Aluminio 5183: Composición, Propiedades, Guía de Temple y Aplicaciones

Descripción General Integral

5183 es un miembro de las aleaciones de aluminio de la serie 5xxx, las cuales se fortalecen con magnesio (Mg) y se clasifican como no susceptibles a tratamiento térmico. La aleación está formulada para proporcionar una resistencia superior a las calidades comerciales de pureza inferior con contenido menor de Mg, manteniendo la resistencia a la corrosión característica de la familia que contiene Mg. Su principal elemento de aleación es el magnesio, normalmente en un rango medio de un solo dígito en porcentaje, con adiciones menores de cromo y elementos traza para controlar la estructura del grano y resistir el ataque intergranular. El mecanismo de fortalecimiento es principalmente por solución sólida debido al Mg y por endurecimiento por deformación en los temple en frío; no existe un camino de endurecimiento por precipitación para alcanzar alta resistencia.

Las características clave del 5183 incluyen resistencia a la tracción superior al promedio para una aleación 5xxx, excelente resistencia a la corrosión marina, buena soldabilidad con metales de aporte comunes y buena conformabilidad en temple recocido y templas con ligero endurecimiento por deformación. La aleación se usa ampliamente en estructuras marítimas, componentes para vehículos, recipientes a presión y aplicaciones en las que se requiere un equilibrio entre resistencia, tenacidad y resistencia al agua de mar. Los ingenieros eligen el 5183 cuando se necesitan la resistencia a la corrosión y ductilidad de la serie 5xxx con una resistencia mayor que las series 1100 o 3000, y cuando el diseñador prefiere el endurecimiento por trabajo en frío en lugar del tratamiento térmico para ajustar las propiedades.

El 5183 es frecuentemente seleccionado sobre algunas aleaciones de las series 6xxx y 7xxx cuando la soldabilidad superior y la resistencia a ambientes salinos tienen mayor prioridad que la necesidad de la máxima resistencia absoluta. Se especifica comúnmente en construcción naval, plataformas offshore, tanques criogénicos y componentes de transporte donde se anticipan cargas cíclicas y exposición a ambientes con cloruros. La combinación de rendimiento mecánico, comportamiento predecible en soldadura y disponibilidad en formas de chapa, placa y extruidos lo convierte en una opción pragmática para componentes estructurales de aluminio de resistencia moderada a alta.

Versiones de Temple

Temple	Nivel de Resistencia	Elongación	Formabilidad	Soldabilidad	Notas
O	Bajo	Alta	Excelente	Excelente	Totalmente recocido; mejor formabilidad y ductilidad
H111	Bajo-Moderado	Alta	Muy buena	Excelente	Ligero endurecimiento por deformación; formabilidad general comercial
H14	Moderado	Moderado	Buena	Excelente	Endurecido a un cuarto; común para embutido y conformado moderado
H24	Moderado-Alto	Moderado-Bajo	Regular	Excelente	Endurecimiento por deformación estabilizado para mayor resistencia
H116 / H1160	Moderado-Alto	Moderado	Regular	Excelente	Temple resistente a la corrosión marina, común en aplicaciones marítimas
H32	Moderado-Alto	Moderado	Buena	Excelente	Endurecido por deformación y estabilizado por recocido parcial
(Temples T)	No aplicable	—	—	—	5183 no es susceptible a tratamiento térmico; designaciones T no son típicas para esta aleación

La elección del temple afecta fuertemente el equilibrio entre resistencia y ductilidad en el 5183. El producto recocido (O) ofrece la máxima elongación y mejor formabilidad para embutido profundo o conformado complejo, mientras que los temples en serie H aumentan progresivamente la resistencia mediante trabajo en frío a costa de la elongación y capacidad de conformado por estirado.

En la práctica, las piezas estructurales marinas suelen utilizar los temples H116 o H32 para combinar mayor límite elástico con desempeño documentado en agua de mar y menor susceptibilidad a corrosión bajo tensión en condiciones típicas de servicio. Los fabricantes deben coordinar la selección de temple con los procesos de formado y la exposición térmica final, ya que el temple puede modificarse durante la soldadura o el conformado en caliente.

Composición Química

Elemento	Rango %	Notas
Si	0.40 máx.	Silicio limitado para reducir intermetálicos duros y frágiles y mantener ductilidad
Fe	0.40 máx.	Hierro controlado para limitar partículas intermetálicas gruesas que reducen la formabilidad
Mn	0.10 máx.	Bajo en manganeso; pequeñas cantidades refinan el grano y mejoran la tenacidad
Mg	4.5–5.5	Elemento principal de fortalecimiento; proporciona resistencia por solución sólida y resistencia a la corrosión
Cu	0.10 máx.	Cobre minimizado para evitar pérdida de resistencia a la corrosión y aumento de actividad galvánica
Zn	0.25 máx.	Zinc mantenido bajo para evitar susceptibilidad a grietas por corrosión bajo tensión
Cr	0.05–0.25	Cromo utilizado para controlar la estructura del grano y reducir sensibilidad a corrosión y recristalización
Ti	0.15 máx.	El titanio actúa como refinador de grano cuando está presente, frecuentemente residual del proceso
Otros (cada uno)	0.05 máx.	Elementos menores e impurezas limitados; resto balance Al

El magnesio es el elemento de aleación dominante y define el comportamiento mecánico y la resistencia a la corrosión del 5183; mayores contenidos de Mg proporcionan mayor fortalecimiento por solución sólida y mejor resistencia a la corrosión en ambientes con cloruros. El cromo actúa como microaleación para controlar el crecimiento del grano durante el procesamiento termomecánico y limitar la exfoliación y la corrosión intergranular. Los contenidos bajos de cobre y zinc son intencionados para preservar la resistencia a la corrosión marina de la aleación y minimizar las tendencias galvánicas frente a aceros y otros metales.

Propiedades Mecánicas

En comportamiento a tracción, el 5183 presenta una combinación de resistencia a la tracción moderada a alta y buena elongación, dependiendo del temple y espesor. El material recocido (O) muestra límite elástico bajo pero elongación uniforme y total alta, adecuada para operaciones de formado; los temples H presentan mayor límite elástico y resistencia a la tracción debido al endurecimiento por deformación. La dureza se correlaciona con el temple: los productos con temple H o trabajados en frío exhiben valores superiores en Vickers/Brinell respecto al recocido, y la dureza aumenta con el grado de trabajo en frío.

El desempeño a fatiga en el 5183 es generalmente favorable dentro de la familia 5xxx cuando se controlan el acabado superficial, las tensiones residuales y las picaduras de corrosión; sin embargo, la vida a fatiga es sensible a concentradores de tensión y picaduras por corrosión marina. El espesor influye tanto en la resistencia como en la ductilidad: secciones delgadas son más fáciles de endurecer en frío hasta mayores resistencias y a menudo muestran mejor resistencia a fatiga tras el acabado superficial, mientras que la placa gruesa puede exhibir menor formabilidad y diferente anisotropía mecánica debido al historial de laminado.

Propiedad	O / Recocido	Temple Clave (ej: H116/H32)	Notas
Resistencia a la tracción	~180–260 MPa (depende del espesor)	~260–340 MPa	Los rangos amplios reflejan espesor y grado de trabajo en frío; consultar datos del proveedor
Límite elástico	~60–140 MPa	~170–300 MPa	El límite elástico aumenta sustancialmente con temple H y trabajo en frío
Elongación	~20–35%	~6–18%	Recocido muestra alta ductilidad; los temples H sacrifican ductilidad por resistencia
Dureza (HB)	~30–70 HB	~60–100 HB	La dureza escala con el grado de endurecimiento por deformación y designación de temple

Los valores mecánicos específicos anteriores varían según la ruta de procesamiento, la exposición térmica previa y la forma del producto; por ello, el diseño debe basarse en datos certificados del lote suministrado. Para componentes críticos a fatiga, se recomienda especificar tratamientos post-fabricación como granallado, acabado superficial o anodizado para mitigar el inicio desde defectos superficiales y mejorar la vida útil.

Propiedades Físicas

Propiedad	Valor	Notas
Densidad	~2.66 g/cm³	Típica de aleaciones Al-Mg; ligeramente inferior a algunas aleaciones Al-Zn o Al-Cu
Rango de Fusión	~590–640 °C	Rango sólido-líquido depende de la composición y las impurezas
Conductividad térmica	~120–140 W/m·K	Inferior al aluminio puro pero aún alta para estructuras disipadoras de calor
Conductividad eléctrica	~30–36 %IACS	Reducida respecto al Al puro debido a la aleación con Mg y otros solutos
Calor específico	~0.90 J/g·K	Cercano a valores comunes en aleaciones de aluminio
Coeficiente de expansión térmica	~23–24 µm/m·K (20–100 °C)	Coeficiente típico de expansión térmica para aleaciones de Al

La conductividad térmica y eléctrica del 5183 lo hacen adecuado para la dispersión de calor y algunas aplicaciones eléctricas donde se requiere mayor resistencia mecánica que el aluminio puro. La combinación de conductividad térmica relativamente alta y buena formabilidad permite su selección para paneles intercambiadores de calor y envolventes que enfrentan condiciones marinas o corrosivas.

Los diseñadores deben considerar el relativamente alto coeficiente de expansión térmica al unir 5183 con materiales disímiles para evitar acumulación de esfuerzos térmicos durante las variaciones de temperatura en servicio. La referencia del rango de fusión es importante para la soldadura y la exposición a ciclos térmicos, ya que la fusión y re-solidificación durante la soldadura alteran localmente la microestructura y propiedades mecánicas.

Formas del Producto

Forma	Espesor/Tamaño Típico	Comportamiento de Resistencia	Temple Común	Notas
Chapa	0.3–6 mm	Uniforme a través del espesor; buena para estampado	O, H111, H14, H116	Ampliamente disponible; utilizada para paneles de carrocería y cubiertas marinas
Placa	6–200+ mm	Menor conformabilidad; soporta secciones estructurales más gruesas	O, H112, H116	Placa de gran espesor para cascos, cubiertas y recipientes a presión
Extrusión	Sección transversal 2–200 mm	La resistencia depende del perfil y del trabajo posterior a la extrusión	O, H32, H116	Dirección longitudinal beneficiada por el trabajo de extrusión; secciones complejas posibles
Tubo	Diámetros exteriores típicos 6–300 mm	Resistencia similar a chapa en tubos de pared delgada	O, H111	Usado en tuberías, tubos estructurales e intercambiadores de calor
Barra/Tvarón	Diámetros 5–200 mm	Secciones sólidas logran resistencia por trabajo en frío	O, H14, H24	Usados en elementos de fijación, accesorios y componentes mecanizados

Las rutas de fabricación influyen en la anisotropía mecánica y las tensiones residuales; chapa y placa derivan sus propiedades del historial de laminado, mientras que las extrusiones combinan la composición de la aleación con la geometría del dado y la tasa de enfriamiento. La placa gruesa a menudo se suministra con estructura de grano y temple controlados para evitar exfoliación y garantizar una tenacidad adecuada para servicios marinos y criogénicos.

La selección entre chapa, placa y formas extruidas debe considerar la fabricación posterior (formado, plegado, soldadura) y las cargas en servicio; por ejemplo, perfiles extruidos complejos reducen la necesidad de soldadura pero pueden tener un costo por unidad mayor que los productos laminados planos. El acabado superficial y los pretratamientos como el anodizado o recubrimientos de conversión deben especificarse para optimizar la vida útil contra corrosión y la adherencia de la pintura.

Grados Equivalentes

Norma	Grado	Región	Notas
AA	5183	Estados Unidos	Designación de Aluminum Association; ampliamente usado en Norteamérica
EN AW	5183	Europa	EN AW-5183 usado frecuentemente de forma intercambiable, pero composiciones/tolerancias específicas EN pueden variar ligeramente
JIS	A5183	Japón	Variantes JIS ajustan la composición química según prácticas locales de fabricación
GB/T	5183	China	Existencia de equivalentes chinos con contenido de Mg similar pero posibles diferencias en límites de impurezas

Las etiquetas de grado equivalentes son nominalmente interoperables, pero pueden existir diferencias sutiles en límites de impurezas, microestructura aceptada y designaciones de temple entre normas. Los compradores deben cotejar certificados de fábrica y especificaciones de pedido en lugar de basarse solo en el nombre del grado, especialmente en aplicaciones críticas como fabricación de cascos marinos o recipientes a presión.

La práctica regional puede favorecer determinados temple o especificaciones suplementarias (ej. H116 para servicio marino), por lo que se recomienda verificar ambos criterios, químico y mecánico, y solicitar informes de ensayo para confirmar el cumplimiento con la norma prevista.

Resistencia a la Corrosión

5183 ofrece alta resistencia a la corrosión general y localizada en ambientes atmosféricos y de agua de mar, razón clave para su selección en aplicaciones marinas. Su relativamente alto contenido de Mg forma una película de óxido protectora y adherente, mejorando la resistencia a la picadura frente a aleaciones con bajo Mg, mientras que las adiciones de cromo ayudan a controlar la susceptibilidad a la corrosión intergranular y exfoliativa. En ambientes ricos en cloruros, impurezas controladas y un temple adecuado (como H116) reducen el riesgo de corrosión activa, aunque daños superficiales y mantenimiento deficiente pueden ocasionar picaduras.

Respecto a la corrosión bajo tensión (SCC), aleaciones de la serie 5xxx con Mg por encima de ~3% pueden ser susceptibles bajo tensiones de tracción sostenidas y altas temperaturas; sin embargo, 5183 ha sido optimizada con elementos estabilizadores y control de temple para minimizar SCC en condiciones marinas típicas. No obstante, el diseño debe evitar tensiones de tracción altas y sostenidas en ambientes con cloruros, y considerar protección catódica o recubrimientos protectores cuando sea adecuado. La corrosión por exfoliación es generalmente baja en 5183 comparada con aleaciones 7xxx ricas en Zn o trabajadas en frío.

Se deben considerar interacciones galvánicas al unir 5183 con metales disímiles como acero inoxidable o aleaciones de cobre. Cuando están eléctricamente acoplados en ambientes con cloruros, el aluminio se comporta como ánodo y corroerá preferentemente salvo que esté aislado por materiales no conductores o protección sacrificial. Comparado con aleaciones serie 6xxx (Al-Mg-Si), 5183 presenta mejor resistencia al agua de mar pero usualmente menor resistencia máxima a la tracción; frente al aluminio puro (1100), 5183 sacrifica algo de conductividad eléctrica y térmica a cambio de mayor resistencia mecánica y mejor durabilidad marina.

Propiedades de Fabricación

Soldabilidad

5183 se suelda fácilmente con procesos de fusión comunes como TIG (GTAW), MIG (GMAW) y soldadura por arco sumergido, respondiendo bien a técnicas protegidas por gas. Aleaciones de aporte comunes incluyen 5356 y 5183; 5356 (Al-Mg) es frecuentemente usada para aportar buena resistencia y ductilidad en la zona de soldadura y controlar porosidad. El riesgo de fisuración en caliente en 5183 es relativamente bajo comparado con algunas aleaciones de aluminio de alta resistencia, pero el diseño de junta, limpieza y control de aporte térmico son críticos para evitar porosidad y gestionar el ablandamiento en la zona afectada por el calor (HAZ).

Maquinabilidad

La maquinabilidad de 5183 es moderada comparada con aleaciones forjadas de fácil maquinado; se mecaniza mejor que muchas aleaciones Al-Cu de alta resistencia o algunas Al-Zn, pero peor que las series 6xxx en ciertas condiciones de corte. Se recomiendan montajes rígidos, herramientas de carburo con filo positivo y ciclos de percutido para taladrar evitando borde acumulado y mala terminación superficial. Velocidades y avances deben ser conservadores respecto a las aleaciones 6xxx, y el uso de lubricante/refrigerante ayuda a la evacuación de viruta y vida útil de herramienta.

Formabilidad

La formabilidad es excelente en el temple O y buena en temple ligeramente endurecido como H111 y H14, permitiendo repujado profundo, plegado y operaciones de giro típicas en paneles marinos y carrocería de transporte. El radio mínimo de doblado depende del temple y espesor; para chapa en temple O, son posibles radios cerrados (r/t < 1–2), mientras que temple H requiere radios mayores y puede necesitar recocido intermedio. Para operaciones severas de formado, especifique material recocido y controle el rebote mediante diseño de herramientas y parámetros de proceso.

Comportamiento al Tratamiento Térmico

5183 es una aleación no tratable térmicamente, cuyas propiedades mecánicas se desarrollan por trabajo en frío (endurecimiento por deformación) y pueden modificarse mediante recocido o exposición térmica controlada. Los tratamientos de solución y envejecido por precipitación usados en aleaciones tratables no producen los mismos mecanismos de endurecimiento en 5183, por lo que no se deben esperar respuestas tipo T6. En cambio, el recocido (condición O) ablanda el material a su resistencia mínima y máxima ductilidad; el trabajo en frío controlado genera temple H con mayores límites elásticos y resistencia a la tracción.

Los ciclos térmicos durante soldadura o formado en caliente pueden recocer parcialmente temple endurecido y ocasionar ablandamiento local en la zona afectada por el calor (HAZ). Como no hay endurecimiento por precipitación para recuperar, la resistencia perdida por sobreenvejecido o recocido solo se puede recuperar mediante trabajo en frío. Se usan temple estabilizados (ej. H116) para limitar cambios de propiedad durante servicio y soldadura combinando trabajo en frío controlado con estabilización térmica para reducir susceptibilidad a corrosión bajo tensión y deriva de propiedades.

Desempeño a Alta Temperatura

A temperaturas elevadas, 5183 experimenta reducción en límite elástico y resistencia a la tracción debido a la disminución del endurecimiento por solución sólida del Mg y la aceleración de procesos de recuperación. Las temperaturas prácticas continuas en servicio suelen limitarse a alrededor de 100–150 °C para aplicaciones estructurales; exposiciones prolongadas por encima de estos rangos pueden reducir notablemente la capacidad mecánica e incrementar tasas de fluencia. La oxidación del aluminio es mínima en comparación con aleaciones ferrosas, pero la formación de escamas superficiales y pérdida de integridad mecánica por debilitamiento a nivel de contornos de grano puede ocurrir bajo exposición térmica sostenida.

La zona afectada por calor (HAZ) producida por soldadura es especialmente sensible porque las temperaturas locales se aproximan a la fusión e inducen cambios microestructurales; los diseñadores deben evitar condiciones de operación que combinen temperaturas elevadas con tensiones de tracción sostenidas en ambientes con cloruros para limitar el riesgo de corrosión bajo tensión. Para exposiciones térmicas transitorias, considere secciones más gruesas, diseños para alivio de tensiones y recubrimientos protectores para preservar el desempeño a largo plazo.

Aplicaciones

Industria	Componente Ejemplo	Por qué se utiliza 5183
Marina	Placas del casco, cubiertas, mamparos	Excelente resistencia a la corrosión en agua de mar y buena relación resistencia-peso
Automotriz y Transporte	Pisos de remolques, paneles estructurales	Buena conformabilidad y resistencia a sales descongelantes en bordes de carretera
Aeroespacial y Defensa	Estructuras secundarias, paneles, herrajes	Resistencia, tenacidad y soldabilidad favorables para grandes ensamblajes fabricados
Recipientes a Presión / Criogénicos	Tanques de gases licuados, recipientes criogénicos	Buena tenacidad a baja temperatura y soldabilidad
Electrónica / Gestión Térmica	Cajas, chasis	Alta conductividad térmica combinada con resistencia a la corrosión

La combinación de resistencia moderada a alta, soldabilidad y resistencia a la corrosión de grado marino de la aleación 5183 la mantiene en un uso amplio para estructuras y componentes que funcionan en ambientes agresivos. Su idoneidad particular para construcción soldada y fabricada y para piezas que requieren tanto ductilidad