Aluminio 5005: Composición, Propiedades, Guía de Temple y Aplicaciones

Visión General Completa

5005 es una aleación de la serie 5xxx de aleaciones de aluminio-magnesio, caracterizada principalmente por contener magnesio como elemento principal de aleación. Pertenece a la familia no tratable térmicamente, donde la resistencia se ajusta mediante trabajo en frío en lugar de endurecimiento por precipitación, y generalmente se especifica bajo el grupo Alloy 5000 (Al–Mg) para productos en chapas formables y resistentes a la corrosión.

Los principales elementos de aleación en el 5005 son el magnesio (nominalmente una fracción porcentual hasta alrededor del 1.1%) con adiciones controladas o límites de silicio, hierro, cobre, manganeso, cromo, zinc y titanio. El mecanismo de fortalecimiento es el endurecimiento por deformación (endurecimiento por trabajo); no responde a tratamientos térmicos estilo T6, por lo que los diseñadores confían en el revenido (temperaturas H) y el trabajo en frío para alcanzar las resistencias objetivo.

Entre sus características clave se incluyen buena resistencia general a la corrosión (mejor que las aleaciones 1xxx y muchas 3xxx), buena formabilidad en estado recocido y buena soldabilidad con metales de aporte adecuados. Su combinación de resistencia adecuada, capacidad de acabado superficial (incluido el anodizado) y costo razonable lo hace popular en aplicaciones arquitectónicas, decorativas y en chapas recubiertas donde no se requiere una resistencia extrema.

Los sectores típicos que utilizan el 5005 incluyen revestimientos arquitectónicos y sistemas de muro cortina, señalización, paneles para camiones y remolques, molduras para electrodomésticos y algunos bienes de consumo que requieren anodizado y acabado con pintura. Los ingenieros prefieren el 5005 frente a otras aleaciones cuando se prioriza un equilibrio entre formabilidad, calidad del acabado y resistencia a la corrosión sobre la máxima resistencia o capacidad a altas temperaturas.

Variantes de Temple

Temple	Nivel de Resistencia	Elongación	Formabilidad	Soldabilidad	Notas
O	Baja	Alta	Excelente	Excelente	Estado totalmente recocido para el formado y máxima ductilidad
H14	Media	Moderada	Buena	Muy buena	Endurecido por deformación y parcialmente recocido; común para embutición superficial
H16	Media-Alta	Moderada	Buena	Muy buena	Mayor grado de endurecimiento que H14; resistencia mejorada
H22	Media	Moderada	Buena	Muy buena	Endurecido por deformación y estabilizado; menor recuperación elástica que H1x en calibres finos
H24	Media-Alta	Moderada	Aceptable	Muy buena	Endurecido por deformación y estabilizado con aumento del límite elástico
H32	Media	Buena	Buena	Muy buena	Endurecido por deformación y estabilizado tras un recocido de bajo temple
H34	Media-Alta	Moderada	Buena	Muy buena	Mayor endurecimiento y mejor retención de resistencia que H32

El revenido cambia el equilibrio entre resistencia y ductilidad: el estado recocido (O) proporciona máxima elongación para embutición profunda, mientras que los tempers H producen límites elásticos y resistencias a la tracción mayores a costa de algo de formabilidad. La elección del temple depende de las operaciones de conformado previstas, utilizándose tempers estabilizados H2x o H3x para minimizar la variación de propiedades tras la fabricación.

Composición Química

Elemento	Rango %	Notas
Si	0.0–0.4	Bajo contenido controlado para limitar inclusiones por fundición/oxidación
Fe	0.0–0.7	Impureza típica; niveles altos reducen la ductilidad y el acabado superficial
Mn	0.0–0.2	Menor; puede ayudar al control de la estructura de grano
Mg	0.5–1.1	Elemento principal de endurecimiento; mejora la resistencia a la corrosión
Cu	0.0–0.2	Mantener bajo para preservar la resistencia a la corrosión
Zn	0.0–0.2	Menor; niveles altos reducen la resistencia a la corrosión
Cr	0.0–0.1	Control traza para limitar el crecimiento del grano y mejorar la estabilidad
Ti	0.0–0.2	Refinador de grano en algunas formas de producto
Otros	0.0–0.15	Residuos y elementos traza (límites individuales y totales)

El magnesio es el principal responsable del comportamiento, aumentando la resistencia mediante efectos de solución sólida y mejorando la resistencia a la corrosión comparado con aluminio casi puro. Hierro y silicio son impurezas controladas que influyen en la ductilidad y el acabado superficial, mientras que cobre y zinc se limitan debido a que tienden a deteriorar la resistencia a la corrosión. Pequeñas adiciones de Ti y Cr contribuyen al control microestructural, pero no dominan el comportamiento mecánico general.

Propiedades Mecánicas

El comportamiento a tracción del 5005 está gobernado por la combinación del contenido de magnesio y el grado de trabajo en frío; el estado O muestra bajo límite elástico y alta elongación, mientras que los tempers H proporcionan aumentos modestos en límite elástico y resistencia a la tracción con reducción de ductilidad. La aleación típicamente exhibe comportamiento elástico lineal hasta el límite elástico, seguido de un endurecimiento por deformación moderado; la resistencia última y el límite elástico varían según temple y espesor. Los diseñadores deben considerar la dependencia de la resistencia respecto al calibre, ya que las chapas delgadas se procesan frecuentemente a mayores deformaciones con diferentes bases mecánicas.

La resistencia al límite elástico en 5005 recocido es relativamente baja comparada con aleaciones 5xxx diseñadas para uso estructural (p. ej. 5083 o 5052), pero aumenta consistentemente con el endurecimiento por trabajo; por ello, el límite elástico puede ajustarse con la selección de temple y los esquemas de conformado en frío. La elongación en condición O es excelente para procesos de embutición profunda y sigue siendo trabajable en tempers H moderados usados para paneles conformados. La dureza es modesta y correlaciona con el temple; aumenta con el trabajo en frío pero permanece considerablemente menor que en aleaciones 6xxx tratables térmicamente.

El rendimiento en fatiga es aceptable para cargas cíclicas no críticas, pero inferior a algunas aleaciones 5xxx de mayor resistencia debido a menor resistencia base y menor capacidad de endurecimiento por deformación en ciertos tempers. Los efectos de espesor son importantes: la chapa 5005 de calibre fino endurecida en frío puede mostrar resistencias a la tracción y límite elástico sustancialmente superiores comparadas con placa más gruesa del mismo temple nominal. La condición superficial (anodizado, pintado) y las tensiones residuales por conformado o soldadura también influyen en la vida útil por fatiga.

Propiedad	O/Recocido	Temple Clave (ej. H14/H24)	Notas
Resistencia a la Tracción	~90–160 MPa	~150–260 MPa	Amplios rangos reflejan temple y calibre; los valores de diseño deberían verificarse en certificados de laminación
Límite Elástico	~35–85 MPa	~120–220 MPa	Aumenta con el grado de trabajo en frío; los tempers H se especifican comúnmente para piezas formadas
Elongación	~20–35%	~6–20%	El estado recocido muestra la mayor elongación; los tempers H sacrifican ductilidad por resistencia
Dureza	~20–40 HB	~40–70 HB	Correlaciona con el temple; los valores medidos dependen de calibre y procesamiento

Propiedades Físicas

Propiedad	Valor	Notas
Densidad	2.66 g/cm³	Típica para aleaciones de aluminio de la familia 5xxx
Rango de Fusión	~605–650 °C	La aleación amplía el intervalo de fusión respecto a Al puro (660 °C)
Conductividad Térmica	~140–170 W/m·K	Menor que Al puro pero adecuada para aplicaciones de disipación de calor
Conductividad Eléctrica	~35–45 % IACS	Reducida respecto a aluminio puro por la aleación; aceptable para barras y conductores suaves
Calor Específico	~900 J/kg·K	Valor típico del aluminio, útil en cálculos de masa térmica
Coeficiente de Expansión Térmica	~23–24 µm/m·K (20–100 °C)	Similar a otras aleaciones Al–Mg; importante para diseño de uniones con materiales disímiles

La densidad y propiedades térmicas de la aleación la hacen atractiva donde se requiere ligereza y disipación térmica, como paneles arquitectónicos y algunas carcasas electrónicas. La conductividad térmica y eléctrica son inferiores a aluminio puro y aleaciones serie 1xxx, pero siguen siendo adecuadas para muchas funciones de gestión térmica, proporcionando además mejor desempeño mecánico y superficial.

Formas del Producto

Forma	Espesor/Tamaño Típico	Comportamiento de Resistencia	Templados Comunes	Notas
Chapa	0,3–6 mm	La resistencia varía según el templado y el laminado en frío	O, H14, H24	Ampliamente utilizada para paneles arquitectónicos y molduras decorativas
Placa	>6 mm hasta ~25 mm	Niveles menores de trabajo en frío en placas gruesas reducen la resistencia alcanzable	O, H32	Menos común; usada donde se requieren secciones más gruesas pero no cargas estructurales pesadas
Extrusión	Perfiles de hasta varios metros	Los perfiles extruidos dependen del enfriamiento y el trabajo posterior a la extrusión	O, H22	Uso limitado de perfiles comparado con la serie 6xxx; buen acabado superficial para anodizado
Tubo	Espesor de pared 0,5–6 mm	El formado y la soldadura determinan la resistencia final	O, H14	Común para estructuras y tubos decorativos con doblado y conformado
Barra/Barrilla	Diámetros hasta ~50 mm	Stock mecanizado; la resistencia depende del estirado/trabajo en frío	O, H14	Usado para componentes torneados y fijaciones donde se requiere resistencia a la corrosión y buen acabado

El método de conformado y la forma del producto influyen fuertemente en las combinaciones de propiedades alcanzables: el laminado en frío de chapa permite templados H más altos con resistencia mejorada, mientras que la placa y la extrusión suelen mantenerse más cerca de condiciones recocidas. Los recubrimientos y tratamientos superficiales (anodizado, recubrimientos PVDF) se aplican comúnmente en chapas y extruidos, requiriendo una selección cuidadosa del templado y las prácticas de acabado para evitar defectos cosméticos.

Grados Equivalentes

Norma	Grado	Región	Notas
AA	5005	EE.UU.	Designación de Aluminum Association comúnmente usada en especificaciones norteamericanas
EN AW	5005A / EN AW‑5005	Europa	La nomenclatura europea es muy similar; sufijos específicos indican forma de producto y límites de impurezas
JIS	A5052 (nota)	Japón	No existe equivalencia exacta; JIS A5052 es una aleación de Mg más fuerte, por lo que se debe verificar química y templado antes de sustituir
GB/T	5005	China	Las designaciones estándar chinas listan comúnmente 5005 con química Al–Mg coincidente

La equivalencia exacta puede ser sutil debido a diferencias en límites permitidos de impurezas, métodos de ensayo de propiedades mecánicas y nomenclatura de templados entre normas. Siempre compare certificados de fábrica para composición y datos mecánicos específicos del templado en lugar de depender únicamente de la designación. Para aplicaciones estructurales críticas, referencie la hoja técnica de la norma de origen para evitar sustituciones inadvertidas.

Resistencia a la Corrosión

El 5005 exhibe buena resistencia a la corrosión atmosférica gracias a la película protectora de óxido de aluminio y al efecto beneficioso del contenido moderado de magnesio en la resistencia al picado. Rinde mejor que muchas aleaciones de las series 3xxx y 1xxx en ambientes arquitectónicos exteriores, especialmente cuando está anodizado o recubierto, y resiste bien atmósferas industriales donde los cloruros no son severos.

En ambientes marinos, 5005 es satisfactorio para componentes interiores y exteriores ligeramente expuestos, pero es superado por aleaciones estructurales con mayor Mg como 5083 y 5086 para cascos y aplicaciones estructurales principales. Para servicios con salpicaduras o inmersión continua, los diseñadores suelen preferir las aleaciones marinas de mayor resistencia o aplicar recubrimientos protectores sobre 5005 para controlar ataques localizados.

El riesgo de corrosión por esfuerzo en aleaciones Al–Mg aumenta con el contenido de Mg y las tensiones de tracción aplicadas; el nivel moderado de Mg en 5005 le otorga una susceptibilidad relativamente baja a SCC comparado con aleaciones con mayor Mg, aunque se debe considerar alivio de tensiones y detalles de juntas en ambientes con cloruros. Se debe prestar atención a interacciones galvánicas: 5005 anodizado o pintado mantiene un comportamiento aceptable, pero el acoplamiento con acero inoxidable o cobre sin aislamiento eléctrico puede acelerar la corrosión localizada del aluminio.

Comparado con las aleaciones de la serie 1100, 5005 ofrece mayor resistencia y mejor resistencia general a la corrosión, sacrificando algo de conductividad eléctrica y conformabilidad. Frente a aleaciones marinas especializadas 5xxx, 5005 presenta menor resistencia máxima pero resistencia comparable en exposiciones marinas no críticas.

Propiedades de Fabricación

Soldabilidad

El 5005 es fácilmente soldable con procesos de fusión comunes como TIG (GTAW) y MIG (GMAW) cuando se seleccionan los metales de aporte adecuados. Los aportes de la familia 5356 (Al‑5%Mg) se usan comúnmente para igualar resistencia a la corrosión y mantener la ductilidad de la junta; 4043 (Al‑5%Si) puede usarse para mejorar la fluidez pero puede degradar la apariencia del anodizado. Debido a que 5005 no es tratable térmicamente, el ablandamiento en la zona afectada por calor es menor preocupación por efectos de precipitación, aunque puede ocurrir reducción local de la resistencia por trabajo en frío en templados H, produciendo juntas más débiles si no se consideran en diseño.

Mecanizado

La mecanizabilidad del 5005 es de moderada a buena comparada con aleaciones de aluminio forjadas; generalmente es más fácil que las familias 1xxx y 3xxx para algunas operaciones pero inferior a muchas variantes libres de plomo con fácil corte. Se recomienda herramienta de carburo a velocidades moderadas con sujeción rígida, y los operarios deben esperar virutas largas y continuas sin ruptura a menos que se ajuste la geometría o avance. El uso de refrigerante/lubricante es selectivo porque el aluminio tiende a pegarse en las caras de la herramienta.

Conformabilidad

La conformabilidad es excelente en condición recocida (O) y sigue siendo útil en muchos templados H para formados y doblados moderados. Los radios mínimos típicos de doblado para chapa dependen del templado y espesor, pero suelen estar en el rango de 1–2× el espesor del material para doblados suaves en templado O, con radios mayores aconsejables para H para evitar grietas. Las operaciones de embutición profunda favorecen templados O o ligeramente trabajados; el rebote en templados H requiere compensación en la herramienta.

Comportamiento al Tratamiento Térmico

El 5005 es una aleación no tratable térmicamente; no puede ser reforzada mediante tratamiento térmico de solución ni envejecimiento artificial como en las aleaciones 6xxx o 7xxx. Los ajustes de resistencia se realizan a través del trabajo en frío (endurecimiento por deformación) y posibles ciclos de estabilización para minimizar la deriva de propiedades, por lo que la nomenclatura de templado (H1x, H2x, H3x) describe estados específicos de endurecimiento y estabilización.

El recocido completo (O) se logra calentando a una temperatura adecuada para recristalizar y eliminar el endurecimiento por trabajo — los rangos típicos de recocido están en la zona de 300–415 °C dependiendo de la forma del producto y velocidad de enfriamiento — seguido de un enfriamiento controlado para evitar deformaciones. Los templados H se producen mediante trabajo en frío a grados especificados y, donde se requiere, tratamientos de baja temperatura para estabilizar propiedades; estos procesos de trabajo en frío son reversibles mediante recocido.

Debido a que 5005 no es endurecible por envejecimiento, los diseñadores deben planificar secuencias de conformado y acabado para evitar blandeamiento no intencional o pérdida de resistencia por calentamiento localizado (p. ej., durante soldadura) y deberían especificar operaciones de templado o estabilización post-fabricación cuando se requiere rendimiento mecánico constante.

Comportamiento a Alta Temperatura

La resistencia del 5005 decrece progresivamente con la temperatura; temperaturas de servicio sobre aproximadamente 100–150 °C comienzan a reducir notablemente los límites elásticos y resistencias a la tracción debido a la menor efectividad del endurecimiento por solución sólida a altas temperaturas. Para exposiciones cortas hasta ~200 °C la aleación conserva cierta capacidad mecánica, pero exposiciones prolongadas pueden promover recuperación microestructural y pérdida de beneficios del endurecimiento por deformación.

La oxidación se limita a la formación de una capa protectora de óxido de aluminio a altas temperaturas, por lo que la oxidación catastrófica no es una preocupación principal en rangos típicos de servicio, aunque el crecimiento de la capa puede afectar el acabado superficial para anodizado. Las zonas soldadas y zonas afectadas por calor cercanas a soldaduras deben verificarse por posible reducción de resistencia y riesgo de deformación en servicio a temperaturas elevadas; se recomienda evitar altas temperaturas de trabajo sostenidas para componentes que dependen de la resistencia por trabajo en frío.

Aplicaciones

Industria	Ejemplo de Componente	Por qué se usa 5005
Arquitectura	Revestimientos y fachadas	Buen acabado superficial, anodizado y resistencia a la corrosión
Marina / Recreativa	Molduras y paneles no estructurales	Resistencia a la corrosión y ligereza para componentes sobre agua
Automotriz / Transporte	Molduras exteriores y paneles de remolques	Conformabilidad para formas complejas y compatibilidad con pintura/anodizado
Electrónica	Carcasas y envolventes	Conductividad térmica, acabado superficial y ahorro de peso
Electrodomésticos	Paneles decorativos y marcos	Anodizado, adhesión de pintura y calidad estética

El 5005 es ampliamente elegido cuando se requiere una combinación de conformabilidad, acabado superficial y resistencia moderada en lugar de máxima capacidad estructural. Su respuesta al anodizado y la capacidad de producir acabados arquitectónicos atractivos lo convierten en un material preferido para sistemas de revestimiento visual y protector.

Consejos de Selección

El 5005 es una elección práctica cuando se necesita un aluminio anodizable, resistente a la corrosión, que forme bien y tenga resistencia moderada sin los costos o procesos requeridos por aleaciones tratables térmicamente. Elija templado O para embutición profunda y conformados complejos, y seleccione templados H adecuados cuando se requiera mayor rigidez o límite elástico en servicio.

En comparación con 1100 (comercialmente puro), el 5005 sacrifica algo de conductividad eléctrica y presenta una formabilidad ligeramente reducida a cambio de una resistencia notablemente mayor y mejor resistencia a la corrosión general. En comparación con 3003 o 5052 (aleaciones comunes endurecidas en frío), el 5005 se sitúa típicamente entre ellas en términos de resistencia y ofrece una superior capacidad de acabado y apariencia en anodizado frente a muchas otras aleaciones endurecibles en frío. En comparación con aleaciones con tratamiento térmico como 6061 o 6063, el 5005 tendrá una resistencia máxima inferior pero mejor resistencia intrínseca a la corrosión y calidad de anodizado, por lo que se prefiere donde el acabado y el comportamiento atmosférico son más importantes que la máxima resistencia estructural.

Resumen Final

La aleación 5005 sigue siendo una aleación versátil de Al–Mg no tratable térmicamente, valorada por su combinación de formabilidad, capacidad de anodizado y pintado, y buena resistencia general a la corrosión. Su resistencia puede ajustarse mediante temple y trabajo en frío, haciéndola adecuada para aplicaciones arquitectónicas, decorativas y muchas aplicaciones en transporte y consumo donde la apariencia y el comportamiento frente a la corrosión tienen prioridad sobre la capacidad estructural máxima.