabajables, por lo que se pueden cortar y unir en diseños complejos con muchos componentes construidos juntos.

Estos diferentes procesos de fabricación requieren diferentes grados de aluminio.

Grados de aluminio para aleaciones forjadas

Muchas organizaciones internacionales diferentes se han unido para firmar un acuerdo que establece un Sistema Internacional de Designación de Aleaciones para el aluminio forjado. Estas aleaciones se agrupan en familias por su primer dígito, lo que indica a un metalúrgico experimentado cuáles son los principales metales de aleación.

Serie 1xxx:más del 99 % de contenido de aluminio

El aluminio en su forma más pura aparece en la serie 1000. Estos metales resaltan las propiedades materiales del elemento, y el aluminio 1100 es el grado de aluminio "puro" más común, con menos del 1% de elementos agregados como zinc, cobre o silicio para mayor resistencia. Incluso con esas adiciones, esta familia no es tan fuerte como otras familias de aluminio, pero las aleaciones son fáciles de trabajar y resistentes a la corrosión. Este grupo es bueno para transmitir calor y electricidad. Las aleaciones de aluminio de la serie 1000 se utilizan a menudo en aplicaciones químicas, alimentarias y eléctricas.

Serie 2xxx:Aluminio y Cobre

2011, 2014 y 2024 son los grados más comunes en la serie 2000 de aleaciones de aluminio, que son apreciadas por su resistencia y maquinabilidad. Esta serie tiene al cobre como principal elemento de aleación. La serie 2000 es resistente, fuerte y dura, pero también es propensa a la corrosión, por lo que debe sellarse si se expone a elementos oxidantes. Esto se puede hacer con revestimientos como pintura, polvo o plástico; también se hace a menudo con un revestimiento de aluminio puro. El aluminio de la serie 2000 se encuentra en aplicaciones aeroespaciales, sujetadores y aplicaciones industriales.

Serie 3xxx:Aluminio y Manganeso

El manganeso, un elemento increíblemente importante para los metalúrgicos y vidrieros, es poco conocido por la mayoría de la gente. Proporciona resistencia y desoxida las aleaciones. El manganeso está en todas partes y se usa en los grados comunes de acero inoxidable y en el aluminio de uso general que usamos todos los días. El 3003 es el aluminio más utilizado porque se puede trabajar, soldar y acabar. Desde láminas de metal hasta utensilios de cocina, el aluminio que más ve es probablemente la serie 3000.

Los lados de las latas de aluminio están hechos de aluminio de la serie 3004. Sorprendentemente, este es un grado diferente al que se usa en la parte superior e inferior. La parte superior e inferior no solo son más gruesas:están fabricadas con el grado 5182. 

Serie 4xxx:Aluminio y Silicio

El silicio ayuda a que estas aleaciones sean más tolerantes al calor:reduce el punto de fusión del aluminio. El aluminio con silicio también es más dúctil, lo que significa que el metal resultante es más flexible y menos quebradizo. Por estas razones, la serie 4000 se usa a menudo en aplicaciones automotrices o eléctricas; puede manejar el calor y la electricidad.

Serie 5xxx:Aluminio y Magnesio

Los navegantes están familiarizados con la serie 5000 de aluminio. Cuando el aluminio y el magnesio se funden juntos, producen una aleación resistente a la corrosión. Las aplicaciones marinas, tanques, válvulas, cualquier cosa relacionada con productos químicos o clima, a menudo vienen en estas aleaciones. Afortunadamente, estas aleaciones también son buenas para soldar y formar, lo que facilita la creación de cascos, válvulas y tanques criogénicos a partir del material. ¡Esta es la serie que presenta el aluminio de grado 5182 que se usa para la parte superior e inferior de las latas de refresco!

Serie 6xxx:Aluminio, Magnesio y Silicio

Las aleaciones de la serie 6000 son aleaciones de grado de construcción, que combinan las características de las series 4000 y 5000:resistencia a la corrosión y resistencia. Nuestros bancos de aluminio están hechos de 6061, para resistir la corrosión cuando se exponen al agua, la sal, la nieve, el sol y la lluvia; la aleación también proporciona la resistencia y la estabilidad necesarias para un mueble de obra resistente.

Serie 7xxx:Aluminio y Zinc

El zinc agregado al aluminio crea una resistencia similar al acero. Si el aluminio está haciendo el trabajo del acero, en un lugar donde el peso del acero es demasiado pesado, se puede usar un aluminio de la serie 7000 en su lugar. La aeronáutica y la industria aeroespacial, los automóviles y los equipos deportivos suelen utilizar esta serie ligera pero resistente.

Serie 8xxx:Los extraños

Los metales a menudo tienen aleaciones poco comunes que se fabrican para aplicaciones específicas. A menudo terminan en convenciones de nomenclatura en una serie de sorpresas, y para el aluminio forjado, los bichos raros están en la serie 8xxx. En la mayoría de los casos, si está comprando una aleación poco común, sabe exactamente por qué y con qué propósito; por ejemplo, los metalúrgicos de la NASA buscan aleaciones personalizadas para entornos muy, muy específicos.

Comprensión de los grados para aleaciones de fundición de aluminio

R-7539-AL

Altura:35-3/4"
Tubería interior máx.
Diámetro:4-1/2"

Material:Aluminio
Grado:A356

R-7589-AL

Altura:35"
Tubería interior máx.
Diámetro:4-1/2"

Material:Aluminio
Grado:A356

R-7591-AL

Altura:32"
Tubería interior máx.
Diámetro:4-1/2"

Material:Aluminio
Grado:A356

R-7530-AL

Altura:39"
Tubería interior máx.
Diámetro:3-1/2"

Material:Aluminio
Grado:A356

El aluminio fundido tiene más de un estándar de nomenclatura de uso común. Para los productos de fundición puede haber diferentes especificaciones dependiendo de dónde se encuentre.

Los principales estándares de nomenclatura para el aluminio fundido provienen de:

• La Asociación de Aluminio
• Institución de Estándares Británicos (BSIGroup)
• Estándares alemanes (DIN)

El estándar de nombres de la Asociación de Aluminio es a primera vista similar al estándar de aluminio forjado. Los números de serie reflejan el principal elemento de aleación... pero debido a la diferencia en las aleaciones de fundición, el número principal no indica el mismo jugador estrella.

Al igual que con el aluminio forjado, las series 1xx.x son casi de aluminio puro y las series 2xx.x son de cobre. Después de eso, el principal elemento de aleación cambia. Las series 3xx.x y 4xx.x tienen silicio. Al igual que con los aluminios forjados, el silicio de la aleación reduce el punto de fusión y mantiene la ductilidad. La ductilidad es útil en la fundición de metales para capturar detalles más limpios y pequeños en el molde. 3xx.x depende de otros elementos en la mezcla para otras propiedades como la fuerza. 5xx.x indica magnesio, 7xx.x zinc, 8xx.x estaño y, en la categoría de aluminio fundido, el bloque 9xx.x contiene "los raros", aleaciones hechas para propósitos específicos. 6xx.x no se usa en esta convención de nomenclatura.

Las aleaciones fundidas a veces vienen con letras que indican tratamiento térmico. Estos son:

• F:fabricado
• O:recocido
• H:endurecido por trabajo
• W:solución tratada térmicamente
• T(1-10):Otros tratamientos térmicos, designados por los dígitos siguientes.

En nuestro caso, la A delante de 356 no tiene nada que ver con el tratamiento térmico. En cambio, para esta aleación, la A sugiere una mayor pureza química:el rango o tolerancia para cada químico en la mezcla está restringido.

Aluminio:antes un lujo, ahora un básico

El aluminio es el tercer elemento más abundante en la corteza terrestre, después del oxígeno y el silicio, lo que lo hace más abundante que el hierro. A diferencia del hierro, el metal no se puede extraer mediante una simple fundición. Los rubíes, los zafiros y las piedras menos preciosas como la gibbsita son minerales en los que se almacena el aluminio.

No fue hasta la década de 1820 cuando los químicos descubrieron cómo extraer aluminio elemental. Al principio, el proceso era lo suficientemente complicado como para que el "nuevo" metal fuera más precioso que el platino, el oro o la plata.

Es una historia que se cuenta a menudo que Napoleón III tenía un juego de cubiertos de aluminio que estaba reservado para sus invitados más distinguidos. Un foro histórico bien documentado cuestiona la exactitud de esta afirmación, pero señala que en un libro francés sobre aluminio se habla del interés del emperador por el metal en aplicaciones militares, desde elementos decorativos de uniformes hasta armamento, y que hizo fabricar un sonajero de aluminio para su hijo. Ciertamente es cierto que antes de 1855, el aluminio era tan caro que las barras del metal puro se almacenaban en Fort Knox.

¿Qué cambió? En 1855 se inventó un proceso para extraer aluminio del agua utilizando una corriente eléctrica. El proceso fue relativamente fácil e industrialmente escalable, y el aluminio es abundante. En 1859, el aluminio solo valía un poco más que la plata. En estos días, por supuesto, el aluminio se vende por libra a una vigésima parte del costo de una onza de plata (aunque los problemas de la cadena de suministro, 2020-2022, crearon un aumento en el costo del aluminio).

¿Por qué el papel de aluminio se llama papel de aluminio?

Antes de que el aluminio estuviera disponible comercialmente, se usaba lámina hecha de estaño. Al igual que el papel de aluminio, el papel de aluminio se usaba para envolver los alimentos y conservarlos. Sin embargo, era más espeso, menos dúctil y dejaba un regusto en la comida. El papel de aluminio también se utilizó en otras aplicaciones. Los dentistas usaban papel de aluminio para rellenar las caries; El papel de aluminio también se usó en los primeros dispositivos de fonógrafo.

Todavía existe una lámina hecha de elemento 50, estaño, utilizada principalmente por químicos y otros científicos. Es más caro que el papel de aluminio.

Los avances tecnológicos humanos a menudo dependen de los avances metalúrgicos. La Edad del Bronce y la Edad del Hierro son ejemplos obvios, pero la Revolución Industrial dependía de los procesos de acero Bessemer que podían soportar la mecanización y la construcción a gran escala. El aluminio es el metal de la era espacial, como el silicio es el metaloide de la era de la información. Las aleaciones de aluminio fundido o forjado, de mineral nuevo o reciclado, ofrecen una amplia gama de propiedades materiales para casi cualquier aplicación.

Lectura adicional:

• ¿El aluminio se oxida o se corroe?
• Llantas, latas y aviones:aluminio y fundición de aluminio
• Una guía completa sobre el acero inoxidable