Aluminio 384: Composición, Propiedades, Guía de Temple y Aplicaciones

Descripción General Completa

La aleación 384 es una aleación de aluminio trabajada en caliente que pertenece a la serie 3xxx, en la cual el manganeso es el principal elemento de aleación que la distingue de las series 1xxx (comercialmente puro) y 6xxx (Mg-Si, tratable térmicamente). Está formulada para ofrecer un equilibrio entre resistencia moderada, excelente conformabilidad y buena resistencia a la corrosión, permaneciendo no tratable térmicamente; el endurecimiento se logra principalmente mediante efectos de solución sólida y trabajo en frío, en lugar de precipitación. Los constituyentes clave además del manganeso incluyen concentraciones moderadas de hierro y magnesio con adiciones trazas de cromo o titanio para controlar la estructura del grano y el comportamiento de recristalización. Los usuarios típicos provienen de las industrias de carrocería y acabados automotrices, estampados para electrodomésticos y bienes de consumo, componentes arquitectónicos y ciertas aplicaciones marinas y de intercambiadores de calor, donde se requiere una combinación de conformabilidad, soldabilidad y resistencia adecuada.

La aleación se prefiere sobre muchas alternativas cuando los diseñadores necesitan mejor resistencia que el aluminio comercialmente puro sin sacrificar la capacidad para embutición profunda y el rendimiento al doblado; la 384 presenta una resistencia superior a la 1100 y mantiene una conformabilidad superior en comparación con muchas aleaciones 5xxx y 6xxx en condiciones comparables. La resistencia a la corrosión es buena en ambientes atmosféricos y ligeramente corrosivos debido al bajo contenido de cobre y las relaciones controladas de manganeso/hierro que limitan sitios catódicos intermetálicos. La soldabilidad es generalmente excelente en procesos comunes de fusión, y los temple y recocido suaves permiten operaciones de formado con radios pequeños que serían difíciles con aleaciones endurecidas por trabajo en frío de alta resistencia.

Variantes de Temple

Temple	Nivel de Resistencia	Elongación	Formabilidad	Soldabilidad	Notas
O	Bajo	Alta (30–45%)	Excelente	Excelente	Totalmente recocido, máxima ductilidad para embutición
H14	Moderado-Alto	Moderada (8–18%)	Buena	Excelente	Endurecido por deformación en frío en un solo paso, común para estampados de resistencia moderada
H18	Moderado	Moderado-Alto (12–25%)	Muy buena	Excelente	Más endurecido que H14 con conformabilidad retenida
H22	Moderado	Moderada (10–20%)	Buena	Excelente	Endurecido y estabilizado mediante recocido parcial para propiedades consistentes
H24	Moderado-Alto	Moderada (8–15%)	Buena	Excelente	Endurecido y ligeramente suavizado para equilibrar resistencia y formabilidad
H111	Bajo-Moderado	Alta (20–35%)	Muy buena	Excelente	Prácticamente recocido pero con ligero trabajo en frío, usado para hoja con propiedades controladas

La elección del temple afecta fuertemente el rango mecánico y la ventana de conformado de la aleación; el temple recocido O maximiza el estiramiento y embutición profunda pero presenta la resistencia más baja, mientras que los temple H intercambian ductilidad por mayor límite elástico y resistencia a la tracción a través de control del trabajo en frío. La soldabilidad se mantiene favorable en la mayoría de los temple debido a que la aleación no es tratable térmicamente y tiene baja susceptibilidad a suavizarse en la zona afectada por el calor; los diseñadores deben seleccionar el temple acorde al proceso de conformado y los objetivos de rendimiento post-fabricación.

Composición Química

Elemento	Rango %	Notas
Si	0.10–0.60	Controlado para limitar la fragilidad e influir en la fluidez en derivados fundidos; el bajo Si en 384 laminada preserva la ductilidad.
Fe	0.20–0.90	Hierro es una impureza inevitable; se maneja para minimizar intermetálicos gruesos que reducen la conformabilidad.
Mn	0.80–1.50	Fortalecedor principal para la serie 3xxx; refina el grano y reduce la recristalización durante el procesamiento.
Mg	0.10–0.60	Pequeñas adiciones de Mg aumentan la resistencia sin mover la aleación a la sensibilidad corrosiva de la serie 5xxx.
Cu	0.05–0.20	Mantenido bajo para preservar la resistencia a la corrosión y reducir la susceptibilidad a la corrosión bajo tensión (SCC).
Zn	≤0.20	Niveles bajos para evitar aumentos significativos del riesgo de fragilización ambiental.
Cr	0.02–0.15	Microaleado para estabilizar la estructura del grano y mejorar el acabado superficial tras el procesamiento.
Ti	≤0.05	Adición menor para refinamiento del grano en algunas formas de producto.
Otros	Balance Al, impurezas traza	Residuos y elementos trazas deliberados controlados para mantener la consistencia y calidad superficial.

El control composicional en la 384 está diseñado para aportar una combinación favorable de resistencia, formabilidad y resistencia a la corrosión; el manganeso proporciona el principal fortalecimiento y control de recristalización mientras que el magnesio modesto aumenta la resistencia sin introducir la aleación en el dominio más sensible a corrosión de la serie 5xxx. Los niveles de hierro y silicio se mantienen bajos para limitar la formación de partículas intermetálicas gruesas que de otro modo reducirían la elongación y afectarían la ductilidad durante operaciones severas de conformado.

Propiedades Mecánicas

En comportamiento a tracción, la 384 exhibe variaciones significativas según el temple y cantidad de trabajo en frío; la chapa recocida presenta límite elástico relativamente bajo pero alta elongación y características estables de estricción, mientras que los temple en serie H muestran considerablemente mayores límites elásticos y resistencia a la tracción a costa de la elongación uniforme. El límite elástico en condiciones endurecidas aumenta aproximadamente en proporción al predeformado, y el exponente de endurecimiento por deformación (valor n) disminuye conforme el temple se vuelve más duro, afectando el efecto muelle y los resultados de embutición. La dureza se correlaciona con el límite elástico; se emplean frecuentemente valores Brinell o Vickers como control rápido en planta para estimar propiedades a tracción, y la resistencia a la fatiga sigue la resistencia a la tracción y condiciones superficiales — superficies pulidas o shot-peened mejoran sustancialmente la vida a fatiga.

El espesor tiene un efecto pronunciado: calibres más delgados típicamente alcanzan mayor endurecimiento efectivo durante laminado y exhiben algo mayor resistencia medida en temple H, mientras que placas gruesas pueden contener más intermetálicos gruesos y mostrar elongación ligeramente reducida. La iniciación de grietas por fatiga suele ser controlada por la condición superficial, tensiones residuales y cargas en rango medio; las aleaciones 384 generalmente tienen buen desempeño bajo cargas cíclicas moderadas pero requieren atención de diseño para aplicaciones de alta frecuencia y estrés elevado. La exposición térmica cerca de 200 °C y superiores relaja progresivamente el trabajo en frío y reduce la resistencia porque la 384 no es tratable térmicamente y carece de precipitados estables para retener estados endurecidos.

Propiedad	O/Recocido	Temple clave (e.g., H14)	Notas
Resistencia a la Tracción	90–140 MPa	160–240 MPa	Los valores varían con el espesor y el % de trabajo en frío; se muestran rangos típicos de taller.
Límite Elástico	30–80 MPa	120–200 MPa	El límite elástico aumenta fuertemente con el nivel de temple H y pre-deformación.
Elongación	30–45%	8–18%	El recocido favorece la embutición profunda; los temple H intercambian ductilidad por resistencia.
Dureza	20–35 HB	45–85 HB	La dureza Brinell se correlaciona aproximadamente con el límite elástico; se usa para controles rápidos de calidad.

Propiedades Físicas

Propiedad	Valor	Notas
Densidad	2.70 g/cm³	Típica para aleaciones de Al; útil para cálculos de masa y rigidez.
Rango de Fusión	~555–650 °C	La aleación amplía el intervalo de fusión respecto al Al puro (660 °C sólido).
Conductividad Térmica	120–160 W/m·K	Ligeramente inferior al Al puro; buena para aplicaciones de transferencia térmica.
Conductividad Eléctrica	~30–42 %IACS	Inferior a la serie 1xxx debido a la aleación; adecuada para muchos usos eléctricos en chasis.
Calor Específico	~900 J/kg·K	Cercano al Al puro; importante para diseño térmico transitorio.
Coeficiente de Expansión Térmica	23–24 µm/m·K	Coeficiente típico para aleaciones de Al usado en cálculos de desajustes térmicos.

Las propiedades físicas hacen que la 384 sea atractiva para componentes que requieren función estructural y gestión térmica porque su conductividad térmica se mantiene relativamente alta en comparación con aceros y muchas alternativas no ferrosas. La conductividad eléctrica está reducida respecto al aluminio puro, por lo que los diseñadores deben considerar mayores pérdidas resistivas si la aleación se considera para aplicaciones de conductores; la baja densidad contribuye a relaciones fuerza-peso beneficiosas en componentes de transporte y aeroespaciales.

Formas de Producto

Forma	Espesor/Tamaño Típico	Comportamiento de Resistencia	Estados Comunes	Notas
Chapa	0.3–6.0 mm	Los calibres delgados muestran mayor resistencia efectiva tras el laminado en frío	O, H14, H24, H111	Forma más común para paneles de carrocería, electrodomésticos y revestimientos arquitectónicos.
Placa	6–50 mm	Menor endurecimiento por deformación en calibres gruesos; reducción de la elongación	O, H22	Utilizada cuando no se requiere estampado pero sí rigidez estructural.
Extrusión	Secciones transversales >200 mm	El comportamiento mecánico depende del procesamiento del lingote y del envejecimiento de capas superficiales	O, H18	Las extrusiones permiten formas complejas con espesor de pared constante para marcos y rieles.
Tubo	ø6–200 mm	El estirado en frío y la soldadura afectan las propiedades; buena soldabilidad	O, H14	Usado para tubería de condensadores, elementos estructurales ligeros y mobiliario.
Barra/Braza	ø3–50 mm	Material estirado o extruido con superficies endurecidas por trabajo en frío	O, H14	Utilizado para piezas mecanizadas, elementos de fijación y piezas estructurales pequeñas.

La ruta de procesamiento determina la microestructura y por lo tanto las propiedades finales: el laminado y el trabajo en frío posterior establecen los estados H usados para chapa y tira, mientras que la extrusión promueve estructuras de grano alargadas que influyen en la resistencia direccional y el desempeño en doblado. La placa y productos más gruesos suelen requerir homogeneización o enfriamiento controlado para minimizar la segregación y el crecimiento de intermetálicos, y los perfiles extruidos suelen ser tratados en solución durante la producción de formas complejas para optimizar el acabado superficial y la estabilidad dimensional.

Grados Equivalentes

Norma	Grado	Región	Notas
AA	384	USA	Aleación forjada de la serie 3xxx usada en chapa y extrusiones especiales.
EN AW	No tiene equivalente directo	Europa	Equivalentes funcionales más cercanos: AW‑3003 / AW‑3004 para conformabilidad y composición.
JIS	No tiene equivalente directo	Japón	Rendimiento similar a las aleaciones de chapa Al‑Mn de la serie JIS usadas para estampados.
GB/T	No tiene equivalente directo	China	Suele reemplazarse con aleaciones de clase 3003 o 3004 según requisitos de propiedades.

No existe una conversión unívoca a especificaciones internacionales principales para el 384 porque las normas regionales enfatizan químicas y procesos ligeramente diferentes; en la práctica, los ingenieros seleccionan la familia comercial más cercana (3003/3004) y luego validan mediante pruebas mecánicas y ensayos de corrosión. Cuando se requiere intercambiabilidad, los compradores deben solicitar certificados específicos de química y mecánica y, si es necesario, realizar pruebas de calificación para aplicaciones críticas.

Resistencia a la Corrosión

El 384 exhibe buena resistencia a la corrosión atmosférica debido a su bajo contenido de cobre y a la aleación dominada por manganeso, lo que reduce el potencial electroquímico de las partículas intermetálicas que pueden actuar como sitios catódicos. En atmósferas urbanas e industriales, la aleación forma una película estable de alúmina que limita la corrosión general, y su rendimiento en condiciones cíclicas de humedad y secado es aceptable para aplicaciones arquitectónicas y exteriores automotrices. Los ambientes con cloruros (marinos) son más agresivos; aunque el 384 funciona mejor que muchas aleaciones con cobre, puede ocurrir picado localizado en superficies rugosas o donde se concentran sales contaminantes.

La susceptibilidad a la fisuración por corrosión bajo tensión (SCC) es baja en comparación con aleaciones altas en cobre o zinc; sin embargo, el riesgo de SCC aumenta con tensiones residuales elevadas de tracción, exposición agresiva a cloruros y temperaturas elevadas; los diseñadores deben evitar combinaciones de estas condiciones para servicio prolongado bajo el agua o en zonas de salpicaduras. La interacción galvánica con metales disímiles debe manejarse: al unirse con aceros o aleaciones de cobre, la continuidad eléctrica y las proporciones de área determinan las tasas galvánicas — el contacto con materiales más nobles puede acelerar el ataque al 384 a menos que se usen barreras aislantes o ánodos sacrificiales. En comparación con aleaciones 5xxx (Al‑Mg), el 384 es menos propenso a SCC inducida por deformación pero puede ofrecer resistencia a la corrosión base ligeramente inferior en algunas aplicaciones marítimas de mamparos o con alta carga de soldaduras.

Propiedades de Fabricación

Soldabilidad

La aleación 384 es altamente soldable con procesos de fusión comunes como TIG (GTAW) y MIG (GMAW), y presenta baja tendencia a grietas en caliente cuando se mantiene un buen ajuste de juntas y limpieza. Los electrodos recomendados incluyen Al‑4043 o Al‑5356 dependiendo del rendimiento mecánico y resistencia a la corrosión post soldadura deseados; Al‑4043 ofrece mejor fluidez y menor sensibilidad a grietas mientras que Al‑5356 aporta mayor resistencia al soldado pero requiere consideración para la corrosión en ambientes con cloruros. El ablandamiento en la zona afectada por el calor (HAZ) es limitado debido a la naturaleza no tratable térmicamente de la aleación, pero el aporte térmico excesivo puede reducir la resistencia local debido a la recuperación del trabajo en frío, por lo que debe controlarse para dimensiones críticas.

Maquinabilidad

La maquinabilidad del 384 es moderada; se mecaniza más fácilmente que muchas aleaciones de aluminio de alta resistencia pero no es tan fácil de cortar como algunas aleaciones con plomo o alto contenido de silicio. Se recomienda herramienta de carburo con geometrías pulidas y ángulos de filo positivos para minimizar el borde adherido y mejorar el acabado superficial, aplicando velocidades de husillo convencionales para aleaciones de aluminio (alta velocidad, bajo avance por diente). El control de viruta se maneja con rompevirutas y refrigerante en volumen alto o aire comprimido para evitar recortes; la formación de rebabas es generalmente moderada pero requiere atención cuando se producen características con tolerancias estrictas.

Conformabilidad

La conformabilidad es una de las fortalezas del 384 en estados recocidos y poco trabajados, mostrando excelente performance en estirado y embutición profunda con radios de curvatura ajustados cuando se usa el estado O. Los radios mínimos recomendados para doblez interior suelen estar en el rango de 0.5–1.0× el espesor de material para condiciones O, aumentando a 1.0–2.5× espesor para estados H según el calibre y la herramienta, con la lubricación y el diseño del dado como claves para evitar arrugamientos y grietas. El trabajo en frío es un método efectivo para alcanzar los niveles deseados de resistencia, y cuando se requieren formaciones extensas es común formar en estado O y luego realizar endurecimiento controlado o seleccionar H111/H18 para equilibrar conformabilidad y resistencia.

Comportamiento al Tratamiento Térmico

Dado que el 384 es una aleación no tratable térmicamente, los ciclos convencionales de tratamiento en solución y envejecimiento artificial usados para las series 6xxx y 7xxx no producen los mismos efectos de endurecimiento por precipitación. Los intentos de tratar térmicamente el 384 influirán principalmente en la recuperación y el crecimiento del grano; la exposición a temperaturas elevadas ablanda la aleación mediante efectos de recocido en lugar de crear nuevos precipitados endurecedores. El control práctico de propiedades se basa en el camino de trabajo en frío: variando el grado de laminado, estirado o doblado los diseñadores ajustan el límite elástico y la resistencia a la tracción.

El recocido a estado O se logra calentando en el rango de recristalización (típicamente entre 350 y 420 °C durante tiempo suficiente según el espesor de la sección) y luego enfriado controladamente para mantener una microestructura fina y dúctil; se debe evitar exposición térmica excesiva que pueda aumentar el tamaño del grano y reducir la tenacidad. Operaciones de estabilización como recocidos ligeros y alivio de tensiones pueden utilizarse para reducir el retroceso elástico y mejorar el control dimensional antes de operaciones finales de formado o fabricación.

Desempeño a Alta Temperatura

A temperaturas elevadas la resistencia mecánica del 384 se degrada progresivamente debido a que su endurecimiento principal es por trabajo en frío y efectos de solución sólida que se relajan con el calor. Temperaturas de servicio por encima de ~150 °C comienzan a producir reducciones medibles en límite elástico y dureza, y exposiciones prolongadas por encima de ~200 °C pueden llevar a ablandamiento significativo y coarsening microestructural. La oxidación es mínima comparada con aleaciones ferrosas, pero el escamado superficial y cambios en los límites de grano pueden influir en la fatiga y el comportamiento a fluencia en usos de alta temperatura a largo plazo.

Las zonas afectadas por calor de soldaduras pueden mostrar ablandamiento localizado si los ciclos térmicos post-soldadura coinciden con rangos de recocido, aunque la reprecipitación sustancial no es un factor; para componentes que deben mantener propiedades mecánicas a temperaturas algo elevadas, se recomiendan aleaciones de aluminio resistentes al calor alternativas o ajustes en el diseño. Para excursiones térmicas de corta duración como soldadura o ciclos de curado de pintura, el 384 mantiene el desempeño funcional, pero los diseñadores deben validar dimensiones y tolerancias críticas tras el procesamiento térmico.

Aplicaciones

Industria	Componente de ejemplo	Por qué se utiliza el 384
Automotriz	Adornos exteriores y refuerzos de paneles de carrocería	Buena conformabilidad y mayor resistencia que el Al puro para paneles funcionales
Marina	Elementos estructurales interiores y adornos	Equilibrio entre resistencia a la corrosión y formabilidad para zonas de salpicaduras y sentinas
Aeroespacial	Accesorios secundarios y carenados	Alta resistencia específica y facilidad de fabricación para estructuras no primarias
Electrónica	Chasis y disipadores de calor de servicio moderado	Buena conductividad térmica combinada con función estructural

La aleación se utiliza ampliamente cuando se requieren operaciones de conformado y soldadura junto con una resistencia moderada y bajo peso, ofreciendo una alternativa rentable tanto al aluminio puro como a aleaciones tratables térmicamente de mayor resistencia. Las producciones típicas aprovechan el laminado de chapa y el temple controlado para ofrecer un desempeño consistente y repetible en conjuntos estampados, doblados y soldados.

Aspectos para la selección

Para la selección de diseño, el 384 es una opción lógica cuando los ingenieros requieren un aumento de resistencia respecto al aluminio comercialmente puro (1100) manteniendo la excelente conformabilidad y soldabilidad que facilitan el embutido profundo y la brazing. En comparación con el 1100, el 384 sacrifica algo de conductividad eléctrica y térmica para obtener un mayor límite elástico y resistencia a la tracción, siendo mejor para elementos estructurales que necesitan conformado.

Frente a aleaciones comunes endurecidas por trabajo como 3003 o 5052, el 384 suele situarse entre 3003 y 5052 en cuanto a resistencia y resistencia a la corrosión: ofrece mayor resistencia que el 3003 con una formabilidad comparable, y es menos sensible a la corrosión que muchas aleaciones 5xxx con alto contenido de magnesio. Comparado con aleaciones tratables térmicamente como 6061 o 6063, el 384 no alcanza las mismas resistencias máximas pero a menudo se prefiere para operaciones complejas de conformado y donde la soldabilidad y la estabilidad dimensional post-conformado son más críticas que la resistencia máxima.

Seleccione el 384 cuando la prioridad del diseño sea: desempeño estructural moderado, excelentes características de conformado y soldadura, y buena resistencia atmosférica a la corrosión a un costo competitivo del material y amplia disponibilidad; valide mediante pruebas de prototipo para aplicaciones marinas o de alta fatiga cíclica.

Resumen final

La aleación 384 sigue siendo relevante como un aluminio de ingeniería práctico que cierra la brecha entre el aluminio puro y familias de mayor resistencia, ofreciendo un equilibrio pragmático de formabilidad, soldabilidad, resistencia a la corrosión y resistencia moderada para una amplia gama de aplicaciones industriales. Su flexibilidad en el procesamiento y desempeño estable en rutas comunes de fabricación la convierten en una opción confiable para diseñadores que buscan componentes livianos y económicos de fabricar y mantener.