Aluminio 5182: Composición, Propiedades, Guía de temple y Aplicaciones

Resumen Exhaustivo

5182 es un miembro de la serie 5xxx de aleaciones de aluminio, una clase dominada por el magnesio como principal elemento de aleación. La familia 5xxx se clasifica como no apta para tratamiento térmico, obteniendo su resistencia principalmente por endurecimiento por solución sólida y trabajo en frío, en lugar de tratamientos térmicos por precipitación.

Las principales adiciones de aleación en el 5182 son magnesio (el elemento principal de fortalecimiento), con pequeñas adiciones controladas de manganeso, cromo y trazas de otros elementos para controlar la estructura del grano y mejorar la resistencia a la recristalización. La aleación aprovecha el sistema Al-Mg para proporcionar un equilibrio de resistencia elevada, buena ductilidad y superior resistencia a la corrosión en comparación con muchas otras series de aluminio laminado.

El fortalecimiento en el 5182 se realiza predominantemente por la solución sólida del Mg en la matriz de Al y por el endurecimiento por deformación durante el conformado; no puede ser significativamente reforzado por ciclos convencionales de temple y envejecimiento. Las características clave incluyen resistencia moderada a alta para una aleación no apta para tratamiento térmico, excelente resistencia a la corrosión general y marina, buena conformabilidad en condiciones recocidas y, en general, buena soldabilidad cuando se usan metales de aporte adecuados.

Industrias que comúnmente especifican el 5182 incluyen la automotriz (cierres de carrocería, paneles interiores), embalaje (cierres especializados), sectores marinos y de transporte donde se requiere resistencia a la corrosión y conformabilidad, y algunas aplicaciones eléctricas/térmicas donde se necesitan conductividad y relación rigidez-peso. Los ingenieros seleccionan 5182 cuando se requiere un compromiso optimizado entre conformabilidad, resistencia elevada por Mg y desempeño ante la corrosión, en lugar de aleaciones de mayor resistencia tratables térmicamente o grados más blandos de aluminio comercialmente puro.

Variantes de Temple

Temple	Nivel de Resistencia	Elongación	Conformabilidad	Soldabilidad	Notas
O	Baja	Alta (20–40%)	Excelente	Excelente	Completamente recocido, ideal para conformados pesados y embutición profunda
H12	Bajo–Medio	Moderada (10–25%)	Buena	Buena	Ligero endurecimiento por deformación para rigidez moderada
H14	Media	Moderada (8–20%)	Buena	Buena	Común para chapa donde se requiere algo de rigidez
H16	Media	Menor (6–15%)	Aceptable	Buena	Mayor endurecimiento por deformación, menor elongación
H22 / H24	Media–Alta	Moderada	Aceptable–Buena	Buena	Endurecido por deformación y luego parcialmente recocido; compromiso entre resistencia y conformabilidad
H32 / H34	Alta	Menor (3–12%)	Reducida	Buena	Endurecido y estabilizado; común para aplicaciones estructurales
T4 (raro)	Bajo–Medio	Alta	Excelente	Buena	Tratado térmicamente en solución y envejecido natural; poco común en la serie 5xxx

La selección del temple modifica fuertemente el equilibrio entre conformabilidad y resistencia. El temple recocido O ofrece la mejor capacidad de embutición y ductilidad, mientras que los niveles progresivos de temple H aumentan el límite elástico y la resistencia a la tracción a costa de la elongación y de la capacidad para embutición profunda.

El espesor y el historial de procesamiento también interactúan con el temple: calibres más delgados alcanzan mayor endurecimiento por trabajo en frío debido al proceso y a menudo pueden entregarse en niveles H más altos, mientras que las formas de producto más gruesas se suministran comúnmente en temples más blandos para facilitar el conformado.

Composición Química

Elemento	Rango %	Notas
Si	≤ 0.25	Control de impurezas; exceso de Si forma intermetálicos duros que reducen ductilidad
Fe	≤ 0.5	Impureza común; promueve intermetálicos que pueden afectar acabado superficial y tenacidad
Mn	0.2–0.7	Controla la estructura del grano y mejora resistencia y resistencia a la recristalización
Mg	4.0–5.0	Elemento principal de fortalecimiento; aumenta resistencia y mejora resistencia a la corrosión
Cu	≤ 0.10	Mantener bajo para preservar resistencia a la corrosión y soldabilidad
Zn	≤ 0.25	Minoritario; niveles mayores pueden reducir resistencia a la corrosión
Cr	≤ 0.25	Control de estructura del grano, limita crecimiento de grano en procesamientos termomecánicos
Ti	≤ 0.15	Refinador de grano cuando está presente en pequeñas cantidades
Otros (cada uno)	≤ 0.05	Elementos traza y residuos; balance Al (~resto)

El magnesio domina el comportamiento mecánico y de corrosión de la aleación, proporcionando endurecimiento por solución sólida y mejorando la resistencia a la acción del agua de mar y atmósferas agresivas. Manganeso y cromo en bajos niveles refinan el comportamiento de recristalización y mantienen la resistencia tras procesamiento termomecánico. Hierro y silicio deben controlarse para evitar intermetálicos gruesos que puedan perjudicar el desempeño superficial y mecánico, especialmente en componentes embutidos o anodizados.

Propiedades Mecánicas

5182 exhibe un comportamiento tensión-límite elástico típico de aleaciones de aluminio no tratables térmicamente de resistencia media. En estado recocido, la aleación muestra buena elongación y capacidad de absorción de energía, haciéndola apta para embutición profunda y operaciones de conformado. En temples endurecidos por deformación, los límites elástico y de resistencia a la tracción aumentan notablemente, con una reducción correspondiente en elongación y conformabilidad para estirado.

La dureza está correlacionada con el temple y el historial de trabajo: el material recocido muestra valores bajos de dureza, mientras que el material con temple H incrementa la dureza por endurecimiento por deformación. El desempeño a fatiga depende del acabado superficial, tensiones residuales por conformado o soldadura y el espesor; se suelen obtener mejores vidas a fatiga en altas ciclos con secciones más gruesas y acabados más lisos. La presencia de Mg mejora la tenacidad a baja temperatura respecto a otras aleaciones laminadas y ofrece desempeño estable en cargas cíclicas cuando se procesa adecuadamente.

El espesor afecta significativamente tanto la resistencia como la ductilidad en 5182. Los calibres delgados exhiben típicamente mayores límites aparentes elástico y de tracción debido al trabajo en frío residual de laminado y enfriamiento similar a temple durante procesamiento, mientras que las placas más gruesas pueden suministrarse en temples más blandos para facilitar conformado y soldadura.

Propiedad	O/Recocido	Temple Clave (p. ej., H32/H34)	Notas
Resistencia a la tracción	~110–170 MPa	~240–360 MPa	Amplio rango según temple y espesor; temples H significativamente más altos
Límite elástico	~35–95 MPa	~150–260 MPa	El límite se incrementa notablemente con endurecimiento por deformación; varía con gauge y temple
Elongación	~20–40%	~3–15%	La conformabilidad baja conforme el temple progresa hacia designaciones H más altas
Dureza (HB)	~30–60 HB	~70–120 HB	Aproximaciones Brinell; la dureza correlaciona con resistencia y temple

Propiedades Físicas

Propiedad	Valor	Notas
Densidad	2.66–2.70 g/cm³	Típico en aleaciones laminadas Al-Mg; buena relación rigidez-peso
Rango de Fusión	~555–650 °C	Solidus/liquidus dependen de la composición exacta; fusión cercana al Al puro pero deprimida por Mg
Conductividad Térmica	~120–150 W/m·K	Menor que el Al puro por la aleación; aún buena para disipación térmica
Conductividad Eléctrica	~25–40 % IACS	Reducida respecto a aluminio puro; la conductividad disminuye con mayor contenido de Mg
Calor Específico	~880–900 J/kg·K	Calor específico típico del aluminio que permite almacenamiento y disipación efectiva de calor
Coeficiente de Dilatación Térmica	~23–24 µm/m·K (20–100 °C)	Dilatación típica para aleaciones de aluminio; debe considerarse en ensamblajes con tolerancias estrictas

5182 mantiene muchas de las propiedades físicas favorables del aluminio: baja densidad, alta conductividad térmica y buen calor específico. Estas propiedades lo hacen útil donde la reducción de peso y la gestión térmica son importantes, aunque la aleación con Mg reduce la conductividad relativa a aleaciones más puras.

Los diseñadores deben considerar la dilatación térmica de la aleación en estructuras unidas y la dependencia de las propiedades mecánicas con la temperatura, especialmente cuando se opera cerca de sus límites de servicio a temperatura elevada.

Formas del Producto

Forma	Espesor/Tamaño Típico	Comportamiento de Resistencia	Temple Común	Notas
Chapa	0.2–6.0 mm	Mayor resistencia aparente en calibres delgados	O, H14, H24, H32	Usado para paneles de carrocería, cerramientos y componentes conformados
Placa	>6.0 mm hasta ~25 mm	Menor endurecimiento por trabajo tras laminado; a menudo más blanda	O, H112	Componentes estructurales y piezas fabricadas que requieren espesor
Extrusión	Secciones transversales variables	La resistencia depende de la sección y el enfriamiento	Tolerancias ±	Menos común; el contenido de Mg afecta las temperaturas de extrusión
Tubo	0.5–10 mm de espesor de pared	Buena formabilidad para tubos soldados/sineros	H32/H34	Usado para líneas de combustible, tubos estructurales con resistencia a la corrosión
Barra/Varilla	Diámetro variable	Buena combinación de resistencia y ductilidad	O, H12	Productos forjados o trefilados para accesorios y sujetadores

La ruta de procesamiento (laminado, trefilado en frío, extrusión) y el temple final determinan la resistencia y anisotropía de los productos 5182. Las chapas y bobinas son las más comunes en los mercados automotriz y de embalaje, con un control cuidadoso del acabado superficial y endurecimiento para permitir conformado y operaciones secundarias como soldadura y adhesivado.

Las placas y formas de sección más pesada suelen suministrarse más blandas para permitir mecanizado y conformado, mientras que las bobinas de chapa más delgada frecuentemente se entregan en temple parcialmente endurecido (H) para aplicaciones de estampado donde el control del rebote es importante.

Grados Equivalentes

Norma	Grado	Región	Notas
AA	5182	USA	Designación de Aluminum Association comúnmente usada en Norteamérica
EN AW	5182	Europa	EN AW-5182 corresponde estrechamente; aplican designaciones europeas de procesamiento y temple
JIS	A5182	Japón	Designación de la Norma Industrial Japonesa; tolerancias químicas y mecánicas muy similares
GB/T	5182	China	Norma nacional china usa designación similar; pueden existir variaciones en especificaciones según el laminador

Las referencias cruzadas entre normas son generalmente directas porque la designación de la aleación 5182 es ampliamente reconocida, aunque existen diferencias menores en límites de impurezas, tempers recomendados y prácticas de certificación. Los compradores deben siempre verificar los certificados de laminación y requisitos de propiedades mecánicas para la norma objetivo y la aplicación prevista.

Resistencia a la Corrosión

El 5182 ofrece excelente resistencia general a la corrosión atmosférica y se desempeña bien en ambientes marinos debido a su relativamente alto contenido de magnesio combinado con bajo contenido de cobre. La película de óxido de aluminio que se forma naturalmente proporciona una barrera protectora; la aleación y el temple pueden influir en la estabilidad de la película y el comportamiento frente a corrosión localizada.

En ambientes ricos en cloruros, la corrosión por picaduras y en grietas sigue siendo posible, especialmente en soldaduras, bordes o sitios con partículas intermetálicas gruesas. Una preparación adecuada de la superficie, recubrimientos y diseño para evitar grietas estancadas mitigan estos riesgos.

La susceptibilidad a la corrosión bajo tensión (SCC) para aleaciones de la serie 5xxx aumenta con mayor contenido de Mg y ciertos tempers que concentran tensiones residuales; el 5182 puede ser susceptible a SCC bajo tensiones de tracción sostenidas en ambientes agresivos, especialmente si está trabajado en frío o soldado incorrectamente. Interacciones galvánicas con metales más nobles (p. ej., cobre, acero inoxidable) pueden acelerar la corrosión localizada del 5182, por lo que se recomienda aislamiento o diseño sacrificial en ensamblajes con metales mixtos.

Comparado con las series 3xxx y 1xxx, el 5182 proporciona resistencia sustancialmente mayor manteniendo resistencia similar o mejor a la corrosión. Frente a aleaciones endurecibles por tratamiento térmico de la serie 6xxx, el 5182 generalmente ofrece mejor resistencia a la corrosión marina pero menor resistencia máxima, lo que explica su selección para componentes expuestos al exterior y marinos.

Propiedades de Fabricación

Soldabilidad

El 5182 se suelda bien con los procesos comunes de soldadura de aluminio (TIG, MIG, por resistencia), y se usa frecuentemente en fabricación automotriz y marina. Aleaciones de aportación recomendadas para la soldadura del 5182 incluyen rellenos Al-Mg como 5183 y 5356, que ayudan a preservar la resistencia a la corrosión y ductilidad en el metal de soldadura. El riesgo de fisuras en caliente es generalmente bajo para aleaciones Al-Mg, pero la soldadura provoca ablandamiento localizado en la zona afectada por calor y posible pérdida de resistencia; el diseño mecánico post-soldadura debe considerar efectos de la ZAC.

Mecanizabilidad

El mecanizado de 5182 se clasifica como regular; es más difícil de mecanizar que aluminio puro debido a su mayor resistencia y tendencia a endurecimiento por trabajo. Herramientas de carburo con filo positivo y montajes rígidos dan mejores resultados, con velocidades de corte moderadas y abundante refrigerante para controlar el empaquetamiento de virutas y la formación de filo adherido. Un acabado superficial fino requiere herramientas afiladas y control de avance para evitar maclado y endurecimiento excesivo en la superficie cortada.

Conformabilidad

La conformabilidad es excelente en condición recocida (O), permitiendo embutición profunda y estampado complejo. Para doblado, los radios internos mínimos recomendados suelen ser del orden de 0.5–1.0× espesor para doblados suaves en chapa recocida, aumentando para tempers H más altos. El trabajo en frío produce una respuesta de endurecimiento predecible que puede usarse para diseñar la resistencia, pero el endurecimiento excesivo puede conducir a fisuras en conformados severos, por lo que a veces se requieren recocidos intermedios.

Comportamiento al Tratamiento Térmico

El 5182 es una aleación no endurecible por tratamiento térmico y no responde a tratamientos convencionales de solubilización y envejecimiento usados para aleaciones 2xxx, 6xxx o 7xxx. Los intentos de aplicar tratamientos de endurecimiento por precipitación no generan incrementos sustanciales en resistencia respecto al endurecimiento por trabajo.

Los cambios en la resistencia se logran por trabajo en frío (endurecimiento por deformación) y por tratamientos térmicos que promueven recuperación o recristalización. El recocido total para restaurar la ductilidad se realiza calentando en el rango de 300–420 °C (las temperaturas típicas dependen del tamaño de sección y la microestructura deseada) seguido de enfriamiento controlado para evitar deformaciones.

Los tempers de estabilización (por ejemplo, H32/H34) se producen mediante trabajo mecánico controlado y tratamientos térmicos para establecer una combinación equilibrada de resistencia y reducción de tensiones residuales. En conjuntos soldados, el calentamiento localizado produce ablandamiento en la ZAC en lugar de endurecimiento por envejecimiento, por lo que debe esperarse recuperación del temple en lugar de incremento de resistencia.

Desempeño a Alta Temperatura

La resistencia mecánica del 5182 se degrada notablemente con el aumento de temperatura, con pérdida apreciable de límite elástico y resistencia a la tracción por encima de aproximadamente 100 °C, acelerándose a temperaturas más altas. Para servicio estructural continuo, los diseñadores suelen limitar la temperatura de operación a menos de aproximadamente 65–100 °C según carga y ambiente para evitar fluencia y pérdida de integridad mecánica.

La oxidación no es generalmente un factor limitante porque el aluminio forma rápidamente una capa protectora delgada de Al2O3; sin embargo, las temperaturas elevadas pueden provocar crecimiento de la microestructura y acelerar efectos en límites de grano que influyen en la corrosión y desempeño mecánico. La soldadura y cualquier ciclo térmico local pueden causar ablandamiento de la ZAC y reducción de resistencia a la fluencia en la vecindad de las uniones.

Para exposiciones transitorias a alta temperatura, el 5182 tolera breves excursiones, pero la exposición prolongada reduce la resistencia y puede exacerbar fenómenos de corrosión bajo tensión. Para aplicaciones donde se requiere resistencia mantenida a alta temperatura, son preferibles aleaciones endurecibles por tratamiento térmico o especiales para alta temperatura.

Aplicaciones

Industria	Componente Ejemplo	Por qué se Usa 5182
Automotriz	Paneles de cerramiento, chapas interiores de carrocería	Combinación de conformabilidad, resistencia a la corrosión y resistencia moderada para piezas estampadas
Marina	Accesorios de casco, molduras, soportes estructurales	Excelente resistencia a la corrosión en agua de mar y buena relación resistencia-peso
Aeroespacial	Accesorios secundarios, soportes	Buena resistencia con baja densidad y resistencia aceptable a la corrosión para estructuras no primarias
Electrónica	Disipadores de calor, chasis	Conductividad térmica y bajo peso útiles para gestión térmica y carcasas EMI

El 5182 es elegido frecuentemente cuando se requiere un balance entre conformabilidad, resistencia a la corrosión y resistencia rentable más que la máxima resistencia alcanzable. Sus capacidades para estampado, soldadura y unión post-conformado lo convierten en una opción práctica para la fabricación en volumen en los sectores de transporte y marina.

Perspectivas para la Selección

El 5182 es una selección apropiada cuando los ingenieros necesitan mejor resistencia que las aleaciones comercialmente puras (p. ej., 1100) pero conservando gran parte de la conformabilidad y resistencia a la corrosión del aluminio. Comparado con 1100, el 5182 sacrifica algo de conductividad eléctrica y térmica pero gana resistencia mecánica sustancial y mejor resistencia a la corrosión en agua de mar.

Frente a otras aleaciones endurecidas por trabajo que contienen Mg como 3003 o 5052, el 5182 se sitúa hacia el extremo de mayor resistencia para aleaciones no endurecibles por tratamiento térmico, ofreciendo rendimiento superior en resistencia a tracción/límite elástico con resistencia a la corrosión marina comparable o a menudo superior. Esto hace al 5182 atractivo cuando se necesita una resistencia algo mayor sin pasar a sistemas endurecibles por tratamiento térmico.

En comparación con aleaciones tratables térmicamente como 6061 o 6063, el 5182 se selecciona cuando la resistencia a la corrosión en ambientes marinos o expuestos a cloruros y la superior conformabilidad son prioritarias sobre las máximas resistencias pico. Utilice 5182 cuando la soldadura y el conformado dominen la cadena de procesos y las condiciones de exposición favorezcan las aleaciones Al-Mg.

Resumen Final

El 5182 sigue siendo una aleación de aluminio ampliamente utilizada porque combina la resistencia por solución sólida inducida por Mg, excelente resistencia a la corrosión y buena conformabilidad en una presentación manufacturable y soldable. Su equilibrio de propiedades y disponibilidad en formas comunes de chapa y bobina lo mantienen vigente para aplicaciones automotrices, marítimas y de ingeniería general donde la durabilidad y la manufacturabilidad son fundamentales.