Aluminio 518: Composición, Propiedades, Guía de Temple y Aplicaciones

Descripción General Completa

La aleación 518 pertenece a la serie 5xxx (Al-Mg) de aleaciones de aluminio, caracterizada principalmente por el magnesio como elemento principal de aleación. Forma parte de la familia no tratable térmicamente donde la resistencia se desarrolla predominantemente mediante el fortalecimiento por solución sólida y el endurecimiento por deformación (trabajo en frío) en lugar de tratamientos térmicos por precipitación.

Las adiciones típicas principales de aleación en el 518 incluyen magnesio en un rango porcentual medio de un solo dígito, con cantidades controladas de manganeso y elementos traza como cromo y titanio para estabilizar la estructura de grano y controlar la recristalización. Estos elementos combinan para ofrecer un equilibrio de resistencia moderada a alta, buena ductilidad en estados recocidos y un desempeño mejorado en ambientes marinos y atmosféricos en comparación con muchas aleaciones Al-Si o Al-Mn.

Las características clave del 518 son su favorable relación resistencia-peso, buena resistencia a la corrosión general y por picado en ambientes de agua de mar, y excelente conformabilidad en frío en condiciones recocidas. La soldabilidad es generalmente buena utilizando procesos convencionales de fusión, aunque debe considerarse el ablandamiento local en la zona afectada por el calor (HAZ) y cierta susceptibilidad al agrietamiento por corrosión bajo tensión en condiciones específicas durante el diseño.

Las industrias que comúnmente utilizan aleaciones como la 518 incluyen automotriz, remolques de camión, estructuras y paneles marinos, revestimientos arquitectónicos y ciertos componentes estructurales en sectores de transporte y energía. Los ingenieros seleccionan 518 cuando se requiere una combinación de conformabilidad, resistencia a la corrosión y resistencia moderada, y donde las aleaciones tratables térmicamente son innecesarias o desventajosas para operaciones de conformado y unión.

Variantes de Temple

Temple	Nivel de Resistencia	Elongación	Conformabilidad	Soldabilidad	Notas
O	Bajo	Alto	Excelente	Excelente	Recocido completo, ideal para conformados complejos
H12	Bajo-Medio	Medio	Muy bueno	Excelente	Cuarto trabajo; aumento moderado de resistencia
H14	Medio	Bajo-Medio	Bueno	Excelente	Medio trabajo; común para chapa que necesita algo de rigidez
H16	Medio-Alto	Bajo	Regular	Excelente	Tres cuartos de trabajo; utilizado donde se necesita mayor resistencia sin tratamiento térmico
H18	Alto	Bajo	Limitado	Excelente	Trabajo completo; conformado limitado pero máxima resistencia por trabajo en frío
H111	Bajo-Medio	Medio-Alto	Muy bueno	Excelente	Ligeramente trabajado tras recocido, grado no especificado de endurecimiento por deformación
H32	Medio	Bajo-Medio	Bueno	Excelente	Endurecido por deformación y estabilizado para mantener conformabilidad tras recocido limitado

El temple tiene un efecto de primer orden en el equilibrio mecánico y el comportamiento en fabricación del 518. El estado recocido (O) proporciona ductilidad máxima para estampado profundo y conformados complejos, mientras que los temple H ofrecen incrementos progresivos en resistencia a costa de la elongación y de la facilidad para radios de curvatura apretados.

Dado que el 518 no se fortalece mediante tratamiento térmico convencional por precipitación, se utilizan tratamientos de temple por trabajo en frío controlado y estabilización para ajustar las propiedades según el uso final. Los diseñadores deben contemplar el ablandamiento en la HAZ tras la soldadura y seleccionar templas que se coordinen con las secuencias de conformado y requisitos posteriores a la fabricación.

Composición Química

Elemento	Rango %	Notas
Si	0.10 max	Impureza; mantenida baja para preservar ductilidad y resistencia a la corrosión
Fe	0.40 max	Impureza típica; influye en la resistencia y formación de intermetálicos
Mn	0.20–0.80	Controla la estructura del grano e inhibe la recristalización
Mg	3.5–5.0	Elemento principal de fortalecimiento; mejora resistencia a la corrosión y la resistencia mecánica
Cu	0.10 max	Minimizado para mantener la resistencia a la corrosión; Cu elevado reduce resistencia a SCC
Zn	0.25 max	Mantenido bajo para preservar comportamiento anódico frente a metales catódicos
Cr	0.05–0.25	Refinador de grano y mejora la resistencia a la recristalización y corrosión en límites de grano
Ti	0.05–0.15	Agente de refinamiento de grano durante procesamiento de fundición y deformación
Otros (Al balance)	Balance	El aluminio forma la matriz; otros elementos traza controlados según especificación

El contenido de magnesio es el determinante principal de la resistencia y desempeño anticorrosivo en 518, con aumentos que generalmente incrementan las propiedades a tracción al tiempo que influyen en la susceptibilidad al agrietamiento por corrosión bajo tensión en concentraciones de servicio altas. El manganeso y el cromo actúan como microaleantes para controlar el tamaño de grano y reducir el grado de ablandamiento durante la exposición térmica y la soldadura. Elementos impurezas como hierro y silicio se limitan para evitar intermetálicos gruesos que pueden degradar tenacidad y conformabilidad.

Propiedades Mecánicas

En ensayos a tracción, el 518 muestra un amplio rango de comportamiento según el temple y el espesor. El material recocido (O) exhibe límite elástico relativamente bajo con alta elongación, adecuado para el estampado profundo y conformado elástico, mientras que los temple H presentan aumentos progresivos en límite de fluencia y resistencia máxima con disminución de ductilidad y flexibilidad para doblado. El límite elástico y la resistencia a tracción dependen del espesor y el historial de procesamiento; chapas de menor espesor y templas con trabajo en frío más intenso alcanzan resistencias notablemente mayores a temperatura ambiente.

Las tendencias de dureza reflejan las propiedades a tracción y se usan como indicador rápido en planta para verificar el temple. El comportamiento a fatiga está fuertemente correlacionado con la condición superficial, esfuerzo residual y microestructura; superficies pulidas y trabajadas en frío tienden a tener vida a fatiga mejorada, mientras que muescas, pies de soldadura y intermetálicos gruesos la reducen. Las prácticas de diseño requieren considerar el ablandamiento en la HAZ contigua a la soldadura cuando hay detalles críticos para fatiga.

Propiedad	O/Recocido	Temple Clave (ej. H14 / H32)	Notas
Resistencia a la tracción	130–200 MPa	220–320 MPa	Amplia superposición; la tensión depende del nivel de trabajo en frío y espesor
Límite elástico	60–140 MPa	150–260 MPa	El límite elástico aumenta marcadamente con templas H y endurecimiento por deformación
Elongación	20–35%	6–15%	La ductilidad es máxima en material recocido y disminuye con el endurecimiento
Dureza	30–55 HB	60–95 HB	Valores Brinell aproximan la resistencia relativa del temple

Propiedades Físicas

Propiedad	Valor	Notas
Densidad	~2.66 g/cm³	Típico para aleaciones Al-Mg deformadas; permite alta resistencia específica
Rango de fusión	~555–650 °C	Rango sólido-líquido dependiente de la aleación y de impurezas traza
Conductividad térmica	~130–160 W/m·K	Menor que el aluminio puro debido a la aleación; aún buena para disipación de calor
Conductividad eléctrica	~30–45% IACS	Moderadamente conductivo en comparación con otras aleaciones estructurales de aluminio
Calor específico	~0.9 J/g·K	Útil para cálculos térmicos transitorios
Coeficiente de expansión térmica	~23–24 µm/m·K	Coeficiente típico para aleaciones de aluminio; importante para diseño de uniones

Las propiedades físicas posicionan al 518 como un material atractivo para aplicaciones donde se requiere reducción de peso y disipación de calor conjunta, tales como paneles de carrocería y ciertos componentes dispersores de calor. La conductividad térmica y eléctrica son suficientes para muchas tareas de gestión térmica, aunque inferiores al aluminio puro y algunas aleaciones tratables térmicamente; los diseñadores deben tener esto en cuenta al especificar espesores para trayectorias de conducción térmica.

Formas de Producto

Forma	Espesor/Tamaño Típico	Comportamiento de Resistencia	Estado Típico	Notas
Chapa	0.3–6.0 mm	Dependiente del espesor; el trabajo en frío aumenta la resistencia	O, H12, H14, H32	Ampliamente utilizada en paneles de carrocería, revestimientos y paneles interiores
Placa	6–50 mm	Menor potencial de trabajo en frío; propiedades controladas por laminado	O, H111	Usada donde se requieren secciones más gruesas con resistencia y resistencia a la corrosión
Extrusión	Espesor de pared 1–25 mm	Resistencia influenciada por estirado en frío y envejecimiento del lingote	O, H11, H22	Extrusiones estructurales para marcos y refuerzos
Tubo	Ø 6–200 mm	El laminado y estirado afectan la anisotropía mecánica	O, H14, H16	Aplicaciones HVAC, tubos estructurales y marinos
Barra / Varilla	Ø 3–80 mm	El trabajo en frío aumenta la dureza y el límite elástico	O, H12, H14	Componentes mecanizados y sujetadores donde se acepta resistencia moderada

El factor de forma afecta directamente la resistencia alcanzable y la microestructura debido a las diferencias en laminado, estirado y velocidades de enfriamiento. La chapa delgada puede trabajarse intensamente para lograr altos estados H de forma económica, mientras que la placa y extrusiones gruesas dependen más del laminado controlado y el procesamiento termomecánico para alcanzar las propiedades objetivo.

Las diferencias en el procesamiento implican elecciones de aplicación: la chapa está optimizada para conformado y acabado superficial, la placa para piezas estructurales de carga, las extrusiones para secciones transversales complejas, y la barra/varilla/tubo para componentes mecanizados y fabricados.

Grados Equivalentes

Norma	Grado	Región	Notas
AA	518	USA	Aleación forjada Al-Mg; frecuentemente referida en catálogos de proveedores
EN AW	5182 (más cercano)	Europa	5182 es común en Europa y es composicionalmente similar a las variantes AA 518
JIS	A5182 (más cercano)	Japón	En la práctica japonesa se referencia 5182 para composiciones similares de Al-Mg
GB/T	5182 (más cercano)	China	Las normas chinas tienen equivalentes en la familia 5xxx; la numeración exacta varía

Los equivalentes uno a uno directos pueden ser difíciles de encontrar porque los sistemas de numeración de aleaciones incluyen variantes a nivel de familia y específicas de proveedor; 518 se alinea típicamente con químicas estilo 5182 en normas internacionales. Diferencias menores en tolerancias, límites de impurezas y tratamientos térmicos requeridos pueden variar entre especificaciones, por lo que los compradores deben verificar certificados de molino y requisitos de pruebas mecánicas cuando sustituyen grados de diferentes regiones.

Resistencia a la Corrosión

La aleación 518 ofrece buena resistencia general a la corrosión atmosférica y se especifica frecuentemente para aplicaciones marinas y costeras donde la exposición a cloruros es una preocupación. El contenido de magnesio confiere un comportamiento galvánico favorable respecto a aleaciones de aluminio más catódicas, pero comúnmente se aplican prácticas de protección superficial y anodizado para mejorar el desempeño a largo plazo.

En ambientes marinos, el 518 muestra buena resistencia a la corrosión por picaduras y grietas siempre que se gestionen los cloruros y se incorporen recubrimientos protectores o ánodos sacrificatorios en el diseño. La corrosión localizada tiende a agravarse por impurezas, superficies rugosas o recubrimientos despegados, por lo que el control del acabado superficial y el sellado adecuado de juntas son medidas importantes de diseño.

La susceptibilidad a la fisuración por corrosión bajo tensión (SCC) aumenta con el contenido de magnesio y el esfuerzo tensil aplicado a temperaturas elevadas o en ambientes agresivos con cloruros; las aleaciones con Mg por encima de aproximadamente 5% tienen un riesgo notablemente mayor. Para químicas del grado 518 que se mantienen en rangos medios de Mg, la SCC es controlable mediante selección de material, diseño para reducir esfuerzos residuales y tratamientos post-soldadura como alivio mecánico de tensiones o recubrimientos apropiados cuando el servicio crítico lo exige.

Propiedades de Fabricación

Soldabilidad

El 518 es fácilmente soldable mediante MIG (GMAW), TIG (GTAW) y procesos de resistencia con aleaciones de aporte convencionales compatibles con sistemas Al-Mg. Selecciones típicas de aportes son los de la serie 5xxx que igualan o sobrepasan ligeramente el contenido de magnesio del metal base para reducir la susceptibilidad a la corrosión y al ablandamiento de la zona afectada por el calor (ZAC). El ablandamiento en la ZAC es inherente en aleaciones Al-Mg después de la soldadura, por lo que los diseñadores suelen especificar consideraciones mecánicas post-soldadura o combinaciones de estado y aporte para mitigar la pérdida de resistencia local.

Mecanizado

La mecanizabilidad del 518 es moderada y generalmente favorable comparada con aleaciones de aluminio de mayor resistencia; maquinado más limpio que muchas aleaciones Al-Mn pero más blando que aleaciones tratables térmicamente como 6061. Se recomiendan herramientas de carburo con geometría de filo positivo, sujeción rígida y evacuación controlada de viruta para evitar acumulación y engallado superficial. Las velocidades deben ajustarse a aluminio (alto SFM) combinadas con avance adecuados para prevenir vibraciones y generar formación uniforme de virutas.

Conformabilidad

La conformabilidad de 518 en estado O es excelente para embutición profunda, conformado por estiramiento y dobladillo; los radios mínimos típicos dependen del estado y espesor, pero a menudo pueden acercarse a 1–1.5× espesor en condiciones recocidas. El trabajo en frío incrementa la resistencia y reduce los radios de doblado permitidos; el rebote debe considerarse en el diseño de utillajes cuando se trabaja en estados H. El conformado en caliente puede extender ligeramente los límites de conformabilidad, pero raramente es necesario a menos que se requieran formas extremas o alta compensación de rebote.

Comportamiento al Tratamiento Térmico

El 518 se clasifica como una aleación de aluminio forjada no tratable térmicamente; las mejoras de resistencia en masa se logran mediante efectos de solución sólida (por Mg) y endurecimiento por deformación en lugar de endurecimiento por precipitación. No existe un camino útil de envejecimiento tipo T6 para aumentos sostenidos de resistencia, y los intentos de aplicar tratamientos térmicos convencionales típicamente producen ablandamiento en vez de endurecimiento.

El procesamiento térmico típico se centra en recocidos para recuperar ductilidad (ej. recocido a temperaturas cercanas a 345–415 °C según la forma del producto) y tratamientos de estabilización para reducir tensiones residuales y controlar la estabilidad dimensional. Cuando se requiere mayor resistencia, las secuencias de trabajo en frío (laminado, estirado) combinadas con designaciones de estado controladas (estados H) son la vía industrial para alcanzar las propiedades objetivo.

Desempeño a Alta Temperatura

A temperaturas elevadas, el 518 experimenta pérdida gradual de resistencia debido a fenómenos de recuperación y recristalización, con propiedades mecánicas útiles típicamente limitadas a temperaturas de servicio por debajo de aproximadamente 100–150 °C para aplicaciones estructurales. La oxidación es mínima en la mayoría de ambientes atmosféricos, pero la exposición prolongada a temperaturas más altas o en atmósferas oxidantes con cloruros acelera el cambio microestructural y puede comprometer la resistencia a la corrosión.

Se debe prestar especial atención a conjuntos soldados, ya que la ZAC puede experimentar ablandamiento adicional bajo ciclos térmicos, y el desempeño a fluencia a temperaturas elevadas es limitado; se recomiendan márgenes de diseño y ensayos para componentes sometidos a cargas sostenidas a temperaturas moderadas.

Aplicaciones

Industria	Componente Ejemplo	Razón para Usar 518
Automotriz	Paneles de carrocería, forros interiores	Excelente conformabilidad en estado O; buena resistencia a la corrosión y a abolladuras cuando se endurece por deformación
Marina	Componentes de cabina, paneles estructurales	Buena resistencia a la corrosión por agua de mar y soldabilidad para ensamblajes soldados
Aeronáutica	Estructura secundaria, carenados	Bueno relación resistencia/peso y conformabilidad para partes estructurales no primarias
Arquitectura	Revestimientos y paneles de techo	Resistencia a la intemperie y facilidad de fabricación para superficies estéticamente terminadas
Electrónica	Paneles disipadores de calor	Conductividad térmica adecuada con menor densidad para envolventes sensibles al peso

El 518 se usa donde se requiere un equilibrio entre conformabilidad, resistencia a la corrosión y resistencia moderada, y donde la soldabilidad y el acabado superficial son importantes. Su adaptabilidad a distintas formas de producto y estados lo convierten en una opción práctica para componentes estructurales y de carcasa de tamaño medio en múltiples industrias.

Consideraciones para la Selección

Para un diseñador que compara el 518 con aluminio comercialmente puro como el 1100, se espera que el 518 pierda algo de conductividad eléctrica y térmica a cambio de una resistencia sustancialmente mayor y una capacidad de carga mucho mejor. Si la conductividad es el requisito principal, 1100 o aleaciones de alta pureza siguen siendo preferibles; elija 518 cuando el desempeño estructural y la resistencia a la corrosión tengan prioridad.

Comparado con aleaciones endurecidas por deformación como 3003 o 5052, el 518 suele tener mayor resistencia debido a su mayor contenido de Mg, manteniendo una resistencia a la corrosión competitiva; sin embargo, el 5052 puede ofrecer mejor conformabilidad en algunas aplicaciones de embutición profunda. Al decidir entre 518 y aleaciones tratables térmicamente comunes como 6061/6063, seleccione 518 si se requiere conformado en frío extensivo o mejor desempeño en corrosión marina a pesar de su menor resistencia máxima; 6061 es preferible cuando se requieren mayor resistencia tratable térmicamente y mejor mecanizabilidad.

Las consideraciones para la adquisición deben incluir la disponibilidad local de los temple y espesores deseados, la compatibilidad del material de aporte para soldadura y la posible necesidad de tratamientos posteriores a la soldadura o conformado para garantizar que el componente final cumpla con los requisitos de resistencia a la fatiga y estabilidad dimensional.

Resumen Final

La aleación 518 sigue siendo relevante porque combina las ventajas intrínsecas de los sistemas Al-Mg: buena resistencia a la corrosión, soldabilidad y alta conformabilidad en estado recocido, con la capacidad de alcanzar resistencias útiles mediante un trabajo en frío económico. Su conjunto equilibrado de propiedades la convierte en una opción versátil para aplicaciones en transporte, marítimas y arquitectónicas donde se requieren rendimiento fiable, facilidad de fabricación y rentabilidad.