Aluminio 3007: Composición, Propiedades, Guía de Temple y Aplicaciones

Descripción General Integral

3007 es una aleación de aluminio de la serie 3xxx, una familia definida por el manganeso como elemento principal de aleación. Esta serie no es tratable térmicamente y obtiene su resistencia principalmente a través de efectos de solución sólida y endurecimiento por deformación, más que por endurecimiento por precipitación.

Los principales elementos de aleación en 3007 incluyen típicamente manganeso con pequeñas adiciones controladas de silicio, hierro y trazas de magnesio o cromo para ajustar la resistencia, el comportamiento de recristalización y el rendimiento frente a la corrosión. El mecanismo general de fortalecimiento es el trabajo en frío (endurecimiento por deformación) combinado con el control microestructural mediante la aleación; los tratamientos de envejecimiento y solución juegan un papel insignificante en el desarrollo de la resistencia máxima.

Las características clave del 3007 son una formabilidad de moderada a alta en condición recocida, buena resistencia a la corrosión en ambientes atmosféricos, soldabilidad razonable mediante procesos de fusión comunes y un nivel de resistencia superior al aluminio comercial puro pero inferior al de las aleaciones típicas tratables térmicamente de las series 6xxx o 7xxx. Estos atributos hacen que el 3007 sea atractivo en industrias donde la flexibilidad en la fabricación y el rendimiento ante la corrosión son importantes, tales como paneles interiores de automóviles, revestimientos arquitectónicos, fachadas de edificios y componentes para electrodomésticos.

Los diseñadores eligen el 3007 sobre otras aleaciones cuando se requiere un equilibrio entre formabilidad, calidad superficial y resistencia moderada, o cuando el procesamiento posterior a la conformación (embutición profunda, doblado) es prioritario. Se selecciona en lugar de materiales altamente aleados o tratables térmicamente cuando el costo, la facilidad de conformado y la resistencia a la corrosión atmosférica son más críticos que la máxima resistencia al límite elástico.

Variantes de Temple

Temple	Nivel de Resistencia	Elongación	Formabilidad	Soldabilidad	Notas
O	Bajo	Alta (20–40%)	Excelente	Excelente	Condición completamente recocida para máxima ductilidad
H12	Bajo-Medio	Moderada (10–25%)	Muy Buena	Muy Buena	Endurecimiento parcial con buena extrudibilidad
H14	Medio	Moderada-Baja (6–15%)	Buena	Buena	Temple comercial típico por trabajo en frío para resistencia moderada
H16	Medio-Alto	Baja (4–10%)	Regular	Buena	Endurecimiento por deformación más alto para componentes más rígidos
H18	Alto	Baja (≤5%)	Limitada	Buena	Temple por trabajo en frío más alto usado para mayores necesidades de límite elástico
T4*	N/A/No típico	N/A	N/A	N/A	Listado para completar — las aleaciones 3xxx no suelen ser endurecidas por precipitación

La selección del temple para 3007 afecta fuertemente el compromiso resistencia-ductilidad: aumentar el número H incrementa el límite elástico y la resistencia a la tracción a costa de la elongación y la formabilidad. Para operaciones intensivas en conformado, se prefieren los temperamentos O o bajos en H; para piezas terminadas que requieren mayor rigidez o control del rebote elástico, se pueden especificar H16/H18.

Composición Química

Elemento	Rango %	Notas
Si	0.05–0.50	Controlado para limitar inclusiones relacionadas con el fundido y conservar el acabado superficial.
Fe	0.20–0.70	Impureza típica; mayor Fe reduce ductilidad y calidad superficial.
Mn	0.6–1.5	Principal elemento de aleación para el fortalecimiento en la familia 3xxx.
Mg	0.05–0.50	Pequeñas adiciones mejoran el endurecimiento por deformación y aumentan ligeramente la resistencia.
Cu	≤0.20	Mantenido bajo para limitar la susceptibilidad a la corrosión y preservar la soldabilidad.
Zn	≤0.25	Niveles bajos para evitar efectos nocivos en corrosión y fragilización.
Cr	≤0.10	Cantidades pequeñas pueden controlar la recristalización y la estructura del grano.
Ti	≤0.10	Refinador de grano en productos fundidos o sometidos a trabajo intenso en trazas.
Otros (cada uno)	≤0.05	Elementos traza mantenidos bajos; resto aluminio

La composición mostrada es representativa de la química industrial típica del 3007, más que un estándar formal único. El manganeso es el principal elemento microaleante que aporta la mayor parte de la resistencia en estado trabajado. El silicio y el hierro controlan la fundibilidad y las inclusiones; las pequeñas adiciones de magnesio mejoran la respuesta al endurecimiento por deformación y aumentan modestamente la resistencia, mientras que el bajo contenido de cobre y zinc preserva la resistencia a la corrosión y la soldabilidad.

Propiedades Mecánicas

En comportamiento a tracción, el 3007 muestra una respuesta dúctil y endurecible por trabajo con un exponente de endurecimiento por deformación relativamente plano en condición recocida y un aumento del límite elástico con el trabajo en frío. Las probetas recocidas exhiben típicamente alta elongación total y baja resistencia de fluencia, mientras que los temperamentos trabajados en frío presentan valores más altos de límite elástico y resistencia a la tracción pero reducción en ductilidad y tenacidad. El comportamiento a fatiga está controlado por la calidad superficial, nivel de trabajo en frío y espesor; las superficies pulidas y trabajadas en frío pueden mostrar límites de fatiga mejorados frente a condiciones enrolladas rugosas.

El límite elástico aumenta con la reducción en frío y puede incrementarse de manera predecible con los temperamentos en H, pero la aleación no dispone de un camino de endurecimiento por precipitación para alcanzar los altos límites elásticos de las aleaciones 6xxx o 7xxx. La dureza se correlaciona con la resistencia a la tracción y la reducción en frío; las chapas delgadas se endurecen más rápido y por lo tanto a menudo alcanzan mayor resistencia para un mismo temple que las placas más gruesas.

Propiedad	O/Recocida	Temple Clave (H14)	Notas
Resistencia a la tracción (MPa)	100–140	170–220	Valores dependen del espesor y trabajo en frío; rangos típicos.
Límite elástico 0.2% (MPa)	30–60	110–160	H14 eleva significativamente el límite elástico mediante endurecimiento por deformación.
Elongación (%)	20–40	6–15	Material recocido adecuado para embutición profunda; temperamentos H limitan el formado.
Dureza (HB)	25–45	55–85	Rangos aproximados Brinell; la dureza aumenta aproximadamente lineal con el trabajo en frío.

El espesor afecta la respuesta mecánica: los calibres delgados se trabajan en frío de forma más uniforme y pueden lograr mayores resistencias en temperamentos H, mientras que las secciones más gruesas tienden a mantener límites elásticos menores y mayor tenacidad. Se debe prestar atención a la anisotropía introducida por el laminado y a la direccionalidad de pruebas para aplicaciones estructurales críticas.

Propiedades Físicas

Propiedad	Valor	Notas
Densidad	2.70 g/cm³	Típica para aleaciones comerciales de aluminio; útil para cálculos de masa.
Rango de fusión	640–660 °C	Ventana estrecha sólido-líquido típica de aleaciones deformadas en caliente.
Conductividad térmica	150–180 W/(m·K)	Menor que el aluminio puro debido a la aleación; aún buena para la dispersión de calor.
Conductividad eléctrica	30–45 %IACS	La aleación reduce la conductividad comparada con el aluminio puro.
Calor específico	880–910 J/(kg·K)	Aproximadamente 0.88–0.91 J/g·K a temperatura ambiente.
Coeficiente de expansión térmica	23–24 µm/(m·K)	Similar a otras aleaciones Al-Mn; importante para cálculos de desajuste térmico.

Las propiedades físicas hacen al 3007 adecuado para componentes que requieren buena conducción térmica pero no pueden asumir el costo o la reducción en formabilidad de materiales tratables térmicamente de mayor aleación. La conductividad eléctrica y térmica siguen siendo adecuadas para muchas aplicaciones de disipadores de calor y carcasas, mientras que la densidad baja es ventajosa para diseños sensibles al peso en transporte y arquitectura.

Formas del Producto

Forma	Espesor/Tamaño Típico	Comportamiento de Resistencia	Temple Común	Notas
Chapa	0.2–6.0 mm	El endurecimiento por deformación aumenta con la reducción; las chapas delgadas ganan resistencia más rápido	O, H12, H14	Ampliamente utilizada para paneles, embutición profunda y estampado
Placa	6–50 mm	Menor endurecimiento por deformación en cada pasada; las secciones más gruesas muestran menor resistencia en frío	O, H18	Usada donde se requieren secciones más gruesas con formación moderada
Extrusión	Perfiles hasta 300 mm	La resistencia depende de la relación de extrusión y el trabajo en frío posterior	O, H12	Extrusiones usadas para perfiles arquitectónicos y estructuras
Tubo	Pared de 0.5–10 mm	Dibujo en frío produce aumentos predecibles en límite elástico	O, H14	Tubos para HVAC, arquitectura y elementos estructurales
Barra/Varilla	3–75 mm diámetro	Endurecimiento por trabajo a través del estirado y acabado en frío	O, H16	Usada para componentes mecanizados pequeños o varillas estructurales

La fabricación de chapas y tiras domina para el 3007, donde los ciclos de laminado y recocido se ajustan para el acabado superficial y la capacidad de embutición. La producción de extrusión y tubos requiere un control cuidadoso de la química del lingote y la homogeneización para evitar defectos superficiales y controlar el comportamiento de la recristalización. La producción de placas es menos común y se utiliza cuando se necesitan secciones transversales más gruesas con buena resistencia a la corrosión.

Grados Equivalentes

Norma	Grado	Región	Notas
AA	3007	EE.UU.	Designación principal usada en algunos catálogos de proveedores; nomenclatura conforme a la serie 3xxx.
EN AW	3007	Europa	Designación comercial utilizada en algunas cadenas de suministro europeas; verifique especificaciones del proveedor.
JIS	A3007 (informal)	Japón	No existe equivalente directo universal JIS en algunos casos; revisar normas nacionales.
GB/T	3007	China	Los proveedores chinos pueden usar la misma designación numérica pero verificar tolerancias de composición.

La equivalencia entre regiones suele ser aproximada debido a que diferentes normas permiten ligeras variaciones en las tolerancias de composición y métodos de verificación de propiedades. Al sustituir grados entre normas, confirme los límites químicos, las condiciones de ensayo mecánico y las designaciones de temple, ya que pequeñas variaciones en Mn o Mg pueden afectar la formabilidad y la recristalización.

Resistencia a la Corrosión

El 3007 exhibe buena resistencia general a la corrosión atmosférica debido a su relativamente bajo contenido de cobre y zinc y a la película protectora de óxido de aluminio. En ambientes industriales y ligeramente contaminados, tiene un buen desempeño a largo plazo, con el picado controlado principalmente por el acabado superficial y la presencia de haluros agresivos.

En ambientes marinos o ricos en cloruros, las aleaciones de la serie 3xxx, incluido el 3007, muestran resistencia razonable pero suelen ser superadas por las aleaciones 5xxx con magnesio, que combinan mayor resistencia a la corrosión y resistencia mecánica en agua de mar. Se aplican comúnmente tratamientos superficiales, anodizado o recubrimientos orgánicos para extender la vida útil en exposiciones marinas.

La susceptibilidad a la corrosión por esfuerzo es baja en comparación con aleaciones de alta resistencia sometidas a tratamiento térmico; sin embargo, ambientes con cloruros concentrados y tensiones residuales traccionales pueden aumentar el riesgo. Se deben considerar las interacciones galvánicas: al estar en contacto eléctrico con metales más nobles como acero inoxidable o cobre, el aluminio actuará como ánodo y se corroerá preferentemente a menos que esté aislado o aislado eléctricamente.

En comparación con aleaciones de la serie 1xxx (comercialmente puras), el 3007 sacrifica algo de conductividad eléctrica y térmica a cambio de mayor resistencia y resistencia a la fluencia. Frente a aleaciones 5xxx, intercambia algo de resistencia a la corrosión en agua de mar agresiva por mejor formabilidad y a menudo menor costo.

Propiedades de Fabricación

Soldabilidad

El 3007 se suelda fácilmente con procesos de fusión comunes como MIG (GMAW) y TIG (GTAW) con bajo riesgo de fisuras en caliente cuando se emplean buenas prácticas. Los alambres de aporte recomendados son aleaciones de aluminio con bajo contenido de aleantes compatibles con la familia 3xxx; ER4043 (Al-Si) y ER5356 (Al-Mg) se usan frecuentemente según los requerimientos de junta y consideraciones de corrosión post-soldadura. El ablandamiento en la zona afectada por el calor es modesto dado que no es una aleación tratable térmicamente, aunque las propiedades mecánicas en el área de soldadura dependen del diseño de la junta y del control de tensiones residuales.

Mecanizabilidad

La mecanizabilidad del 3007 es moderada y similar a otras aleaciones de la serie 3xxx; se maquilla mejor que algunas aleaciones altamente aleadas o endurecibles por envejecimiento debido a la formación de viruta dúctil. Las herramientas de carburo con geometría de avance positivo y buen flujo de refrigerante mejoran el acabado superficial y la vida útil de la herramienta; las velocidades suelen ser conservadoras respecto a los aceros y dependen del temple y espesor de sección. Las virutas tienden a ser continuas y alargadas en templas blandas, por lo que estrategias de control de virutas (corte segmentado, rompevirdutas) son útiles en operaciones automáticas.

Formabilidad

La formabilidad es una fortaleza principal del 3007, particularmente en el temple recocido O donde son factibles la embutición profunda, el torneado y el estampado complejo con baja recuperación elástica. Radios de doblado tan bajos como 1–2× el espesor son posibles en temple O para muchas geometrías; los templos H aumentan el rebote y requieren radios o fuerzas mayores. El trabajo en frío mejora el límite elástico y puede permitir compensaciones entre rigidez y capacidad de formado, aunque el formado en múltiples etapas con recocidos intermedios es común para geometrías intrincadas.

Comportamiento del Tratamiento Térmico

Como aleación no tratable térmicamente, el 3007 no responde al tratamiento de solubilización y envejecimiento artificial de la misma forma que las aleaciones 6xxx o 7xxx. Los intentos de tratamiento de solubilización y envejecimiento por temple sólo producen cambios menores porque el manganeso y los otros elementos principales no precipitan fases endurecedoras bajo tratamientos convencionales.

La principal forma de modificar la resistencia es el trabajo en frío (templos H) y el recocido controlado. El recocido total (O) se logra calentando a una temperatura suficiente para recristalizar la estructura (típicamente en el rango usado para aleaciones 3xxx), seguido de un enfriamiento lento para producir la máxima blandura y formabilidad. Recocidos parciales y temple mediante ciclos térmicos y de deformación controlada se usan para ajustar la embutibilidad o las propiedades de tracción para secuencias específicas de formado.

Para aplicaciones que requieren recuperación de ductilidad tras gran trabajo en frío, los ciclos de recocido estándar son efectivos para restaurar la formabilidad sin requerir equipos complejos de tratamiento térmico. Siempre verifique las propiedades mecánicas tras cualquier tratamiento térmico, ya que el coarsening microestructural o la oxidación superficial pueden alterar el desempeño.

Desempeño a Alta Temperatura

El 3007 mantiene propiedades mecánicas útiles hasta temperaturas moderadas, pero experimenta pérdida significativa de resistencia por encima de aproximadamente 150–200 °C. La exposición prolongada a temperaturas elevadas acelera la recuperación y recristalización, reduciendo las contribuciones de endurecimiento por trabajo al límite elástico y la rigidez.

La oxidación en temperaturas de servicio es típica del aluminio: se forma rápidamente una película protectora de óxido que limita el ataque posterior, pero la escoria y cambios superficiales pueden afectar la soldabilidad fuerte o la adhesión del recubrimiento. La exposición térmica cercana al rango de fusión no es relevante para productos laminados, pero los ciclos térmicos durante la fabricación (p. ej., soldadura) pueden alterar localmente dureza y ductilidad en la zona afectada por el calor (HAZ).

Para aplicaciones estructurales a temperaturas elevadas, considere aleaciones específicamente calificadas para retención de propiedades a alta temperatura; el 3007 se usa mejor por debajo del rango donde ocurre ablandamiento significativo o donde el ciclo térmico es mínimo.

Aplicaciones

Industria	Ejemplo de Componente	Por qué se Usa 3007
Automotriz	Paneles interiores de carrocería, tiras de refuerzo	Excelente formabilidad para embutición profunda y estampado con resistencia adecuada
Marina	Estructuras arquitectónicas marinas, accesorios para embarcaciones interiores	Buena resistencia a la corrosión atmosférica y facilidad de fabricación
Aeroespacial (no primario)	Elementos interiores, carenados	Relación favorable resistencia-peso y acabado superficial para piezas no estructurales
Electrónica	Dissipadores de calor, carcasas	Buena conductividad térmica y resistencia a la corrosión para envolventes
Construcción y Arquitectura	Revestimientos, aleros, fachadas	Formabilidad, acabado superficial y resistencia a la corrosión para superficies visibles

El 3007 encuentra un nicho donde se requieren formados complejos, buena resistencia a la corrosión y rentabilidad conjuntamente. Se utiliza ampliamente en piezas decorativas o estructurales no críticas donde la manufacturabilidad y la durabilidad ambiental a largo plazo son importantes.

Consejos para la Selección

Al elegir 3007, priorice aplicaciones que requieran alta formabilidad y buena resistencia a la corrosión atmosférica pero que no demanden la máxima resistencia de aleaciones tratables térmicamente. Es rentable y más fácil de formar que muchas aleaciones de mayor resistencia, además de que se suelda y se acaba bien.

Comparado con el aluminio comercialmente puro (1100), el 3007 sacrifica algo de conductividad eléctrica y térmica y ofrece una ductilidad ligeramente superior a cambio de una resistencia considerablemente mejorada y una mayor estabilidad mecánica después del conformado. En comparación con aleaciones comunes endurecidas por deformación como 3003 o 5052, el 3007 suele ubicarse entre ellas: proporciona mayor resistencia que las aleaciones muy blandas 1xxx/3xxx, manteniendo mejor formabilidad y, en ocasiones, mejor resistencia a la corrosión que las aleaciones 5xxx ricas en Mg. En comparación con aleaciones tratables térmicamente como 6061 o 6063, el 3007 ofrece una mejor capacidad de estirado y, a menudo, un costo menor; elija 3007 cuando el conformado complejo y el acabado superficial sean más críticos que la máxima resistencia pico alcanzable.

Utilice 3007 cuando la geometría de la pieza, las etapas de conformado y los requisitos superficiales dominen las restricciones de diseño; considere alternativas cuando se requiera máxima capacidad estructural o desempeño en carga expuesta a agua de mar.

Resumen Final

El 3007 sigue siendo relevante como una aleación práctica de la serie 3xxx que equilibra formabilidad, resistencia a la corrosión y resistencia moderada para una amplia gama de componentes fabricados. Su combinación de facilidad de fabricación, comportamiento predecible de endurecimiento por trabajo y características superficiales favorables lo convierten en una opción confiable donde la manufacturabilidad y la durabilidad ambiental son los principales factores de diseño.