Aluminio 1100: Composición, Propiedades, Guía de Temple y Aplicaciones

Resumen Integral

1100 forma parte de la serie 1xxx de aleaciones de aluminio, clasificada como aluminio comercialmente puro con un contenido mínimo de aluminio de aproximadamente 99%. La serie 1xxx se define por adiciones de aleación muy bajas y es reconocida por su excelente pureza química en comparación con otras series como 3xxx o 6xxx.

Los principales elementos de aleación en el 1100 están presentes solo como impurezas controladas: silicio, hierro, cobre, manganeso, magnesio y zinc aparecen en niveles desde trazas hasta décimas de porcentaje. Debido a que la aleación no contiene adiciones significativas de fortalecimiento, su endurecimiento mecánico se logra casi exclusivamente mediante el trabajo en frío en lugar de tratamiento térmico por precipitación.

Las características clave del 1100 incluyen excelente formabilidad, muy buena resistencia a la corrosión en ambientes atmosféricos y muchos ambientes químicos, y una sobresaliente conductividad térmica y eléctrica en comparación con grados más aleados. La soldabilidad es generalmente excelente en el estado recocido porque la aleación es dúctil y no requiere tratamiento térmico posterior a la soldadura, aunque la resistencia mecánica es baja comparada con aleaciones trabajadas en frío y tratables térmicamente.

Las principales industrias que utilizan el 1100 son el procesamiento químico, manejo de alimentos, señalización, acabados arquitectónicos, electrónica (disipadores de calor) y aplicaciones que requieren alta formabilidad y resistencia a la corrosión a bajo costo. Los ingenieros eligen el 1100 cuando la máxima ductilidad, conductividad y resistencia a la corrosión por unidad de costo son más importantes que alcanzar una alta resistencia estática.

Variantes de Temple

Temple	Nivel de Resistencia	Elongación	Formabilidad	Soldabilidad	Notas
O	Bajo	Alto (20–40%)	Excelente	Excelente	Estado completamente recocido de pureza comercial para máxima ductilidad
H12	Moderado	Moderado (10–20%)	Muy Bueno	Muy Bueno	Endurecimiento por deformación parcial con reducción limitada de ductilidad
H14	Moderado-Alto	Bajo-Moderado (8–15%)	Bueno	Muy Bueno	Temple común por trabajo en frío que equilibra resistencia y formabilidad
H16	Alto	Bajo (6–12%)	Regular-Bueno	Bueno	Trabajo en frío más intenso para mayor resistencia pero con capacidad de conformado reducida
H18	Muy Alto	Bajo (4–10%)	Limitado	Bueno	Resistencia comercialmente alcanzable casi máxima mediante trabajo en frío
H24	Moderado (estable)	Moderado	Bueno	Muy Bueno	Endurecido por deformación y estabilizado mediante recocido parcial/pasivación

El temple tiene un efecto primordial en las propiedades del 1100 porque la aleación no es tratable térmicamente. El trabajo en frío incrementa el límite elástico y la resistencia a la tracción mientras reduce la elongación y el rango de conformado. Seleccionar el temple H adecuado es un equilibrio entre los pasos de conformado y la resistencia final de la pieza; muchos fabricantes eligen O para embutición profunda y H14/H16 para componentes estructurales ligeros en chapa.

Composición Química

Elemento	Rango %	Notas
Al	Balance (≥ 99.0%)	Constituyente principal; típicamente >99% en peso en el 1100 comercial
Si	≤ 0.95	Impureza común; reduce ligeramente la conductividad y mejora la fundibilidad en pequeñas cantidades
Fe	≤ 0.95	Impureza que forma intermetálicos que afectan la resistencia y el acabado superficial
Mn	≤ 0.05	Impureza menor; poco efecto de fortalecimiento a estos niveles
Mg	≤ 0.05	Negligible en 1100; no contribuye al endurecimiento por precipitación
Cu	≤ 0.05	Manteniendo muy bajo para preservar resistencia a la corrosión y conductividad
Zn	≤ 0.10	Niveles en trazas; concentraciones mayores reducirían ductilidad y resistencia a la corrosión
Ti	≤ 0.15	Suele estar presente por refinadores de grano; pequeñas adiciones mejoran el control microestructural
Otros	≤ 0.05 cada uno, total ≤ 0.15	Elementos traza presentes dentro de límites comerciales

La matriz de aluminio esencialmente puro domina el rendimiento: la conductividad eléctrica y térmica varía inversamente con la concentración de impurezas de aleación, mientras que la resistencia mecánica está fuertemente influenciada por el trabajo en frío y la presencia de partículas intermetálicas compuestas de Si y Fe. El control de elementos menores como Ti se usa principalmente para controlar la estructura de grano durante la fundición/laminación más que para el fortalecimiento general.

Propiedades Mecánicas

El comportamiento a tracción del 1100 es característico de un metal de baja resistencia, muy dúctil, con estructura cristalina cúbica centrada en las caras (FCC). En el estado recocido O, la aleación exhibe bajo límite elástico y resistencia última con elongaciones típicas en decenas de porcentaje, permitiendo deformación plástica extensa sin fractura. El trabajo en frío aumenta la densidad de dislocaciones y genera ganancias de resistencia significativas pero a costa de la ductilidad y formabilidad.

El límite elástico y la resistencia a la tracción dependen fuertemente del temple y el espesor; espesores más finos que son laminados en frío pueden alcanzar mayores resistencias debido a mayor acumulación de deformación durante el proceso. La dureza se correlaciona con el temple y se usa comúnmente como control rápido de producción para chapas endurecidas; los valores de dureza Brinell son bajos en O y aumentan previsiblemente con los temple H. El comportamiento a fatiga está generalmente limitado por la baja resistencia estática y condición superficial; el pulido y el granallado pueden mejorar la vida a fatiga pero la aleación sigue siendo inferior a series de mayor resistencia para piezas sometidas a cargas cíclicas.

El espesor tiene un efecto práctico porque la placa más gruesa es más difícil de trabajar en frío hasta alcanzar altos niveles de dureza y puede retener más las propiedades recocidas; los diseñadores deben considerar las interacciones temple/espesor cuando especifiquen resistencia o desempeño de conformado.

Propiedad	O/Recocido	Temple clave (ej. H14)	Notas
Resistencia a la tracción (UTS)	~55–115 MPa (típico)	~110–180 MPa (típico)	Amplios rangos según espesor y endurecimiento; valores aproximados
Límite elástico	~30–70 MPa (típico)	~90–150 MPa (típico)	El límite aumenta marcadamente con trabajo en frío; no hay endurecimiento por precipitación disponible
Elongación	~30–40%	~8–18%	Ductilidad disminuye conforme se avanza de O a temple H superior
Dureza (Brinell)	~20–30 HB	~30–60 HB	La dureza escala con la densidad de dislocaciones por trabajo en frío

Propiedades Físicas

Propiedad	Valor	Notas
Densidad	2.71 g/cm³	Típico para aluminio y cercano a otras aleaciones de aluminio de bajo contenido en aleantes
Rango de Fusión	~660 °C (sólido ≈ 657–660 °C)	Como aleación casi pura, el punto de fusión está cerca del aluminio elemental
Conductividad Térmica	~200–230 W/m·K	Alta conductividad térmica; ligeramente menor que el Al puro conforme aumentan las impurezas
Conductividad Eléctrica	~53–60 % IACS (típico)	Muy buena conductividad eléctrica para aleaciones no puras; depende del nivel de impurezas
Calor Específico	~0.9 J/g·K	Valor típico cercano al aluminio puro a temperatura ambiente
Coeficiente de Expansión Térmica	~23–24 µm/m·K	Coeficiente típico para aleaciones de aluminio

La alta conductividad térmica y eléctrica del 1100 deriva de la baja concentración de elementos de aleación; estas propiedades lo hacen atractivo para aplicaciones de dispersión de calor y conductores. El coeficiente relativamente alto de expansión térmica debe ser considerado en ensamblajes con materiales disímiles para evitar distorsiones o problemas de sellado debido a tensiones térmicas.

Formas de Producto

Forma	Espesor/Tamaño Típico	Comportamiento de Resistencia	Temple Común	Notas
Chapa	0.2 mm – 6 mm	La resistencia aumenta con el laminado en frío	O, H12, H14, H16	Amplia disponibilidad; utilizada para embutición profunda y aplicaciones decorativas
Placa	>6 mm – 50+ mm	Menor resistencia al trabajo en frío alcanzable en placas gruesas	O, H18	El material grueso se suele recocer; limitado trabajo en frío después del laminado
Extrusión	Secciones transversales complejas hasta perfiles grandes	La resistencia depende del posterior estirado en frío/envejecimiento	O, H12, H14	Las extrusiones se usan donde la conformabilidad y resistencia a la corrosión son importantes
Tubo	Diámetros desde pequeños hasta grandes	Las propiedades mecánicas se ven influenciadas por el método de conformado	O, H14	Común en tubería arquitectónica y para manejo químico
Barra / Varilla	Diámetros hasta 300 mm	Típicamente menor endurecimiento por trabajo salvo que esté estirada en frío	O, H16, H18	Usado para mecanizado o para conformarse en componentes

Las rutas de procesamiento influyen en la microestructura y el comportamiento mecánico: el laminado y el estirado en frío introducen endurecimiento por deformación que aumenta la resistencia, mientras que el recocido reinicia la microestructura para la conformación. La selección del producto debe reflejar la secuencia requerida de conformado; la chapa en temple O es preferida para embutición profunda y torneado, mientras que los temple H se seleccionan para piezas que requieren mayor rigidez y resistencia sin tratamiento térmico.

Grados Equivalentes

Norma	Grado	Región	Notas
AA	1100	EE. UU.	Designación estadounidense principal para aluminio comercialmente puro
EN AW	1050A / 1100 (más cercano)	Europa	Designaciones EN para aleaciones comercialmente puras se solapan; 1050A suele ser la equivalencia más cercana en la práctica
JIS	A1050 / A1100 (más cercano)	Japón	JIS tiene categorías similares para aluminio comercialmente puro; la equivalencia directa varía según los límites de impurezas
GB/T	1060 / 1100 (similar)	China	Normas chinas ofrecen grados comercialmente puros comparables con límites ligeramente diferentes

No existe siempre una correspondencia exacta uno a uno entre normas porque los límites permisibles de impurezas y las convenciones de clasificación varían regionalmente. Al sustituir entre normas, verifique los límites químicos específicos, las definiciones de temple y las garantías de propiedades mecánicas en lugar de confiar solo en los números nominales de serie.

Resistencia a la Corrosión

1100 exhibe una excelente resistencia a la corrosión general debido a que su alto contenido de aluminio forma rápidamente una fina película protectora de alúmina (Al2O3). En ambientes atmosféricos e industriales con corrosividad leve, 1100 se comporta bien y típicamente resiste mejor la picadura que muchos materiales de aleación más alta debido a la ausencia de elementos agresivos en la aleación.

En ambientes marinos y con presencia de cloruros, 1100 resiste la corrosión uniforme pero es susceptible al ataque localizado en zonas con grietas y acoplamiento catódico; el anodizado y recubrimientos protectores extienden la vida útil en exposiciones salinas severas. El agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) no es una preocupación principal en 1100 ya que carece de microestructuras de alta resistencia y química de aleación que lo fomenten; sin embargo, tensiones elevadas en ciertas condiciones ricas en cloruros pueden todavía iniciar grietas.

Las interacciones galvánicas son típicas para el aluminio: 1100 será anódico cuando esté acoplado con metales más nobles como acero inoxidable o cobre, y los diseñadores deben usar barreras aislantes o sujetadores compatibles para limitar la corrosión galvánica acelerada. Comparado con otras familias, 1100 sacrifica algo de robustez mecánica por resistencia a la corrosión y conductividad, en contraste con las aleaciones serie 5xxx o 6xxx que son más fuertes pero pueden sufrir distintos comportamientos de corrosión localizada.

Propiedades de Fabricación

Soldabilidad

1100 se suelda fácilmente mediante TIG, MIG (GMAW) y métodos por resistencia con muy bajo riesgo de fisuración en caliente si se siguen buenas prácticas. Los alambres aportantes comunes incluyen ER1100, ER4043 y ER5356 según los requisitos de servicio; ER1100 preserva conductividad y ductilidad mientras que 4043/5356 pueden mejorar apariencia y propiedades mecánicas de la junta. La suavización de la zona afectada por el calor (HAZ) no es una preocupación principal porque la aleación no fortalece por precipitación; sin embargo, ocurren variaciones localizadas en resistencia por pérdida de trabajo en frío cerca de la soldadura.

Mecanizado

La mecanizabilidad de 1100 se califica de pobre a moderada comparada con aleaciones de aluminio de fácil maquinado porque es blanda y viscosa, con tendencia a formar virutas largas y continuas. Herramientas de carburo, altas velocidades de husillo, profundidades de corte ligeras y lubricación/refrigeración generosa ayudan a controlar el filo acumulado y mejorar el acabado superficial. El desgaste abrasivo de las herramientas es bajo, pero el control de virutas y la sujeción requieren atención para evitar vibraciones y rayaduras.

Conformabilidad

La conformabilidad en temple O es excelente y permite doblados extremos, embutición profunda y operaciones de torneado. Los radios mínimos de doblado pueden acercarse a 1–2× el espesor del material en temple O para muchas operaciones con chapa; los temple H requieren radios mayores y conformados incrementales. El conformado en frío incrementa la resistencia vía endurecimiento por deformación y es el método recomendado para piezas donde no se puede aplicar tratamiento térmico.

Comportamiento ante Tratamiento Térmico

Como aleación no tratable térmicamente, 1100 no responde a ciclos de solución y envejecimiento para obtención de endurecimiento por precipitación. Los intentos de aplicar tratamientos térmicos tipo T no producen las mismas mejoras que en aleaciones serie 6xxx o 7xxx. El procesamiento térmico típico consiste en recocido para restaurar la ductilidad tras trabajo en frío: el recocido completo (O) se logra a temperaturas que permiten recristalización y alivio de tensiones sin fundir.

El endurecimiento por trabajo es el principal método para mejorar propiedades; secuencias controladas de trabajo en frío y alivio o estabilización de tensiones (H24, por ejemplo) se usan para balancear resistencia y estabilidad dimensional. Los tratamientos de estabilización térmica deben seleccionarse cuidadosamente para evitar crecimiento de grano no deseado o distorsión, y las piezas que requieren consistencia mecánica tras soldadura deben diseñarse considerando la posible suavización de la HAZ.

Comportamiento a Alta Temperatura

1100 pierde resistencia rápidamente con el aumento de temperatura porque los mecanismos de dislocación y bajo contenido de aleantes ofrecen poca retención de resistencia sobre rangos ambientales. Para cargas mecánicas sostenidas, los diseñadores comúnmente limitan la temperatura de servicio por debajo de unos 100–150 °C para preservar la integridad mecánica; exposiciones cortas hasta 200 °C se toleran pero con ablandamiento medible. La oxidación es limitada porque la escala protectora de alúmina se regenera rápidamente, aunque cierta fragilización de óxidos superficiales puede afectar operaciones de conformado a temperaturas elevadas.

El comportamiento de la zona soldada y la relajación de tensiones residuales ocurren a temperaturas elevadas; los elementos usados para protección galvánica pueden modificar relaciones anódicas/catódicas cuando temperaturas producen cambios microestructurales. Para requerimientos estructurales a alta temperatura, seleccione aleaciones tratables térmicamente o de alta temperatura en lugar de 1100.

Aplicaciones

Industria	Componente Ejemplo	Por Qué Se Usa 1100
Automotriz	Acabados interiores, protectores térmicos	Excelente conformabilidad y resistencia a la corrosión para componentes no estructurales
Marino	Adornos arquitectónicos, tanques químicos	Alta resistencia a la corrosión y facilidad de fabricación en ambientes corrosivos
Aeroespacial	Accesorios, líneas de procesamiento químico	Buena combinación de conformabilidad, resistencia a la corrosión y bajo peso para estructuras secundarias
Electrónica	Disipadores térmicos, blindajes EMI	Alta conductividad térmica y eléctrica y buen acabado superficial para gestión térmica
Alimentos y Bebidas	Encimeras, tanques, utensilios	Capa de óxido no tóxica, limpieza y resistencia a la corrosión en muchos fluidos de proceso

La combinación de conformabilidad, conductividad y resistencia a la corrosión de 1100 a bajo costo lo convierte en una elección preferida para muchos componentes estructurales secundarios y funcionales. Cuando la pieza no requiere alta resistencia estática pero sí conformado o conductividad, 1100 suele representar la opción de material más eficiente.

Consejos para la Selección

Elija 1100 cuando la máxima ductilidad, resistencia a la corrosión y conductividad térmica/eléctrica sean los principales factores del proyecto y las cargas mecánicas sean moderadas. Para embutición profunda, torneado o piezas con conformados complejos, 1100-O suele ser la selección más económica y técnicamente adecuada.

En comparación con otras aleaciones comercialmente puras (por ejemplo, 1050), la 1100 presenta límites de impurezas ligeramente diferentes y puede ofrecer una conductividad o acabado superficial marginalmente distintos; la selección suele estar determinada por el stock disponible y la certificación del proveedor más que por diferencias de rendimiento significativas. Frente a aleaciones comúnmente endurecidas por trabajo en frío como la 3003 o la 5052, la 1100 generalmente tiene menor resistencia pero mejor conductividad eléctrica/ térmica y a menudo superior conformabilidad; se prefieren 3003/5052 cuando se requiere mayor resistencia o capacidad de endurecimiento por deformación. En comparación con aleaciones tratables térmicamente como la 6061 o 6063, la 1100 se elige cuando la conductividad, conformabilidad o resistencia a la corrosión son más valiosas que la resistencia máxima; la 6061 sigue siendo preferible donde se requiere mayor resistencia estructural o endurecimiento por envejecimiento.

Resumen Final

La 1100 continúa siendo una aleación de aluminio ampliamente utilizada y económica porque combina de manera única excelente conformabilidad, resistencia a la corrosión y alta conductividad térmica y eléctrica en una matriz comercialmente pura. Para piezas que priorizan la fabricabilidad y durabilidad en servicio por encima de la resistencia máxima, la 1100 sigue siendo la opción de ingeniería más pragmática.