Aluminio 535: Composición, Propiedades, Guía de Temple y Aplicaciones

Descripción General Completa

La aleación de aluminio 535 pertenece a la serie 5xxx de aleaciones de aluminio-magnesio trabajadas en caliente, caracterizadas por tener al magnesio como principal elemento de aleación. Las series 5xx no son tratables térmicamente y basan sus propiedades mecánicas elevadas principalmente en el endurecimiento por solución sólida y el endurecimiento por deformación, con pequeñas adiciones como manganeso y cromo utilizadas para controlar la estructura de grano y mejorar la resistencia a la corrosión.

El elemento de aleación dominante en el 535 es el magnesio en un rango medio de porcentaje de un solo dígito, respaldado por niveles bajos de manganeso y trazas de otros elementos que refinan la microestructura e influyen en la respuesta al endurecimiento por deformación. Las características clave incluyen buena resistencia media a alta para una aleación no tratable térmicamente, robusta resistencia general y a la corrosión en ambientes marinos, favorable soldabilidad con algunas opciones de aporte, y buena conformabilidad en frío en condiciones recocidas.

Las industrias que comúnmente emplean el 535 incluyen la marina y construcción naval, estructuras de transporte y automotrices donde el ahorro de peso y la resistencia a la corrosión son importantes, así como la fabricación general de recipientes a presión y paneles arquitectónicos. La aleación se elige cuando los diseñadores requieren una combinación de mayor resistencia que el aluminio puro y excelente durabilidad ambiental sin la complejidad o costo de los tratamientos térmicos.

Comparado con aleaciones tratables térmicamente, el 535 evita ciclos de solución y envejecimiento, manteniendo propiedades estables después de la soldadura y servicio prolongado en atmósferas con cloruros. Su selección está frecuentemente impulsada por el equilibrio entre resistencia, soldabilidad y costo donde se requieren resistencia estática moderada a alta y buena resistencia a la fatiga en condiciones corrosivas.

Variantes del Temple

Temple	Nivel de Resistencia	Elongación	Formabilidad	Soldabilidad	Notas
O	Baja	Alta (18–25%)	Excelente	Excelente	Condición completamente recocida para conformado y embutición profunda
H111 / H112	Media-Baja	Media-Alta (12–18%)	Muy buena	Muy buena	Levemente endurecida por deformación, temple de uso general
H14 / H18	Media	Media (8–14%)	Buena	Buena	Endurecida comercialmente a resistencia moderada
H22 / H24	Media-Alta	Media (8–12%)	Aceptable	Buena	Mayor endurecimiento por deformación para piezas estructurales
H32 / H116	Alta	Baja (6–12%)	Limitada	Buena	Estabilizada o alivianada para servicios soldados/marinos
T5 / T6 / T651	No aplicable / Poco común	Variable	Variable	Variable	Designaciones de tratamiento térmico no usadas para la serie 5xxx; listadas solo como referencia

El temple seleccionado para el 535 controla directamente la relación entre resistencia y ductilidad: los temple recocidos (O) maximizan la formabilidad mientras que los niveles H incrementan progresivamente el límite elástico y la resistencia a la tracción a costa de la elongación. Estabilizaciones para grado marino como H116 o H321 se emplean para minimizar el ablandamiento post-soldadura y proporcionar comportamiento consistente en estructuras soldadas.

Composición Química

Elemento	% Rango	Notas
Si	≤ 0.25	Mantenido bajo para evitar intermetálicos nocivos, mejora compatibilidad para fundición
Fe	≤ 0.50	Elemento impureza; exceso forma intermetálicos frágiles que pueden afectar ductilidad
Mn	0.3–1.0	Refinador de grano; mejora resistencia y reduce susceptibilidad a corrosión localizada
Mg	3.0–4.5	Elemento principal de endurecimiento; aumenta resistencia y resistencia a la corrosión
Cu	≤ 0.10	Mantenido mínimo para preservar resistencia a la corrosión y minimizar riesgo de SCC
Zn	≤ 0.25	Niveles bajos tolerados; mayor Zn puede reducir resistencia a la corrosión
Cr	0.05–0.25	Controla la estructura de grano y mejora estabilidad de resistencia durante exposiciones térmicas
Ti	≤ 0.10	Adición en traza para refinamiento de grano en productos fundidos o de gran sección
Otros	Saldo Al	Aluminio constituye el resto con elementos traza permitidos según especificación

El nivel moderado de magnesio es el principal impulsor del endurecimiento por solución sólida en 535 y mejora la resistencia anodica a la corrosión, particularmente en ambientes con cloruros. El manganeso y el cromo actúan como estabilizadores de microestructura que previenen crecimiento excesivo de grano durante fabricación y soldadura, manteniendo tenacidad y reduciendo susceptibilidad a corrosión intergranular.

Propiedades Mecánicas

El comportamiento a tracción del 535 muestra fuerte dependencia del temple e historial de procesamiento. En condición recocida O la aleación exhibe alta ductilidad y resistencia a la tracción moderada, permitiendo embutición profunda y operaciones complejas de conformado. El endurecimiento por deformación a niveles H aumenta marcadamente el límite elástico mientras reduce la elongación, importante para aplicaciones estructurales donde se requiere rigidez y resistencia a deformación permanente.

El límite elástico y la resistencia última también son influenciados por el espesor; calibres más delgados tienden a exhibir mayor endurecimiento y resistencia ligeramente elevada tras el mismo trabajo en frío comparado con chapa más gruesa debido a diferencias en el procesamiento. La dureza se correlaciona con el temple y sirve como métrica práctica de campo para evaluar el grado de endurecimiento y posible ablandamiento tras exposición térmica. El desempeño a fatiga es generalmente bueno para una aleación de aluminio no tratable térmicamente, especialmente cuando se deforma evitando concentradores de esfuerzo y manteniendo protección anticorrosiva.

Propiedad	O/Recocida	Temple clave (ej. H32 / H116)	Notas
Resistencia a la tracción (UTS)	200–260 MPa	320–360 MPa	La UTS aumenta sustancialmente con el endurecimiento por deformación; valores exactos dependen del calibre
Límite elástico (desplazamiento 0.2%)	80–120 MPa	210–260 MPa	El límite elástico es el más sensible al temple y al historial de trabajo en frío
Elongación	18–25%	6–14%	La ductilidad se reduce en temple H más altos; modo de fractura permanece dúctil
Dureza (HB)	40–55 HB	75–95 HB	La dureza aumenta con el endurecimiento y se utiliza para controles de calidad

Propiedades Físicas

Propiedad	Valor	Notas
Densidad	~2.66–2.70 g/cm³	Ligero menor que muchos aceros, permitiendo ahorro de peso
Rango de fusión	~570–645 °C	Intervalo sólido-líquido típico de aleaciones Al-Mg trabajadas
Conductividad térmica	~120–150 W/m·K	Buena conducción térmica; depende del nivel de aleación y temple
Conductividad eléctrica	~28–42 % IACS	Reducida respecto a Al puro por aleación; aún adecuada para partes conductoras
Calor específico	~0.90 J/g·K	Comparable con otras aleaciones de aluminio; importante para cálculos de capacidad térmica
Expansión térmica	~23–24 µm/m·K (20–100 °C)	Expansión térmica moderada; se deben prever tolerancias para ciclos térmicos

La relativamente alta conductividad térmica y conductividad eléctrica moderada hacen al 535 una opción razonable para componentes de gestión térmica donde se requiere resistencia a la corrosión. La densidad combinada con alta resistencia específica conduce a una favorable relación resistencia-peso para piezas estructurales. La expansión térmica debe considerarse en conjuntos con materiales disímiles para evitar distorsiones o problemas de sellado durante excursiones térmicas en servicio.

Formas de Producto

Forma	Espesor/Tamaño Típico	Comportamiento de Resistencia	Temples Comunes	Notas
Chapa	0.3–6.0 mm	Mayor resistencia en calibres laminados en frío	O, H111, H32	Usada ampliamente para piezas conformadas y paneles
Placa	6–150 mm	Menor ductilidad en secciones gruesas; aporte térmico durante fabricación importante	O, H116	Común en cascos y elementos estructurales
Extrusión	Espesor de pared >1 mm	La resistencia varía con sección y enfriamiento	O, H111	Usada para perfiles estructurales y marcos
Tubo	Pared 0.5–10 mm	Enderezado y conformado afectan propiedades finales	O, H32	Tubos para presión y estructurales para uso marino
Barra / Varilla	Ø 6–100 mm	Endurecimiento limitado en secciones grandes	O, H112	Usada para piezas mecanizadas y elementos de fijación

Las chapas y productos de espesor fino suelen ser laminados en frío y pueden ser envejecidos o estabilizados para mejorar la resistencia a la corrosión por esfuerzo, mientras que la fabricación de placas se centra en el control de la historia de laminado y solución para mantener la tenacidad. Las extrusiones requieren diseño cuidadoso de matriz para controlar tensiones residuales y minimizar distorsiones durante el enderezado, y la soldadura de placas o estructuras extruidas usualmente demanda aleaciones de aporte compatibles con el contenido de magnesio.

Grados Equivalentes

Norma	Grado	Región	Notas
AA	535	EE.UU.	Designación utilizada en algunos catálogos de proveedores; pertenece a la familia Al-Mg
EN AW	~5xxx	Europa	Estrechamente relacionado con aleaciones de la serie EN AW 5xxx; la correspondencia exacta depende del contenido de Mg
JIS	Serie A5xxx	Japón	Existen equivalentes en las familias japonesas de aleaciones forjadas Al-Mg
GB/T	Serie Al-Mg	China	Grados estándar chinos aproximan composiciones de la serie 5xxx

Las designaciones numéricas equivalentes entre normas son aproximadas debido a que los límites exactos de elementos y controles de impurezas varían según la especificación. Al sustituir materiales entre normas, los ingenieros deben verificar los límites específicos de Mg, Mn y elementos traza, así como la condición del tratamiento térmico, para garantizar la equivalencia en desempeño mecánico y resistencia a la corrosión.

Resistencia a la Corrosión

El aluminio 535 presenta una robusta resistencia general a la corrosión en ambientes atmosféricos e industriales gracias a la película protectora de óxido de aluminio reforzada por el efecto beneficioso del magnesio sobre la estabilidad de la película pasiva. En ambientes marinos y con presencia de cloruros, 535 rinde bien en comparación con muchas aleaciones tratables térmicamente, aunque pueden presentarse picaduras localizadas donde el recubrimiento protector se rompe y existen configuraciones de grietas.

La susceptibilidad a la fisuración por corrosión bajo tensión (SCC) es baja en relación con aleaciones reforzadas con cobre de alta resistencia de la serie 2xxx y se controla mediante bajo contenido de cobre y selección adecuada del estado templado; sin embargo, los templados muy trabajados en frío pueden mostrar mayor riesgo bajo tensión de tracción en ambientes agresivos. Las interacciones galvánicas con materiales más nobles como el acero inoxidable pueden acelerar la corrosión local en 535, salvo que se provea aislamiento eléctrico o protección sacrificial.

Comparado con las familias 6xxx y 7xxx, 535 ofrece superior resistencia a cloruros pero menor resistencia máxima que las aleaciones 6xxx/7xxx en estado envejecido por precipitación. Los diseñadores frecuentemente prefieren 535 para componentes estructurales marinos porque equilibra resistencia a la corrosión con buena soldabilidad, sin sufrir el ablandamiento post-soldadura dependiente del temple característico de muchas aleaciones tratables térmicamente.

Propiedades de Fabricación

Soldabilidad

El 535 se suelda con facilidad mediante procesos comunes de fusión como TIG y MIG, con bajo riesgo de fisuras en caliente si se utiliza metal de aporte y diseño de junta adecuados. Se recomiendan rellenos emparejados con composiciones Al-Mg (por ejemplo, series ER5356/5183) para preservar la resistencia a la corrosión y minimizar la formación de fases intergranulares. La zona afectada por el calor puede experimentar cierto ablandamiento en templados muy trabajados, por lo que para aplicaciones estructurales a menudo se usan alivios de tensión post-soldadura o templados estabilizados.

Mecanizado

Como aleación Al-Mg no tratable térmicamente, 535 tiene una mecanizabilidad aceptable que generalmente es más sencilla que muchas aleaciones de alta resistencia pero no tan fácil como algunas aleaciones de fundición Al-Si. El uso de herramientas de carburo y velocidades de corte moderadas con abundante refrigerante proporcionan el mejor equilibrio entre vida útil de herramienta y calidad superficial. La formación de viruta suele ser continua y dúctil; controlar la viruta y su evacuación es clave en operaciones de alta alimentación.

Conformabilidad

En estado recocido O, 535 muestra excelente conformabilidad y puede soportar embutición profunda, doblado y estampados complejos con radios de curvatura pequeños en relación al espesor. El trabajo en frío aplicado para obtener templados H aumenta la resistencia pero reduce la conformabilidad; se recomienda especificar O o H111 para piezas con requerimientos significativos de formado, y prever compensación por rebote elástico (springback) al usar templados H32/H116. El formado en caliente rara vez es necesario pero puede emplearse para mejorar la embutibilidad en secciones gruesas.

Comportamiento ante Tratamiento Térmico

Como miembro de la familia 5xxx, el 535 no responde a tratamientos térmicos clásicos de solubilización y envejecimiento, no presentando endurecimiento significativo tipo T6. Los ajustes en resistencia se logran principalmente mediante trabajo en frío controlado y selección de templados H apropiados, a veces en combinación con estabilización a baja temperatura para reducir la sensibilización.

El recocido completo hasta el estado O se consigue calentando a la gama específica de recocido de la aleación, típicamente entre 300–415 °C, seguido de enfriamiento controlado para restaurar la ductilidad y ablandar el material. Los diseñadores suelen usar ciclos de estabilización por envejecimiento por deformación o exposiciones térmicas moderadas para aliviar tensiones residuales preservando la resistencia a la corrosión, en lugar de aumentar la resistencia máxima.

Comportamiento a Alta Temperatura

La retención de resistencia del 535 decrece con la temperatura creciente; se observa pérdida notable del límite elástico y resistencia a la tracción por encima de aproximadamente 100–150 °C bajo carga sostenida. Para exposiciones intermitentes hasta ~200 °C pueden ser tolerables cortos periodos, pero el servicio prolongado a temperaturas elevadas favorece la recuperación de microestructuras trabajadas en frío y la reducción de propiedades mecánicas.

La oxidación a temperaturas altas está limitada por la capa protectora de alúmina, pero la exposición prolongada puede conducir a formación de escamas y coalescencia microestructural que degradan el comportamiento a fatiga. Las zonas soldadas son particularmente sensibles a ciclos térmicos, por lo que se recomienda gestión térmica y estabilización post-tratamiento para ensamblajes expuestos a temperaturas elevadas.

Aplicaciones

Industria	Componente Ejemplo	Por qué se usa el 535
Automotriz	Paneles estructurales y refuerzos	Buena relación resistencia-peso y conformabilidad para componentes estampados
Marina	Paneles de casco, elementos de superestructura	Excelente resistencia a la corrosión por agua de mar y soldabilidad
Aeroespacial	Accesorios secundarios y soportes	Alta resistencia a la corrosión con resistencia competitiva para piezas no críticas
Electrónica	Envolventes y paneles disipadores de calor	Conductividad térmica razonable y resistencia a la corrosión

El 535 se selecciona comúnmente para aplicaciones que requieren un desempeño duradero contra la corrosión combinado con buena manufacturabilidad. Su capacidad para soldarse, conformarse y acabarse sin ciclos térmicos complejos lo hace atractivo para usos marinos y estructurales generales donde la longevidad y el costo de vida útil son importantes.

Consejos para la Selección

Elija 535 cuando necesite un aluminio de resistencia media y resistente a la corrosión que pueda soldarse y formarse fácilmente sin ciclos de tratamiento térmico. Es una opción práctica para estructuras marinas y de transporte donde la resistencia a cloruros y la integridad de la soldadura son prioritarias.

Comparado con el aluminio comercialmente puro como el 1100, el 535 sacrifica algo de conductividad eléctrica y térmica y una ligera reducción en conformabilidad a cambio de una resistencia mucho mayor y mejor desempeño estructural. Frente a aleaciones endurecidas por trabajo en frío comunes como 3003 o 5052, el 535 generalmente ofrece mayor resistencia con resistencia a la corrosión comparable o superior, aunque puede ser menos conformable que 3003 en ciertos templados. En comparación con aleaciones tratables térmicamente como 6061 o 6063, el 535 se prefiere cuando importan más las propiedades post-soldadura y la resistencia a la corrosión marina que alcanzar la máxima resistencia posible.

Al decidir, valore más la necesidad de soldabilidad y resistencia a la corrosión en servicio al seleccionar 535, y considere las opciones de templados H para equilibrar conformado y resistencia final. El costo y disponibilidad suelen ser favorables para 535, pero confirme los templados y tamaños de chapa/placa disponibles localmente para adecuarlos a los procesos de fabricación.

Resumen Final

La aleación de aluminio 535 sigue siendo un material de ingeniería relevante al combinar el fortalecimiento por solución sólida de magnesio con fuerte resistencia a la corrosión y excelente soldabilidad, ofreciendo una alternativa pragmática tanto a aleaciones comerciales de baja resistencia como a grados tratados térmicamente de alta resistencia. Su comportamiento predecible ante el endurecimiento por trabajo y su disponibilidad en variedad de templados la convierten en una elección versátil para aplicaciones marinas, transporte y fabricación general donde la durabilidad y manufacturabilidad son clave.