Aluminio 5152: Composición, Propiedades, Guía de Temple y Aplicaciones

Visión General Completa

La Aleación 5152 pertenece a la serie 5xxx de aleaciones de aluminio, caracterizada por tener magnesio como el principal elemento de aleación. Es una aleación no apta para tratamiento térmico y endurecible por deformación, cuyo principal mecanismo de fortalecimiento es el endurecimiento por solución sólida combinado con el trabajo en frío; no responde a tratamientos térmicos convencionales de solución o precipitación.

El 5152 ofrece un equilibrio entre resistencia moderada a alta, excelente resistencia a la corrosión en muchos ambientes (especialmente en atmósferas marinas), buena soldabilidad y una conformabilidad razonable en estados recocidos y endurecidos ligeramente. Las industrias típicas que usan el 5152 incluyen construcción naval, transporte (automotriz y ferroviario), recipientes a presión y aplicaciones arquitectónicas donde se requieren desempeño anticorrosivo y formabilidad.

Los ingenieros eligen el 5152 cuando se necesita una combinación de resistencia al agua de mar o sales descongelantes, buen comportamiento a fatiga y capacidad para ser conformado y soldado económicamente, prefiriéndolo a menudo frente a aleaciones de pureza comercial más blandas por su mayor resistencia y frente a aleaciones tratables térmicamente cuando la fabricación implica trabajo en frío extensivo. El 5152 también se selecciona cuando la estabilidad dimensional tras un endurecimiento moderado y la resistencia a la fisuración por corrosión bajo tensión son importantes.

Variantes de Temple

Temple	Nivel de Resistencia	Elongación	Formabilidad	Soldabilidad	Notas
O	Baja	Alta (20–30%)	Excelente	Excelente	Recocido total, ideal para embutición profunda y conformados severos
H14	Moderada	Moderada (12–18%)	Buena	Excelente	Cuarto endurecido, resistencia mejorada con ductilidad retenida
H16	Moderado-Alto	Moderada (8–15%)	Buena	Excelente	Medio endurecido, común para piezas conformadas en chapa
H18	Alta	Menor (5–12%)	Regular	Excelente	Tres cuartos endurecido, usado para rigidez estructural
H22	Moderada	Moderada (10–18%)	Buena	Excelente	Desestrés tras recocido parcial
H32	Alta (estabilizada)	Menor (6–12%)	Regular-Buena	Excelente	Endurecido por deformación y estabilizado para propiedades controladas

El temple influye profundamente en la relación entre resistencia y ductilidad en el 5152, siendo la condición O recocida la que ofrece la mejor formabilidad para embutición profunda y doblado severo. El endurecimiento por trabajo (serie H) aumenta el límite elástico y la resistencia a la tracción a costa de la elongación, mejorando la rigidez y la resistencia a abolladuras en componentes fabricados.

Composición Química

Elemento	Rango %	Notas
Si	≤ 0.25	Impureza del proceso de fusión; bajo Si preserva la formabilidad
Fe	≤ 0.40	Impureza típica; Fe alto puede reducir la ductilidad
Mn	≤ 0.15	Menor; ayuda a controlar la estructura de grano
Mg	2.2–2.8	Elemento principal que aporta resistencia y resistencia a la corrosión
Cu	≤ 0.10	Bajo para controlar la susceptibilidad a fisuración por corrosión bajo tensión y mantener la resistencia a la corrosión
Zn	≤ 0.10	Mantener bajo para evitar fisuras calientes y problemas galvánicos
Cr	≤ 0.15	Puede mejorar ligeramente la estructura de grano y desempeño anticorrosivo
Ti	≤ 0.15	Refinador de grano en fundidos/lingotes; contenido bajo en producto laminado
Otros	≤ 0.05 c/u, 0.15 total	Elementos traza y residuos; balance Al

El magnesio es la adición principal de aleación que establece la base mecánica y de respuesta a la corrosión; un mayor Mg incrementa la resistencia mediante endurecimiento por solución sólida, pero puede afectar la formabilidad y características de unión. Elementos traza como Fe, Si y Cu se controlan para limitar intermetálicos frágiles y mantener la soldabilidad y resistencia a la corrosión localizada.

Propiedades Mecánicas

El comportamiento a tracción del 5152 depende fuertemente del temple: el material recocido muestra un límite elástico relativamente bajo y resistencia a la tracción modesta con alta elongación uniforme, mientras que el material en temple H presenta límites elásticos y resistencia última significativamente mayores pero con elongación reducida. En general, la aleación muestra una curva tensión-deformación suave con considerable endurecimiento por deformación, proporcionando buena absorción de energía y recuperación elástica predecible para piezas estructurales.

El desempeño a fatiga se beneficia de la buena resistencia a fatiga por corrosión de la aleación y la ausencia de precipitados gruesos; la vida a fatiga mejora con acabados superficiales de alta calidad y cuando se evitan concentradores de tensión agudos. El espesor afecta sustancialmente las propiedades mecánicas y la formabilidad — chapas más delgadas son más fáciles de conformar en frío y permiten radios de doblado mayores en comparación con placas más gruesas donde las gradientes de deformación inducidas por el doblado pueden concentrarse.

Propiedad	Recocido O	Temple Clave (p.ej., H32/H16)	Notas
Resistencia a la Tracción	170–240 MPa	240–330 MPa	Valores varían según temple y espesor; los temperados H muestran aumento significativo
Límite Elástico	60–120 MPa	150–275 MPa	El límite elástico aumenta rápidamente con endurecimiento; diseñar según el temple más bajo esperado
Elongación	20–30%	6–15%	La ductilidad disminuye con el incremento del temple; el calibre afecta la elongación
Dureza	30–45 HB	60–95 HB	Correlaciona con el nivel de temple; la dureza se relaciona con límite elástico y resistencia

Propiedades Físicas

Propiedad	Valor	Notas
Densidad	2.68 g/cm³	Típica de aleaciones forjadas de aluminio; útil para cálculos de masa
Rango de Fusión	570–650 °C	El solidus/liquidus varía con impurezas; no es tratable térmicamente para fortalecer
Conductividad Térmica	~130–150 W/m·K	Inferior al aluminio puro pero aún alta para aplicaciones de disipación térmica
Conductividad Eléctrica	~30–40 % IACS	La aleación reduce la conductividad respecto al aluminio puro
Capacidad Calorífica Específica	~900 J/kg·K	Valor típico a temperatura ambiente usado en modelado térmico
Coeficiente de Expansión Térmica	23–24 µm/m·K	Similar a otras aleaciones Al-Mg; importante para uniones de materiales disímiles

Las propiedades térmicas y eléctricas del 5152 lo hacen adecuado para componentes que requieren buena disipación de calor y conducción eléctrica moderada, manteniendo resistencia a la corrosión. La combinación de baja densidad y buena conductividad térmica es ventajosa en aplicaciones marinas y de transporte donde el peso y el manejo térmico son críticos.

Formas de Producto

Forma	Espesor/Dimensión Típico	Comportamiento de Resistencia	Templados Comunes	Notas
Chapa	0.2–6.0 mm	Uniforme a lo ancho; depende del temple	O, H14, H16, H18, H32	Ampliamente producida; usada para paneles conformados y tanques
Placa	6–25 mm	Menor formabilidad, mayor rigidez	H18, H32	Usada en paneles estructurales y componentes de recipientes a presión
Extrusión	Perfiles hasta secciones grandes	La resistencia depende del temple y tamaño de sección	H22, H32	Uso limitado comparado con extrusiones optimizadas de la serie 5xxx
Tubo	Pared de 0.5–10 mm	Comportamiento similar a chapa; se valoran soldabilidad y estirado	O, H16, H32	Usado en manejo de fluidos y aplicaciones estructurales
Barra/Barrilla	Hasta 100 mm diámetro	Generalmente en estado endurecido por deformación	H14–H32	Utilizado cuando se requieren componentes mecanizados con resistencia a la corrosión y resistencia moderada

Las chapas y bobinas son las formas comerciales más comunes para el 5152, producidas con control estricto del acabado superficial para aplicaciones decorativas y expuestas. Placas y extrusiones requieren parámetros de procesamiento ajustados y a menudo templados diferentes para equilibrar desempeño mecánico y manufacturabilidad en secciones más gruesas o complejas.

Grados Equivalentes

Norma	Grado	Región	Notas
AA	5152	USA	Designación principal en estándares de Aluminum Association
EN AW	5152	Europa	Generalmente equivalente pero normas EN pueden contener sufijos distintos para temple y límites de impurezas
JIS	A5152 (designación)	Japón	Normas locales pueden reflejar tolerancias composicionales o mecánicas ligeras
GB/T	5152	China	Normalmente mapeado directamente al AA 5152 pero pueden existir diferencias menores en especificaciones

Las designaciones equivalentes se corresponden en gran medida entre principales normas debido a la estandarización global de aleaciones serie 5xxx, pero diferencias sutiles en límites de impurezas, designaciones de temple y prácticas de certificación pueden afectar la intercambiabilidad. Siempre verifique la norma específica y los certificados de prueba del molino para aplicaciones críticas que requieran estricta conformidad composicional o mecánica.

Resistencia a la Corrosión

El 5152 presenta una robusta resistencia a la corrosión atmosférica, particularmente en ambientes marinos y donde hay exposición a salpicaduras de agua de mar o sales de deshielo. El contenido de magnesio proporciona una mejor resistencia a la corrosión general y por picaduras en comparación con muchas aleaciones de la serie 3xxx, y la aleación forma una película de óxido protectora que es estable en ambientes alcalinos y muchos ambientes neutros o cercanos a neutros.

La susceptibilidad a la fisuración por corrosión bajo tensión (SCC) es baja en comparación con aleaciones con mayor contenido de cobre, pero puede surgir corrosión localizada en hendiduras o cuando está galvanicamente acoplado a metales más nobles sin aislamiento. En apareamientos galvánicos, el 5152 es anódico frente al acero inoxidable y aleaciones de cobre, por lo que los diseñadores deben usar barreras aislantes o estrategias de protección catódica sacrificial en ensamblajes de metales mixtos.

En comparación con aleaciones de las series 1xxx y 3xxx, el 5152 ofrece una resistencia a la corrosión superior y mayor resistencia mecánica; comparado con aleaciones de la serie 6xxx, generalmente es más resistente a la corrosión marina pero no ofrece la misma resistencia máxima de materiales que pueden ser tratados térmicamente.

Propiedades de Fabricación

Soldabilidad

El 5152 se suelda fácilmente con procesos comunes de fusión incluyendo MIG (GMAW) y TIG (GTAW); su bajo contenido de cobre y magnesio controlado limitan las tendencias a fisuras por calor cuando se siguen buenas prácticas. Aleaciones recomendadas para aportación incluyen 5356 (Al-Mg) para retención de resistencia y resistencia a la corrosión, con 4043 usado para mejor fluidez y reducción de decoloración en superficies decorativas. El ablandamiento en la zona afectada por el calor es mínimo porque la aleación no es tratable térmicamente, pero el control de distorsión y perforación es importante al soldar espesores delgados.

Mecanizado

La mecanización del 5152 es moderada a aceptable; mecaniza más fácilmente que algunas aleaciones Al-Mg de mayor resistencia pero no es tan fácil de cortar como ciertas aleaciones Al-Si. Herramientas de carburo, geometrías de filo con ángulo positivo y tasas de avance elevadas con refrigerante adecuado proporcionan el mejor acabado superficial y vida útil de la herramienta; la formación de rebaba adherida puede ser un problema en cortes interrumpidos o condiciones de aleación pegajosa. Evite velocidades de corte excesivas que induzcan endurecimiento por deformación cerca de la superficie, y asegure el control de virutas en secciones de pared delgada.

Formabilidad

La formabilidad en el temple recocido O es excelente, permitiendo embutición profunda, torneado de chapa y doblez complejo con rebote relativamente bajo. Para los temple H, los radios de curvatura deben aumentarse y las operaciones de formado escalonarse para evitar fisuras; se pueden usar recocidos intermedios o formado por estiramiento para lograr radios más cerrados. Los diseñadores deben referenciar los radios mínimos de curvatura expresados en múltiplos del espesor y considerar el endurecimiento por trabajo en las predicciones finales de rebote.

Comportamiento ante Tratamiento Térmico

Estas aleaciones no son tratables térmicamente; el fortalecimiento mecánico se logra mediante trabajo en frío (endurecimiento por deformación) y tratamientos térmicos estabilizadores en lugar de soluciones y precipitación. El procesamiento típico usa recocido para restaurar ductilidad seguido de trabajo en frío controlado para alcanzar los niveles de resistencia requeridos, a veces con un horneado de estabilización (a baja temperatura) para reducir cambios futuros en las propiedades.

El recocido estándar para aleaciones 5xxx se realiza a temperaturas que restauran una estructura recristalizada sin crear intermetálicos indeseables; el temple O se logra por recocido completo y enfriamiento controlado. Intentos de aplicar ciclos de solución/envejecimiento tipo T no producen un endurecimiento significativo en 5152 y por eso no se usan para aumentar la resistencia.

Desempeño a Alta Temperatura

El 5152 pierde resistencia progresivamente con el aumento de temperatura; la resistencia estructural útil disminuye más allá de aproximadamente 100–150 °C y la exposición térmica por encima de unos 200 °C acelera el recocido y la relajación de propiedades. La oxidación del aluminio es mínima bajo condiciones de servicio a menos que las temperaturas sean elevadas y existan atmósferas agresivas, pero las temperaturas altas pueden cambiar la microestructura y reducir la vida a fatiga.

Las zonas afectadas por calor de la soldadura pueden experimentar ablandamiento localizado cuando se exponen posteriormente a temperaturas elevadas combinadas con esfuerzos mecánicos, por lo que se debe diseñar para reducir la exposición térmica en juntas soldadas críticas. Para operación continua a alta temperatura se debe considerar una familia de aleaciones diferente (por ejemplo, ciertas Al-Si o Al-Zn-Mg).

Aplicaciones

Industria	Componente Ejemplo	Por qué se usa 5152
Automotriz	Tanques de combustible y paneles de carrocería	Resistencia a la corrosión y formabilidad para formas complejas
Marina	Chapado de casco, componentes de cubierta	Excelente resistencia al agua de mar y sales de deshielo
Aeroespacial	Revestimientos interiores y carenados	Buena relación resistencia-peso y facilidad de fabricación
Electrónica	Chasis y paneles	Conductividad térmica y resistencia a la corrosión
Vaso a presión	Tanques y cilindros de LPG	Ductilidad, soldabilidad y resistencia a la fatiga

El 5152 se elige comúnmente cuando la combinación de resistencia a la corrosión marina y la capacidad de ser formado y soldado en taller o en línea es más importante que obtener la máxima resistencia posible. El balance de propiedades de esta aleación soporta una amplia gama de soluciones de diseño en transporte, marina y equipos industriales.

Recomendaciones para la Selección

Al seleccionar el 5152, priorice aplicaciones que requieran resistencia a ambientes marinos, resistencia estructural moderada y buena formabilidad. Use 5152 sobre aleaciones de pureza comercial más suaves cuando se requieran mayores propiedades de límite elástico y resistencia a la tracción sin sacrificar desempeño frente a la corrosión.

En comparación con aluminio comercialmente puro (p. ej., 1100), el 5152 sacrifica algo de conductividad eléctrica y formabilidad última a cambio de resistencia significativamente mayor y mejor resistencia a la corrosión. Frente a aleaciones endurecidas por trabajo comunes como 3003 o 5052, el 5152 usualmente entrega resistencia igual o ligeramente superior y resistencia a la corrosión superior en ambientes con cloruros. Comparado con aleaciones tratables térmicamente como 6061/6063, el 5152 no alcanzará las resistencias máximas, pero es frecuentemente preferido cuando la soldabilidad, formabilidad y resistencia marina son más críticas que la máxima resistencia.

Resumen Final

El aluminio 5152 sigue siendo una aleación práctica y equilibrada para la ingeniería moderna donde se requieren resistencia a la corrosión, buena soldabilidad y capacidad de conformado económico. Su respuesta al endurecimiento por trabajo y desempeño estable en ambientes marinos y atmosféricos lo mantienen vigente para aplicaciones en transporte, marina y estructuras donde la durabilidad y mantenibilidad a largo plazo son prioridades.