Aluminio 5056: Composición, Propiedades, Guía de Temple y Aplicaciones

Visión General Completa

5056 es un miembro de las aleaciones de aluminio-magnesio de la serie 5xxx, caracterizadas por tener el magnesio como el principal elemento de aleación. Pertenece al grupo no tratable térmicamente, donde la resistencia se logra principalmente mediante el endurecimiento por solución sólida y el trabajo en frío, en lugar del endurecimiento por precipitación.

El contenido típico de aleación principal se centra en magnesio en un rango medio de porcentaje de un solo dígito, con pequeñas cantidades de manganeso y elementos traza para controlar la estructura de grano y el comportamiento frente a la corrosión. La aleación presenta un equilibrio de resistencia moderada a alta entre las aleaciones de aluminio laminadas, buena resistencia a la corrosión especialmente en atmósferas marinas, y generalmente buena soldabilidad y conformabilidad dependiendo del temple.

Las industrias comunes que utilizan 5056 incluyen la marina y construcción naval, recipientes a presión y equipos criogénicos, componentes de transporte y productos estructurales y de consumo seleccionados donde la exposición a agua de mar y la soldabilidad son prioridades. Los ingenieros seleccionan 5056 cuando se necesita una resistencia superior a la de aleaciones de pureza comercial o con menor contenido de Mg, sin sacrificar la resistencia a la corrosión y la soldabilidad características de la familia 5xxx.

En comparación con muchas aleaciones tratables térmicamente, el 5056 sacrifica la máxima resistencia alcanzable a favor de un desempeño estable después de la soldadura, menor distorsión durante la fabricación y mejor resistencia a la corrosión generalizada y localizada en ambientes cloruros. Este equilibrio lo convierte en una opción práctica cuando la exposición en servicio, la unión y la conformabilidad son factores de diseño.

Variantes de Temple

Temple	Nivel de Resistencia	Elongación	Conformabilidad	Soldabilidad	Notas
O	Bajo	Alta	Excelente	Excelente	Condición totalmente recocida para máxima conformabilidad
H111	Bajo–Medio	Alta	Muy Buena	Excelente	Ligeramente endurecido por envejecimiento natural o trabajo en frío menor
H112	Bajo–Medio	Alta	Muy Buena	Excelente	Condición comercialmente laminada en frío para uso general
H14	Medio	Moderada	Buena	Excelente	Endurecido por deformación al cuarto de endurecimiento
H24	Medio–Alto	Moderada	Regular	Excelente	Endurecido completo seguido de recocido parcial (estabilizado)
H34	Medio–Alto	Moderada	Regular	Excelente	Estabilizado y endurecido por deformación para mayor resistencia
H116 / H321 (estabilizado)	Medio	Moderada	Buena	Excelente	Temples estabilizados para mejorar la resistencia a la corrosión tras la soldadura

El temple tiene un efecto de primer orden en el comportamiento mecánico porque las aleaciones 5xxx no son tratables térmicamente y obtienen resistencia del trabajo en frío. Los temple más bajos (O, H111) maximizan la ductilidad y conformabilidad para operaciones de embutición profunda o doblado severo, mientras que los temple H2x/H3x aumentan el límite elástico y la resistencia a la tracción a costa de la elongación.

Para ensamblajes soldados, comúnmente se especifican temples estabilizados (H116, H321) o control de la deformación posterior a la soldadura para minimizar la susceptibilidad a la corrosión en la zona afectada por el calor (HAZ) y mantener una resistencia predecible tras ciclos térmicos.

Composición Química

Elemento	Rango %	Notas
Si	≤ 0.40	Control de impurezas; alto Si reduce ductilidad y resistencia a la corrosión
Fe	≤ 0.50	Impureza común; cantidades mayores forman intermetálicos que afectan la resistencia
Mn	0.10–0.50	Controla la estructura de grano; mejora resistencia y reduce exfoliación
Mg	4.5–5.5 (típico)	Elemento principal de endurecimiento; incrementa resistencia y resistencia a corrosión
Cu	≤ 0.10–0.25	Suele mantenerse bajo para preservar resistencia a la corrosión
Zn	≤ 0.25	Menor; niveles altos pueden reducir resistencia a la corrosión
Cr	≤ 0.20	Añadido en pequeñas cantidades para controlar crecimiento de grano y mejorar HAZ
Ti	≤ 0.15	Desoxidante y refinador de grano en ciertos procesos de fundición/lámina
Otros (cada uno)	≤ 0.05–0.15	Elementos residuales traza; balance aluminio

Los rangos indicados representan composiciones comerciales típicas del 5056; se deben consultar los certificados de fábrica y normas específicas para la compra. El magnesio es el elemento de aleación dominante y rige la resistencia, el endurecimiento por solución sólida y la resistencia a cloruros. Adiciones controladas de manganeso y cromo refinan el tamaño de grano, estabilizan propiedades mecánicas en la HAZ durante soldadura y reducen la susceptibilidad a ciertas formas de corrosión.

Propiedades Mecánicas

El 5056 presenta un comportamiento a tracción y límite elástico característico de aleaciones 5xxx con alto contenido de Mg: tasa relativamente alta de endurecimiento por trabajo, buena ductilidad en estado recocido y endurecimiento significativo con trabajo en frío moderado. La resistencia al límite elástico y la resistencia a la tracción máxima aumentan con la reducción en frío a costa de una disminución en la elongación; esta compensación es predecible y ampliamente usada en diseño estructural y conformado. La dureza se correlaciona con el temple y el trabajo en frío, mostrando valores típicos en Brinell o Rockwell crecientes a medida que el material pasa de O a clases H3x.

El desempeño a fatiga está fuertemente influenciado por la condición superficial, tensiones residuales y espesor. Calibres más delgados muestran límites de fatiga aparentes mayores debido a menor probabilidad de defectos a través del espesor, mientras que secciones más gruesas pueden requerir atención a la calidad de soldadura y acabado post-fabricación. La zona afectada por calor en estructuras soldadas puede ablandarse localmente dependiendo del temple y ciclos térmicos, por lo que son necesarios márgenes de diseño y selección adecuada del temple para componentes sometidos a cargas cíclicas.

Propiedad	O/Recocido	Temple Clave (p. ej., H34 / H116)	Notas
Resistencia a la tracción	~150–220 MPa (rango)	~240–320 MPa (rango)	Los valores dependen del espesor y trabajo en frío; consultar certificados para diseño
Límite elástico	~40–120 MPa (rango)	~150–260 MPa (rango)	Temples H3x estabilizados mantienen límite elástico utilizable tras soldadura
Elongación	~18–30%	~6–16%	Recocido muestra alta elongación; temples más altos reducen ductilidad
Dureza	~30–45 HB	~60–85 HB	La dureza aumenta con el endurecimiento por deformación y se correlaciona con la resistencia

Propiedades Físicas

Propiedad	Valor	Notas
Densidad	~2.66 g/cm³	Típico para aleaciones Al–Mg; usar cálculos de diseño basados en masa
Rango de fusión	Solidus ~570–640 °C; Líquido ~640–660 °C	Solidus y líquido varían con la química exacta e historial de fundición
Conductividad térmica	~120–150 W/m·K	Inferior al Al puro; adecuada para muchas aplicaciones de gestión térmica
Conductividad eléctrica	~28–40 % IACS	Reducida respecto al Al puro debido al Mg; verificar para aplicaciones eléctricas
Calor específico	~900 J/kg·K	Capacidad calórica típica para aleaciones de aluminio
Coeficiente de expansión térmica	~23–24 µm/m·K (20–100 °C)	Similar a otras aleaciones de aluminio comunes; considerar dilatación diferencial en uniones

Las propiedades físicas arriba indicadas son suficientes para cálculos preliminares térmicos, estructurales y de peso, pero deben ser refinadas con datos del proveedor para diseños críticos. La conductividad térmica y eléctrica son menores que las del aluminio puro y disminuyen con mayor contenido de Mg y trabajo en frío. El coeficiente de expansión térmica es cercano al de otras aleaciones de aluminio comunes, por lo que se debe contemplar la expansión diferencial con materiales disímiles en ensamblajes multi-material.

Formas del Producto

Forma	Espesor/Tamaño Típico	Comportamiento de Resistencia	Temple Común	Notas
Chapa	0.4–6 mm (típico)	Calibres delgados producidos frecuentemente en temple H1x/H3x	O, H111, H14, H32	Ampliamente usada para paneles marinos y de transporte
Placa	6–50+ mm	El espesor afecta la trabajabilidad y la ZAT durante la soldadura	O, H112, H34	Las placas más gruesas presentan menor conformabilidad y requieren conformado más pesado
Extrusión	Perfiles hasta grandes secciones transversales	La resistencia varía según historia de extrusión y envejecimiento	H111, H112	Las formas extruidas se usan para elementos estructurales y marcos
Tubo	φ pequeño a grande; espesor de pared 1–10 mm	El espesor de pared y el trabajo en frío determinan el nivel mecánico	O, H111, H32	Común para tubería de presión y estructural en aplicaciones marinas
Barra/Varilla	Diámetros diversos	El estirado en frío aumenta considerablemente la resistencia	H111, H14	Usado para piezas mecanizadas y sujetadores donde se requiere resistencia a la corrosión

Las rutas de producción de chapa y placa y el posterior procesamiento termomecánico determinan la respuesta mecánica final y la condición superficial. Las extrusiones requieren atención al temple y estirado para controlar tensiones residuales y lograr estabilidad dimensional, mientras que la fabricación de placas gruesas generalmente implica conformados más pesados y procedimientos controlados de soldadura para evitar debilitamiento en la ZAT. La selección de forma y temple es un compromiso entre la resistencia requerida, la ductilidad para conformado y los procesos de unión previstos.

Grados Equivalentes

Norma	Grado	Región	Notas
AA / UNS	5056 / A95056	USA / Internacional	La designación común UNS A95056 corresponde comercialmente al 5056
EN AW	5056	Europa	Suele referenciarse como EN AW‑5056 o AlMg5 en la práctica europea
JIS	A5056	Japón	JIS tiende a coincidir composicionalmente, pero verificar códigos locales de temple
GB/T	AlMg5	China	La norma china suele usar la designación AlMg5; confirmar la correspondencia numérica

Las etiquetas de grados equivalentes son ampliamente consistentes, pero pueden existir pequeñas diferencias composicionales o en el control de temple entre normas y acerías. Variaciones en límites de impurezas, rangos permitidos de elementos menores y definiciones de temple (especialmente para tempers H estabilizados) pueden afectar comportamiento frente a corrosión y soldabilidad, por lo que los ingenieros deben verificar certificados de acería y normas nacionales para aplicaciones críticas.

Resistencia a la Corrosión

5056 ofrece una robusta resistencia a la corrosión atmosférica y tiene buen desempeño en ambientes marinos porque el magnesio mejora la adherencia de la película protectora de óxido en ambientes con cloruros. Para exposiciones externas generales y salpicaduras o inmersión en agua de mar, 5056 supera frecuentemente aleaciones con menor contenido de Mg y algunas aleaciones tratables térmicamente que sacrifican resistencia a la corrosión por lograr máxima resistencia. Sin embargo, el mantenimiento regular y la elección de recubrimientos influyen en el desempeño a largo plazo en ambientes agresivos.

No obstante, aleaciones con mayor contenido de magnesio, incluyendo 5056, pueden ser más susceptibles a formas localizadas de corrosión como picaduras y fisuración por corrosión bajo tensión (SCC) bajo esfuerzos de tracción y temperaturas elevadas. Un diseño adecuado para evitar tensiones residuales de tracción, el uso de tempers estabilizados (H116/H321) y el control en procedimientos de soldadura reducen el riesgo. Las interacciones galvánicas con metales más nobles (aceros inoxidables, cobre) pueden acelerar la corrosión localizada; se recomienda usar materiales aislantes y separación de diseño.

Comparado con aleaciones 3xxx y pureza comercial, 5056 sacrifica algo de conformabilidad y conductividad eléctrica a cambio de una resistencia significativamente mayor y mejor resistencia a la corrosión inducida por cloruros. Frente a miembros de la familia 5xxx con alto Mg (p. ej., AlMg5.5 o 5083), diferencias en contenido de elementos menores y control de temple influyen en la susceptibilidad a exfoliación y SCC, por lo que la selección de aleación debe considerar el ambiente de servicio y los métodos de unión.

Propiedades de Fabricación

Soldabilidad

5056 es ampliamente valorado por su soldabilidad por fusión con procesos comunes como TIG (GTAW) y MIG (GMAW), admitiendo aleaciones de aporte diseñadas para la familia 5xxx. Los aportes recomendados son típicamente de Al‑Mg (por ejemplo, aporte 5356) para mantener resistencia a la corrosión y reducir riesgo de fisurado en caliente. La ZAT puede mostrar ablandamiento si el metal base está en condición de trabajo en frío; elegir tempers estabilizados o especificar alivio de tensiones pos‑soldadura es una práctica común para mitigar.

Maquinabilidad

Como aleación trabajada de Al–Mg, 5056 no es de las aleaciones de aluminio más fáciles de maquinar pero ofrece una maquinabilidad aceptable con herramientas adecuadas. Se recomiendan insertos de carburo o revestidos para producción sostenida, y velocidades de corte moderadas con refrigerante abundante para minimizar formación de rebaba adherida. La formación del viruta es generalmente continua; rompevirutas y control de avance evitan enredos y daños superficiales.

Conformabilidad

La conformabilidad es excelente en condiciones recocidas (O) y en tempers ligeramente trabajados en frío, permitiendo embutición profunda, doblado y conformado por estirado. El radio mínimo de doblado y el rebote de muelle dependen del temple y espesor; para doblado a mano y conformados de radio pequeño se requieren tempers O o H111. El trabajo en frío aumenta resistencia pero reduce ductilidad, por lo que pueden requerirse secuencias de conformado y alivio de tensiones o recocido pos‑conformado para piezas complejas.

Comportamiento al Tratamiento Térmico

5056 es una aleación no tratable térmicamente; el tratamiento clásico de solubilización y envejecimiento artificial no produce fortalecimiento por precipitación como en las familias 6xxx/7xxx. El aumento de resistencia se obtiene mediante trabajo en frío (laminado en frío, estirado) y tratamientos controlados de envejecimiento natural o estabilización. Las designaciones de temple (tempers H) reflejan niveles distintos de trabajo en frío y estabilización más que ciclos de endurecimiento por envejecimiento.

El recocido se usa para devolver 5056 a la condición O y restaurar la conformabilidad; los ciclos típicos implican temperaturas elevadas suficientes para aliviar trabajo en frío pero por debajo del punto de fusión. Pueden aplicarse tratamientos de estabilización (por ejemplo, exposición térmica a baja temperatura) tras conformado o soldadura para reducir efectos de envejecimiento por deformación y mejorar resistencia a exfoliación y SCC. Para soldaduras críticas, tratamientos mecánicos pos‑soldadura (estirado) o especificación de temple estabilizado pre‑soldadura preservan el comportamiento frente a corrosión.

Desempeño a Alta Temperatura

Como la mayoría de aleaciones de aluminio, 5056 experimenta una pérdida progresiva de resistencia con el aumento de temperatura. La resistencia estructural útil está típicamente disponible hasta aproximadamente 100–150 °C, y los diseñadores suelen limitar el servicio continuo por debajo de ~150 °C para evitar ablandamiento significativo y pérdida del límite elástico. Por encima de estas temperaturas, la fluencia y la reducción de vida a fatiga pueden volverse críticas, por lo que los diseños para altas temperaturas generalmente prefieren otras clases de aleación o enfoques de diseño protector.

La oxidación no es una limitación primaria en temperaturas típicas de servicio porque el aluminio forma una capa estable de óxido; sin embargo, la película protectora puede verse comprometida por daños mecánicos o ambientes agresivos. Las zonas de soldadura experimentan ciclos térmicos localizados; la ZAT puede ser más blanda que el metal base cuando se usan tempers trabajados en frío. Para componentes expuestos a temperaturas elevadas prolongadas, se deben validar las propiedades mecánicas con datos del proveedor y considerar estabilización térmica o aleaciones alternativas.

Aplicaciones

Industria	Ejemplo de Componente	Razón para Usar 5056
Marina	Revestimiento de casco, cubiertas, accesorios	Buena resistencia a la corrosión por agua de mar y soldabilidad
Recipientes a Presión / Criogénicos	Tanques y tuberías	Buena relación resistencia-peso y tenacidad a baja temperatura
Transporte	Paneles estructurales, remolques	Equilibrio entre resistencia, conformabilidad y facilidad de unión
Consumo / Artículos Deportivos	Cuadros de bicicleta, utensilios de cocina	Resistencia a la corrosión y resistencia moderada con buen acabado
Electrónica / Gestión Térmica	Chasis, disipadores	Conductividad térmica razonable con buen rendimiento en corrosión

5056 se elige cuando se requiere una combinación de soldabilidad, resistencia al agua de mar y resistencia moderada a alta. Su uso en ambientes marinos y de presión proviene de su desempeño consistente en ambientes con cloruros y buena tenacidad a bajas temperaturas.

Consideraciones para la Selección

Para un ingeniero que elige materiales, 5056 es una opción pragmática cuando la resistencia a la corrosión en ambientes marinos o con cloruros y buena soldabilidad son prioridades, manteniendo mayor resistencia que aleaciones de pureza comercial. Es especialmente útil cuando el diseñador prefiere un comportamiento pos‑soldadura predecible sin depender del endurecimiento por precipitación.

En comparación con aluminio comercialmente puro (1100), 5056 ofrece una resistencia sustancialmente mayor y mejor resistencia a la fatiga a costa de algo menor conductividad eléctrica y térmica y una conformabilidad marginalmente reducida. Frente a aleaciones comunes trabajadas en frío como 3003 o 5052, 5056 se sitúa en un nivel superior de resistencia y generalmente ofrece mejor resistencia al agua de mar, pero puede ser algo menos conformable y más sensible a SCC bajo esfuerzos de tracción sin la selección adecuada de temple.

En comparación con aleaciones tratables térmicamente como 6061 o 6063, el 5056 ofrece un mejor rendimiento anticorrosivo y soldabilidad en ambientes con cloruros, a pesar de tener una resistencia máxima alcanzable menor; elija 5056 cuando la retención de la resistencia después de la soldadura y la resistencia a la corrosión marina sean más importantes que la máxima resistencia y rigidez.

Resumen Final

El 5056 sigue siendo una aleación de ingeniería relevante debido a su combinación de resistencia por solución sólida a base de Mg, buena soldabilidad y confiable resistencia a la corrosión en ambientes marinos y expuestos a cloruros. Su versatilidad en formas de chapa, placa y extruido lo convierte en una opción preferida para estructuras y aplicaciones a presión donde se requiere un desempeño predecible post-soldadura y buena conformabilidad.