Descifrando el sistema de numeración de aleación de aluminio

El aluminio es un metal liviano pero increíblemente fuerte, lo que lo convierte en una excelente opción para muchas aplicaciones en la industria automotriz, aeroespacial y electrónica. Además de su durabilidad y ligereza física, el aluminio es resistente a la corrosión debido a una fuerte capa de película de óxido que cubre su superficie.

Dado que el aluminio forma fácilmente compuestos con otros elementos químicos, a lo largo de los años se ha desarrollado una gran cantidad de aleaciones de aluminio. Para crear una aleación de aluminio y mejorar ciertas cualidades del aluminio base, debe agregar un elemento químico al aluminio puro. Esto requiere una mezcla completa de estos elementos, como magnesio, silicio, zinc o cobre, con aluminio mientras el metal se funde. Estos elementos pueden aumentar la resistencia, la densidad, la trabajabilidad, la conductividad eléctrica y más del aluminio.

Las aleaciones de aluminio pueden variar significativamente dependiendo de su composición y templado. Para evitar confusiones, las aleaciones de aluminio se nombran y clasifican según un sistema de numeración de aleaciones de aluminio. Estos sistemas ayudan a los diseñadores e ingenieros a familiarizarse con diversas aleaciones, sus características y aplicaciones comunes. Esto ayuda a los equipos de productos a elegir la aleación de aluminio y el método de fabricación correctos para una pieza en particular.

Números de serie de aluminio forjado

La Asociación de Aluminio estableció el sistema de descripción de aleaciones forjadas en 1954. Cuando el sistema se implementó por primera vez, enumeraba 75 composiciones químicas; hoy en día, hay más de 530 elementos químicos activos registrados, y este número continúa creciendo.

La serie de aluminio forjado nombra elementos con cuatro dígitos numéricos donde el primer dígito representa el principal elemento de aleación, el segundo dígito indica una modificación de una aleación específica y el tercer y cuarto dígito son números arbitrarios asignados a aleaciones específicas en la serie.

Estos son los principales agentes de aleación en la serie de aluminio forjado:

1xxx — 99.000 aluminio mínimo

Es imposible que el aluminio sea 100 % puro, pero el aluminio en esta categoría de serie forjada contiene al menos un 99 % de aluminio. Para todos los efectos, las aleaciones 1xxx se consideran aluminio puro. En particular, esta aleación es la excepción a la regla de nomenclatura de la serie forjada:en los nombres de aleación 1xxx, los dos últimos dígitos representan el porcentaje mínimo de aluminio por encima de 99. Por ejemplo, la aleación 1350 consta de al menos un 99,50 % de aluminio.

El aluminio puro tiene una gran resistencia a la corrosión y trabajabilidad, además de una alta conductividad eléctrica y térmica. Por esta razón, esta aleación se usa a menudo para aplicaciones eléctricas y químicas. El aluminio puro no es muy fuerte y rara vez se usa para aplicaciones estructurales, pero el endurecimiento por deformación puede aumentar moderadamente la resistencia del material.

2xxx — Cobre

Esta aleación de serie forjada ofrece alta resistencia y rendimiento en una amplia gama de temperaturas y se usa regularmente en aplicaciones aeroespaciales. Una aleación de aluminio para aeronaves muy conocida es la aleación 2024. Sin embargo, algunas aleaciones de cobre y aluminio son susceptibles al calor y al agrietamiento por corrosión bajo tensión y se consideran no soldables, mientras que otras aleaciones 2xxx se pueden soldar con los métodos correctos. 2xxx disminuye la elongación y la resistencia a la tracción del aluminio y no ofrece una resistencia a la corrosión tan buena como otras aleaciones en la serie forjada.

3xxx — Manganeso

Las aleaciones de aluminio 3xxx se usaron primero solo en ollas y sartenes, pero ahora se usan ampliamente en componentes de intercambiadores de calor para vehículos y centrales eléctricas. Con buena estabilidad a la temperatura y resistencia a la corrosión, las aleaciones de esta categoría son adecuadas para su uso en condiciones extremas. 3xxx también permite una buena formabilidad y trabajabilidad. 3003 es una aleación de manganeso popular que se usa para aplicaciones de resistencia moderada que requieren formas complejas.

4xxx — Silicio

El silicio reduce el punto de fusión del aluminio y mejora su fluidez cuando se funde. Por esta razón, las aleaciones 4xxx se usan a menudo en alambres de soldadura por fusión y como aleaciones para soldadura fuerte. El silicio por sí solo no se puede tratar térmicamente, pero varias aleaciones 4xxx responden bien a los tratamientos térmicos gracias a la adición de cobre o magnesio.

5xxx — Magnesio

Las aleaciones de aluminio de esta categoría son fácilmente soldables y se utilizan ampliamente para aplicaciones en la construcción naval, el transporte, la construcción de puentes y la construcción. Las aleaciones 5xxx ofrecen una buena resistencia a la corrosión en ambientes marinos y tienen la mayor resistencia de todas las aleaciones no tratables térmicamente. Sin embargo, las aleaciones 5xxx con más de 3 a 3,5 % de magnesio no se recomiendan para servicio a temperaturas elevadas por encima de 65,6 °C (150 °F) debido a la posibilidad de agrietamiento por corrosión bajo tensión.

6xxx:magnesio y silicio

Las aleaciones 6xxx generalmente consisten en alrededor de 1.0% de magnesio y silicio cada una, lo que produce siliciuro de magnesio. El siliciuro de magnesio puede soportar tratamientos térmicos de solución que mejoran la resistencia, la formabilidad y la resistencia a la corrosión. Este número de serie forjado se utiliza en toda la industria de fabricación de soldadura, principalmente incorporado en extrusiones y componentes estructurales.

Estas aleaciones son sensibles a las grietas de solidificación, lo que significa que no deben soldarse sin materiales de relleno; a menudo, 6xxx se suelda con materiales de relleno 4xxx o 5xxx para aumentar la soldabilidad. Una de las principales aleaciones de magnesio y siliciuro es la 6061, que es una de las aleaciones de aluminio tratables térmicamente más versátiles.

7xxx — Cinc

Este número de serie forjado contiene algunas de las aleaciones de aluminio de mayor resistencia que son las más adecuadas para aplicaciones de alto rendimiento en equipos deportivos competitivos o en las industrias aeronáutica y aeroespacial. Las adiciones de zinc van del 0,8 al 12 % en las aleaciones 7xxx y se pueden combinar con porcentajes más pequeños de magnesio, cobre y cromo para el tratamiento térmico.

Al igual que 2xxx, 7xxx contiene aleaciones adecuadas y no adecuadas para soldar; una aleación comúnmente soldada es 7005, que se usa principalmente con rellenos de aleación 5xxx. Una de las aleaciones de aluminio de mayor resistencia disponibles es la 7075, que a menudo se usa en estructuras de fuselajes y para otras aplicaciones de alta tensión.

Consideraciones para la serie de aluminio forjado

Es importante tener en cuenta qué aleaciones de aluminio son tratables térmicamente y cuáles no son tratables térmicamente. Esto ayudará a los equipos de productos a determinar las aplicaciones adecuadas para aleaciones de aluminio específicas y proteger los componentes de las altas temperaturas cuando sea necesario.

• Las aleaciones de las series 2xxx, 6xxx y 7xxx son tratables térmicamente.
• Las aleaciones de aluminio forjado de las series 1xxx, 3xxx y 5xxx no se pueden tratar térmicamente y solo permiten el endurecimiento por deformación.
• La serie 4xxx contiene algunas aleaciones tratables térmicamente, pero en su mayoría aleaciones no tratables térmicamente. Sin embargo, la mayoría de las aleaciones 4xxx no tratables térmicamente pueden responder a los tratamientos térmicos cuando se mezclan con otras aleaciones tratables térmicamente.

En los Estados Unidos, utilizamos principalmente la serie de aleación de aluminio forjado, pero existen otros sistemas de organización y nombres de aluminio, incluida la serie de aleación de aluminio fundido. Los números de serie de aluminio fundido se parecen a los números anteriores. La serie de fundición de aluminio utiliza un número de 3 dígitos y un lugar decimal (xxx.x), donde el primer dígito (Xxx.x) indica el elemento de aleación principal.

Comprender las aleaciones de aluminio y los temples

Los temples indican si una aleación de aluminio ha sufrido algún procesamiento para aumentar las propiedades mecánicas como la resistencia a la tracción, la dureza o la resistencia al calor. Los temples se muestran en la serie de aluminio forjado como una letra etiquetada después de un número de aleación, p. 3003-H.

Revenidos endurecidos por deformación (-H)

La adición de una "-H" después de las aleaciones 1xxx, 3xxx, 5xxx y, a veces, 4xxx indica que la aleación se ha endurecido por deformación ya que no se pueden tratar térmicamente. El número que sigue inmediatamente a la H indica su procesamiento:

• H1:endurecido por deformación
• H2:endurecido por deformación y parcialmente recocido
• H3:endurecido por deformación y estabilizado
• H4:endurecido por deformación y lacado o pintado

Las aleaciones de aluminio endurecido por deformación van seguidas de dos números, donde el segundo número indica una designación de escala que va de 0 (totalmente recocido, más suave) a 8 (más duro). Por ejemplo, el aluminio 5052-H32 ha sido endurecido por deformación más estabilizado y es relativamente blando.

Revenidos térmicos y tratados térmicamente (-T)

La adición de una “-T” después de las aleaciones 2xxx, 6xxx, 7xxx y algunas 4xxx indica que la aleación ha sido tratada térmicamente, enfriada o templada rápidamente, o endurecida por precipitación. El número que sigue a la T indica qué proceso térmico ha sufrido.

• T1:enfriado desde una temperatura elevada y envejecido naturalmente
• T2:enfriado desde una temperatura elevada, trabajado en frío y envejecido naturalmente
• T3:solución tratada térmicamente, trabajada en frío y envejecida naturalmente
• T4:Solución tratada térmicamente y envejecida naturalmente
• T5:enfriado desde una temperatura elevada y envejecido artificialmente
• T6:solución tratada térmicamente y envejecida artificialmente
• T7 — Solución tratada térmicamente y estabilizada
• T8:solución tratada térmicamente, trabajada en frío y envejecida artificialmente
• T9:solución tratada térmicamente, envejecida artificialmente y trabajada en frío
• T10:enfriado a temperatura elevada, trabajado en frío y envejecido artificialmente

Las aleaciones endurecidas por precipitación o tratadas térmicamente a veces contienen un dígito adicional, que indica propiedades finales específicas, como el alivio de tensión por estiramiento (-T51) o compresión (-T52).

Leyendo la serie de aluminio forjado con Fast Radius

Si bien es importante estar familiarizado con el sistema de numeración de aleaciones de aluminio, no esperamos que sepa todas las aleaciones de aluminio de memoria. Para asegurarse de elegir la aleación de aluminio adecuada para la aplicación de su proyecto, solicite la ayuda de un socio de fabricación experimentado.

Fast Radius puede ayudarlo a comprender la serie forjada de aleación de aluminio y determinar la mejor aleación de aluminio posible para una pieza determinada. Nuestro equipo de fabricantes expertos tiene un profundo conocimiento y experiencia en la industria, que dedicaremos a hacer que su próximo proyecto sea un éxito. Contáctenos hoy para comenzar su viaje de aleación de aluminio.

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