Aluminio 2017: Composición, Propiedades, Guía de Temple y Aplicaciones

Resumen Completo

La aleación 2017 pertenece a la serie 2xxx de aleaciones de aluminio, que contienen cobre y son aleaciones endurecibles por tratamiento térmico optimizadas para alta resistencia y rigidez. Su sistema químico está dominado por el cobre como principal elemento de aleación, con contribuciones modestas de manganeso, magnesio y elementos traza que refinan la microestructura e influyen en la respuesta al proceso.

El fortalecimiento en la 2017 se consigue principalmente mediante endurecimiento por precipitación (recocido en solución, temple y envejecimiento artificial) combinado con trabajo en algunos estados de temple; esta aleación alcanza límites elásticos y resistencia a la tracción mucho mayores que la mayoría de las aleaciones comerciales no endurecibles por tratamiento térmico. Las características clave de la 2017 incluyen alta resistencia, buena maquinabilidad, resistencia a la corrosión moderada en comparación con otras aleaciones de Al y conformabilidad limitada en condiciones de envejecimiento máximo; la soldabilidad es más complicada que en las series 5xxx y 6xxx y requiere precaución para evitar el reblandecimiento en la zona afectada por el calor y la fisuración en caliente.

Las industrias típicas que utilizan la 2017 incluyen aeroespacial (accesorios, forjas y componentes estructurales), defensa, transporte, piezas mecanizadas de precisión y ciertos componentes de consumo de alta resistencia donde se busca un equilibrio entre maquinabilidad y alta resistencia. Los ingenieros seleccionan la 2017 cuando se requiere una alta relación resistencia-peso y buena maquinabilidad, y cuando el diseño puede contemplar protección intensiva contra la corrosión o cuando es ventajoso el endurecimiento localizado mediante tratamiento térmico.

Comparada con otras familias de aluminio, la 2017 se elige sobre aleaciones más blandas y conformables cuando la prioridad es la resistencia y la resistencia a la fatiga, y se prefiere sobre aleaciones de mayor resistencia pero menor ductilidad cuando la maquinabilidad y el comportamiento predecible del envejecimiento son criterios importantes de diseño.

Variantes de Temple

Temple	Nivel de Resistencia	Elongación	Conformabilidad	Soldabilidad	Notas
O	Bajo	Alta	Excelente	Excelente	Totalmente recocido; máxima ductilidad para conformado
T4	Media-Alta	Moderada	Regular	Pobre-Moderada	Recocido en solución y envejecido naturalmente; equilibrado para mecanizado
T6	Alta	Baja-Moderada	Limitada	Pobre	Recocido en solución y envejecido artificialmente para máxima resistencia
T651	Alta	Baja-Moderada	Limitada	Pobre	T6 con alivio de tensiones por estirado; usado para estabilidad en mecanizado
H14	Media	Baja-Moderada	Limitada	Pobre-Moderada	Endurecido por deformación a mitad de duro; usado donde se necesita aumento modesto de resistencia
H18	Media-Alta	Baja	Limitada	Pobre-Moderada	Totalmente endurecido por trabajo; usado para aplicaciones especializadas en chapa

El temple controla fuertemente la compensación entre resistencia y ductilidad en la 2017. La condición recocida (O) proporciona la mayor conformabilidad y es preferida para embutición profunda y conformado en frío extenso, mientras que T6/T651 lleva la resistencia al máximo práctico de la aleación a costa de elongación y capacidad de doblado.

La condición T4 se usa comúnmente como temple maquinable porque ofrece mayor resistencia que O evitando la dureza extrema y la reducción de tenacidad de T6; las condiciones en serie H proporcionan aumentos incrementales de resistencia por trabajo en frío útiles para chapa y tira, pero suelen ser menos uniformes que los temple por tratamiento térmico.

Composición Química

Elemento	Rango %	Notas
Si	≤ 0.12	Mantenido bajo para evitar intermetálicos frágiles; reduce efectos en fluidez de fusión
Fe	≤ 0.30	Elemento impureza; exceso forma partículas intermetálicas duras que reducen ductilidad
Cu	3.5 – 4.5	Elemento principal de endurecimiento; forma precipitados Al2Cu durante el envejecimiento
Mn	0.3 – 0.9	Refinamiento de grano y mejora de la tenacidad; reduce anisotropía
Mg	0.2 – 0.8	Contribuye a la sinergia de endurecimiento por precipitación con Cu y mejora resistencia
Zn	≤ 0.25	Menor; altas cantidades pueden aumentar susceptibilidad a fisuración por corrosión bajo tensión
Cr	0.10 – 0.25	Controla recristalización y estructura de grano durante procesamiento termomecánico
Ti	≤ 0.15	Refinador de grano usado durante fundición y procesamiento primario
Otros	≤ 0.05 cada uno, ≤ 0.15 total	Incluye elementos traza y residuos; el balance es aluminio

El alto contenido de cobre es la característica química definitoria de la 2017 y es responsable de su naturaleza endurecible por tratamiento térmico y alto potencial de endurecimiento por precipitación. Manganeso y cromo se controlan deliberadamente para refinar la microestructura y estabilizar resistencia y tenacidad, mientras el magnesio ajusta la cinética de endurecimiento por envejecimiento y contribuye a la resistencia general.

Propiedades Mecánicas

En comportamiento a tracción, la 2017 exhibe alta resistencia última y correspondientemente alto límite elástico en los temperamentos T6 y T651 debido a la densa población de precipitados Al–Cu. La elongación se reduce sustancialmente en condiciones de envejecimiento máximo, por lo que los diseños sensibles a la ductilidad suelen utilizar temple T4 u O o incorporan alivio de tensiones/estirado para recuperar algo de tenacidad.

La dureza en la 2017 varía según el temple: el material recocido es relativamente blando, mientras que el T6 proporciona durezas Brinell/Vickers elevadas, comparables con equivalentes de acero al carbono medio en ciertos contextos de servicio. El rendimiento a fatiga se beneficia de la alta resistencia estática pero puede verse comprometido por defectos superficiales, intermetálicos gruesos y picaduras de corrosión; procesos controlados y granallado pueden extender significativamente la vida a fatiga.

El espesor y la forma del producto afectan el desempeño mecánico a través de las velocidades de enfriamiento y tamaño de grano; las secciones más delgadas tienden a alcanzar velocidades de temple más uniformes y respuestas de envejecimiento más consistentes, mientras que las forjas y placas gruesas requieren ciclos de tratamiento térmico adaptados para evitar núcleos blandos residuales.

Propiedad	O/Recocido	Temple Clave (T6/T651)	Notas
Resistencia a tracción (MPa)	~200 – 250	~420 – 490	Valores T6 típicos para temple trabajados; depende del espesor y ciclo de envejecimiento
Límite elástico (MPa)	~60 – 120	~330 – 370	Aumento sustancial con tratamiento térmico; puede ser menor en secciones gruesas por núcleos blandos
Elongación (%)	~18 – 25	~6 – 12	Recocido muestra alta ductilidad; elongación T6 reducida pero aceptable para muchas piezas mecanizadas
Dureza (HB)	~30 – 60	~110 – 140	Rangos de dureza dependen del procesamiento y tratamientos específicos de envejecimiento

Propiedades Físicas

Propiedad	Valor	Notas
Densidad	~2.78 g/cm³	Típica para aleaciones Al-Cu de alta resistencia; algo mayor que aluminio puro debido a aleantes
Rango de Fusión	~500 – 650 °C	Inicio deprimido por cobre y otros elementos de aleación; no es un punto de fusión definido
Conductividad Térmica	~120 – 150 W/m·K	Inferior al aluminio puro pero suficiente para muchas aplicaciones de gestión térmica
Conductividad Eléctrica	~28 – 35 % IACS	Reducida respecto al aluminio puro debido a Cu y otros solutos
Calor Específico	~0.90 kJ/kg·K (≈900 J/kg·K)	Típico para aleaciones de aluminio a temperatura ambiente
Expansión Térmica	~23 – 24 µm/m·K	Coeficiente de expansión térmica comparable con otras aleaciones de Al; útil para diseño de compuestos

Las conductividades térmica y eléctrica son menores que en aluminio puro debido a la dispersión de electrones y fonones por átomos solutos y precipitados; sin embargo, la 2017 conserva suficiente conductividad para algunas aplicaciones estructurales conductoras. El rango de fusión y comportamiento de expansión térmica deben considerarse durante soldadura y tratamiento térmico, ya que la expansión diferencial y fases retenidas pueden influir en la distorsión y tensiones residuales.

Formas de Producto

Forma	Espesor/Tamaño Típico	Comportamiento Mecánico	Temple Común	Notas
Chapa	0.3 – 6 mm	Buena uniformidad en espesores delgados	O, H14, T4, T6	Ampliamente usada para componentes conformados y mecanizados; propiedades en dirección transversal corta importantes
Placa	6 – 150 mm	Gradientes de espesor afectan el temple y envejecido	T4, T6, T651	Secciónes gruesas requieren tiempos largos de solución y temple controlado para evitar núcleos blandos
Extrusión	Secciones transversales variables	Anisotropía mecánica depende de la relación de extrusión	T4, T6	Limitado comparado con aleaciones 6xxx pero usado para perfiles de alta resistencia
Tubo	OD 6 mm – 300 mm	Resistencia similar a chapa para tubos de pared delgada	T4, T6	Común para componentes estructurales e hidráulicos donde se requiere mecanizado
Barra/Barras	3 – 200 mm de diámetro	Excelente mecanizado en T4; resistencia máxima en T6	T4, T6, O	Usado para sujetadores, accesorios y componentes torneados de precisión

La forma y tamaño influyen fuertemente en las propiedades finales; los productos delgados enfrían más rápido y suelen alcanzar la resistencia objetivo de manera más confiable, mientras que las placas y extrusiones gruesas requieren control cuidadoso de parámetros de tratamiento térmico. La selección de la forma del producto debe considerar operaciones posteriores como mecanizado, uniones y acabado superficial para evitar el ablandamiento en la zona afectada por el calor (ZAC) y mantener las tolerancias dimensionales.

Grados Equivalentes

Norma	Grado	Región	Notas
AA	2017 / 2017A	USA	Designaciones comerciales comunes; 2017A es una variante con control más estricto
EN AW	2017A	Europa	Especificación EN alinea química y propiedades mecánicas con AA 2017A
JIS	A2017	Japón	Designación japonesa consistente con prácticas en aleaciones trabajadas Al–Cu
GB/T	2A12 (aprox.)	China	Usado como equivalente aproximado chino; consultar certificados de molino para coincidencia exacta

Las normas regionales buscan producir materiales funcionalmente equivalentes pero difieren en tolerancias permitidas para elementos traza, límites de propiedades mecánicas y convenciones de nombres; para aplicaciones críticas siempre comparar certificados específicos de material y, cuando sea necesario, realizar ensayos de calificación. El sufijo A (2017A) generalmente indica control más estricto de la química que mejora la consistencia en la respuesta al tratamiento térmico y en el desempeño a fatiga.

Resistencia a la Corrosión

La resistencia a la corrosión atmosférica del 2017 es moderada e inferior a las aleaciones de serie 5xxx (con Mg) y 6xxx (Mg+Si); la matriz rica en cobre aumenta la susceptibilidad a corrosión localizada y reduce el desempeño en ambientes agresivos a menos que esté protegido. En atmósferas industriales y ambientes rurales, los componentes 2017 debidamente recubiertos o anodizados pueden ofrecer vida útil satisfactoria, pero la corrosión por picaduras localizadas y la corrosión filiforme deben considerarse en el diseño de acabados y sellos.

En ambientes marinos, el 2017 tiene un desempeño inferior a las aleaciones Al-Mg; la corrosión por picaduras y en grietas causada por cloruros puede ser significativa sin protección catódica, recubrimientos o ánodos sacrificatorios. El agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) es un riesgo conocido para aleaciones con alto contenido de cobre bajo tensiones de tracción en ambientes salinos cálidos; los diseños que requieran resistencia a SCC deben preferir otras familias de aleaciones o implementar mitigaciones estrictas contra la corrosión.

Las interacciones galvánicas deben manejarse cuidadosamente: el 2017 es anódico respecto a muchos aceros, pero catódico frente a aleaciones de aluminio más nobles con recubrimientos anódicos pesados; al acoplar con acero al carbono se requieren aislamientos y medidas protectoras. Comparado con aleaciones de serie 1xxx o 3xxx, el 2017 sacrifica robustez frente a la corrosión por mayor resistencia y debe seleccionarse considerando tratamiento superficial y ambiente.

Propiedades de Fabricación

Soldabilidad
La soldadura del 2017 es desafiante en comparación con aleaciones 5xxx y 6xxx debido al contenido de cobre y tendencia a fisuras calientes en procesos de fusión. La soldadura TIG y MIG es posible con parámetros adaptados y metales de aporte apropiados (comúnmente 4043 o 5356 para reducir riesgo de fisuras), pero la zona afectada por el calor (ZAC) del cordón típicamente queda más blanda que el metal base en estado de envejecido máximo y puede requerir tratamiento térmico posterior o refuerzo mecánico.

Mecanizado
El 2017 es considerada una de las aleaciones de aluminio de alta resistencia con mejor mecanizado, especialmente en temple T4 y O; se mecaniza con buen acabado superficial y vida útil de herramienta previsible usando herramientas de carburo y altas tasas de avance. Se recomienda herramienta con geometría de filo positivo, montajes rígidos, refrigeración con aire o líquido para evacuación de viruta, y velocidades moderadas para evitar endurecimiento superficial; la morfología de la viruta es normalmente continua pero puede formar filamentos cuando hay intermetálicos ricos en Mn.

Conformabilidad
El conformado en frío es más fácil en temple O o T4 donde la elongación y doblabilidad son mayores; radios mínimos de doblado dependen del temple y espesor pero generalmente son mayores que para aleaciones más blandas como la 1100. Para estampado profundo o conformado complejo es común el recocido previo, y los diseñadores deben contemplar el retorno elástico (springback), mayor en temple de alta resistencia como el T6; las técnicas de conformado en caliente pueden extender la conformabilidad sin sacrificar la resistencia final.

Comportamiento en Tratamiento Térmico

Como aleación Al–Cu tratable térmicamente, el 2017 responde a secuencias clásicas de precipitación: el tratamiento de solución disuelve fases ricas en Cu en solución sólida sobresaturada, el temple rápido mantiene esta condición, y el envejecido artificial controlado precipita fases Al2Cu y asociadas que refuerzan la aleación. Los tratamientos de solución típicos son a temperaturas alrededor de 495–535 °C según tamaño de sección y fabricación, con temple inmediato a temperatura ambiente para evitar formación de intermetálicos gruesos.

El envejecido artificial para lograr el estado T6 se realiza típicamente en rango de 160–190 °C durante varias horas; el estado T4 se alcanza por envejecido natural tras el temple, pero es más lento y puede resultar en menor resistencia máxima que el envejecido artificial. Espesor, trabajo en frío previo y variaciones menores de aleantes mueven la ventana óptima T-T-T (tiempo-temperatura-transformación); el sobreenvejecido reduce la resistencia pero mejora ductilidad y corrosión en algunos casos.

Los temple H (endurecimiento por deformación no tratable térmicamente) ofrecen niveles de resistencia intermedios sin ciclos completos de solución y envejecido; el recocido (O) restaura ductilidad y se usa antes de operaciones de conformado. Reparaciones post-soldadura o parches suelen requerir secuencias locales de solución/envejecido o aceptación del ablandamiento en ZAC en el diseño.

Desempeño a Alta Temperatura

Las temperaturas de servicio para el 2017 generalmente se limitan a valores bien por debajo de las temperaturas típicas de envejecido; la exposición a temperaturas elevadas provoca coarsening de precipitados y pérdida progresiva de resistencia. La exposición prolongada sobre ~150 °C reduce las propiedades en estado envejecido máximo y puede estabilizar en condiciones sobre-envejecidas con menor límite elástico y resistencia a la tracción; el diseño debe considerar esto cuando los componentes estén sometidos a temperaturas ambiente o de proceso elevadas.

La oxidación no es un modo principal de fallo para el 2017 en servicio atmosférico normal debido a la película protectora de óxido de aluminio, pero a altas temperaturas la formación de escamas y la difusión acelerada de elementos de aleación pueden alterar las propiedades superficiales y cercanas a la superficie. En ensamblajes soldados, el ablandamiento en la ZAC y la pérdida de resistencia bajo carga térmica pueden ser la limitación crítica en lugar de la oxidación general, requiriendo manejo térmico o selección de aleaciones alternativas para exposiciones prolongadas a altas temperaturas.

Aplicaciones

Industria	Ejemplo de Componente	Por qué se usa 2017
Aeroespacial	Accesorios, soportes, forjados	Alta relación resistencia-peso y buen balance entre fatiga y mecanizado
Defensa	Montajes estructurales, carcasas	Aleación mecanizable de alta resistencia adecuada para piezas de precisión
Automotriz	Componentes mecanizados de alta resistencia	Ofrece productividad en mecanizado y ahorro de peso para piezas pequeñas
Electrónica	Estructuras, conectores	Conductividad térmica y rigidez adecuadas para aplicaciones de chasis
Comercial	Sujetadores, remaches, acoples	Resistencia y estabilidad dimensional tras tratamiento térmico

El 2017 encuentra su nicho donde las piezas mecanizadas requieren alta resistencia estática y a fatiga combinadas con buena mecanización y estabilidad dimensional tras tratamiento térmico. Es particularmente valioso para piezas estructurales pequeñas a medianas donde alternativas de alta resistencia son demasiado frágiles o demasiado costosas para mecanizar eficientemente.

Consideraciones para la Selección

Seleccione 2017 cuando el diseño requiera mayor resistencia y mejor mecanización que el aluminio comercialmente puro y cuando la protección superficial o anodizado posterior pueda mitigar la moderada susceptibilidad a corrosión de la aleación. Es ventajoso para accesorios mecanizados de precisión, soportes aeroespaciales y componentes estructurales donde el tratamiento térmico puede aprovecharse para ajustar el desempeño.

En comparación con el aluminio comercialmente puro (1100), el 2017 intercambia conductividad eléctrica y térmica, así como facilidad de conformado, por una resistencia considerablemente mayor y una mejor resistencia a la fatiga; use 1100 cuando la conductividad y la máxima conformabilidad sean prioritarias. En comparación con aleaciones endurecidas por trabajo como 3003 o 5052, el 2017 ofrece mayor resistencia y mejor maquinabilidad a costa de una menor resistencia a la corrosión y requisitos más complejos para el ensamblaje.

En comparación con aleaciones comunes tratables térmicamente como 6061 o 6063, el 2017 puede ser preferido en aplicaciones que priorizan la máxima maquinabilidad y una respuesta específica de endurecimiento por precipitación en lugar de la mayor resistencia a la corrosión y soldabilidad de las aleaciones 6xxx; elija 2017 cuando el endurecimiento por precipitación a base de Cu y las propiedades mecánicas resultantes sean esenciales y cuando se pueda garantizar la protección superficial.

Resumen Final

La aleación 2017 sigue siendo relevante debido a su combinación de alto endurecimiento por precipitación, respuesta predecible al envejecimiento y excelente maquinabilidad para componentes estructurales de alto rendimiento y precisión. Cuando se usa con la protección contra la corrosión adecuada y un tratamiento térmico cuidadosamente controlado, el 2017 ofrece a los diseñadores una solución rentable para alcanzar un rendimiento elevado en relación resistencia-peso en aplicaciones aeroespaciales, de defensa y comerciales de alta resistencia.