Aluminio 7034: Composición, Propiedades, Guía de Tratamiento y Aplicaciones

Resumen Integral

7034 es una aleación de aluminio de la serie 7xxx, ubicada en la familia de alta resistencia Al-Zn-Mg(-Cu) donde el zinc es el principal elemento de aleación. Su designación indica un sistema endurecido por precipitación Zn–Mg–Cu diseñado para ofrecer un límite elástico y resistencia a la tracción elevados en comparación con las series 1xxx–6xxx, manteniendo una relación resistencia-peso favorable.

El fortalecimiento en 7034 se logra principalmente mediante tratamiento térmico de solución, temple rápido y envejecimiento artificial para formar finos precipitados tipo η (MgZn2); este mecanismo endurecible por tratamiento térmico T produce alta resistencia específica pero introduce sensibilidad a ciclos térmicos y corrosión localizada. Las características típicas incluyen alta resistencia estática en estados de envejecimiento máximo, retención moderada a pobre de propiedades mecánicas en estado soldado, formabilidad variable según el tratamiento y resistencia a la corrosión moderada que puede mejorarse por sobreenvejecimiento y microaleaciones.

Las industrias que comúnmente usan aleaciones como 7034 incluyen componentes de fuselaje aeroespacial y forjas, subestructuras y componentes de suspensión de alto rendimiento automotriz, equipos de defensa y equipos deportivos especializados donde se priorizan la alta resistencia estática y rigidez. La aleación se elige sobre series de menor resistencia (3000/5000/6000) cuando el diseño requiere reducción de sección, ahorro de peso o mayores tensiones admisibles, y sobre aleaciones tipo 7075 cuando se aceptan ligeros compromisos en resistencia máxima a cambio de mejor tenacidad o resistencia a la corrosión bajo tensión (SCC).

7034 es seleccionada cuando los ingenieros necesitan un aluminio endurecible por tratamiento térmico que pueda procesarse para alcanzar altas resistencias estáticas con opciones controladas de sobreenvejecimiento para reducir la susceptibilidad a la corrosión por tensión; ocupa un nicho práctico entre las aleaciones 7xxx de máxima resistencia y las familias más resistentes a la corrosión o más conformables.

Variantes de Temple

Temple	Nivel de Resistencia	Elongación	Formabilidad	Soldabilidad	Notas
O	Baja	Alta	Excelente	Excelente	Condición totalmente recocida para conformado y mecanizado
H14	Moderada	Moderada	Buena	Buena	Endurecida por deformación y parcialmente recocida para piezas conformadas
T4	Moderada	Moderada	Buena	Buena	Envejecida naturalmente tras tratamiento de solución; resistencia intermedia
T6	Alta	Baja–Moderada	Regular	Pobre	Tratada en solución y envejecida artificialmente para resistencia máxima
T651	Alta	Baja–Moderada	Regular	Pobre	T6 con alivio de tensiones por estirado; común en piezas estructurales
T73	Moderada–Alta	Moderada	Regular	Pobre	Sobreenvejecida para mejorar resistencia a corrosión y SCC
T76	Moderada	Moderada	Regular	Pobre	Temple estabilizado para mejorar desempeño frente a corrosión bajo tensión

Los tratamientos térmicos en 7034 ejercen un control fuerte sobre el estado de los precipitados, que determina directamente el límite elástico, la tenacidad y la resistencia a la corrosión bajo tensión. Los estados de envejecimiento máximo como T6 y T651 maximizan las propiedades a la tracción pero reducen la ductilidad y formabilidad, incrementando la susceptibilidad a la corrosión localizada y a la corrosión bajo tensión.

Los estados sobreenvejecidos como T73/T76 compensan algo de resistencia máxima por mejor resistencia a corrosión bajo tensión y estabilidad a largo plazo; los estados recocidos y endurecidos por deformación (O, Hxx) proporcionan la mejor formabilidad y mecanizabilidad a expensas de la resistencia específica.

Composición Química

Elemento	Rango %	Notas
Si	0.00–0.50	Impureza típica; controla comportamiento en fundición/filtración
Fe	0.00–0.50	Impureza que afecta contenido de partículas intermetálicas y tenacidad
Mn	0.00–0.20	Efecto menor en aleaciones 7xxx; puede ayudar ligeramente a la estructura de grano
Mg	1.40–2.20	Principal elemento de endurecimiento junto con Zn (forma MgZn2)
Cu	1.00–1.80	Aumenta resistencia y dureza; incrementa sensibilidad a SCC si es alto
Zn	4.50–5.50	Elemento principal de endurecimiento en familia 7xxx
Cr	0.05–0.25	Controla recristalización y estructura de grano; mejora tenacidad
Ti	0.00–0.15	Refinador de grano en fundición/metalurgia de lingotes
Otros (incl. Zr)	0.00–0.30	El Zr se usa para controlar crecimiento de grano y mejorar tenacidad

El alto contenido de Zn y Mg establece el potencial de endurecimiento por precipitación a través de la formación de la fase η; el Cu se utiliza para ajustar los niveles máximos de resistencia y la morfología de los precipitados, pero debe equilibrarse porque el Cu elevado incrementa la susceptibilidad a corrosión intergranular y SCC. Las adiciones de cromo y zirconio se mantienen intencionadamente bajas para controlar la recristalización, refinar la estructura de grano y proporcionar un comportamiento mecánico más uniforme entre diferentes espesores y procesos. Los niveles de impurezas Si y Fe se controlan para limitar partículas intermetálicas gruesas que degradan la tenacidad y el rendimiento a fatiga.

Propiedades Mecánicas

En comportamiento a tracción, 7034 exhibe una diferencia clara entre estados recocidos y envejecidos al máximo: la aleación muestra aumentos pronunciados en resistencia a la tracción y límite elástico tras tratamiento térmico de solución y envejecimiento artificial, con reducción simultánea en elongación uniforme. Las razones entre límite elástico y resistencia máxima son típicas de aleaciones endurecidas por precipitación, con ductilidad relativamente baja en condiciones T6/T651 y tenacidad de moderada a buena en estados sobreenvejecidos como T73.

La dureza sigue la misma tendencia, con material recocido blando y fácil de mecanizar/conformar, y T6 alcanzando valores HB sustancialmente más altos; la resistencia a fatiga se beneficia de precipitados finos y homogéneos pero se ve afectada negativamente por partículas intermetálicas gruesas y defectos superficiales. El espesor y tamaño de sección influencian las propiedades alcanzables debido a la sensibilidad al temple—las secciones más gruesas se enfrían más lentamente, produciendo precipitados más gruesos y menor resistencia al temple a menos que se empleen estrategias especiales de temple o microaleaciones.

El temple y procesamiento dictan fuertemente la sensibilidad a entallas y el comportamiento de iniciación de grietas por fatiga; el control cuidadoso del acabado superficial, granallado y alivio de tensiones post-tratamiento térmico son prácticas comunes para optimizar la vida a fatiga de componentes críticos.

Propiedad	O/Recocido	Temple Clave (T6/T651)	Notas
Resistencia a tracción (MPa)	120–260	480–540	Rango T6 depende de sección y química exacta
Límite elástico (MPa)	80–220	415–480	YS alto en estados máximos, endurecimiento por deformación incrementa límite
Elongación (%)	20–30	6–12	Ductilidad disminuye al aumentar resistencia
Dureza (HB)	35–60	140–165	Dureza correlaciona con estado de envejecimiento y precipitados

Propiedades Físicas

Propiedad	Valor	Notas
Densidad	2.78 g/cm³	Típico en aleaciones de alta resistencia Al; buena resistencia específica
Rango de fusión	477–635 °C	Rango solidus/liquidus influenciado por aditivos de aleación
Conductividad térmica	~120–140 W/m·K	Inferior al Al puro; adecuada para muchas aplicaciones térmicas
Conductividad eléctrica	~28–36 %IACS	Reducida respecto al Al puro por efecto de elementos de aleación
Calor específico	~0.88 J/g·K	Valores cercanos al aluminio base a temperatura ambiente
Expansión térmica	~23–24 ×10^-6 /K	Expansión lineal típica cercana a otras aleaciones de aluminio

El conjunto de propiedades físicas confirma que 7034 es un metal estructural de baja densidad con capacidad térmica razonable y conductividad eléctrica moderada; estas características favorecen diseños sensibles al peso que pueden requerir también disipación térmica. La conductividad térmica y eléctrica están reducidas respecto al aluminio comercial puro debido a la dispersión por solutos y partículas de segunda fase, y estas reducciones deben considerarse en aplicaciones de gestión térmica y eléctricas.

El rango de fusión indica temperaturas estándar de procesamiento para fundición y colada, mientras que las ventanas de conformado y tratamiento térmico siguen pautas típicas de Al-Zn-Mg-Cu con tratamiento en solución cerca del límite solidus pero por debajo de la fusión incipiente.

Formas del Producto

Forma	Espesor/Tamaño Típico	Comportamiento a la Resistencia	Tratamientos Térmicos Comunes	Notas
Chapa	0.5–8 mm	Sensible al laminado y temple; buena uniformidad en calibres delgados	O, T4, T6, T651	Ampliamente usada para paneles estructurales; calibres delgados logran bien el T6
Placa	8–200+ mm	La resistencia se reduce en secciones muy gruesas debido al enfriamiento	O, T6, T73	La placa gruesa requiere temple controlado o envejecimiento excesivo
Extrusión	Secciones transversales hasta varios cientos de mm	Menos común que 6xxx; la sensibilidad al temple limita perfiles grandes	T6 (limitado), O	Las extrusiones de sección grande son desafiantes por riesgo de fisuración en caliente
Tubo	Diámetro exterior desde pequeño hasta grande	Comportamiento similar a extrusiones; la soldadura se usa a menudo en fabricación	O, T6 (soldado)	Son posibles tubos sin costura pero limitados por la conformabilidad de la aleación
Barra/varilla	Diámetros hasta 150 mm	Bueno para forjados y componentes mecanizados	O, T6, T651	Usado para forjados de alta resistencia y accesorios mecanizados

Diferentes formas del producto imponen restricciones distintas sobre las propiedades alcanzables y las rutas de procesamiento; la chapa y la placa delgada se enfrían rápidamente y pueden alcanzar propiedades casi máximas en T6, mientras que la placa más gruesa y las extrusiones se ven limitadas por la velocidad de temple y a menudo requieren envejecimiento excesivo o control termomecánico para estabilizar propiedades. Las rutas de forjado y conformado en frío se usan para refinar la microestructura y mejorar la vida a fatiga, pero estas operaciones deben coordinarse con el tratamiento posterior de solución y envejecimiento para evitar ablandamientos o distorsiones no deseadas.

Las rutas de soldadura y unión se eligen comúnmente para minimizar el ablandamiento de la ZAC (zona afectada por el calor); cuando la soldadura es inevitable, el diseño y la selección de material de aporte son críticos para preservar la integridad estructural aceptando reducciones locales en las propiedades mecánicas.

Grados Equivalentes

Norma	Grado	Región	Notas
AA	7034	USA	Designación principal para esta aleación en listados de Aluminum Association
EN AW	7034	Europa	Designación química generalmente equivalente según normas EN
JIS	A7075 (aprox.)	Japón	A7075 no es idéntico pero es referencia común para series 7xxx de alta resistencia
GB/T	7A04 / 7A09 (aprox.)	China	Grados similares de la serie 7xxx usados en China; la equivalencia directa debe verificarse

La equivalencia exacta entre normas es complicada por diferencias en niveles permitidos de impurezas, elementos microaleantes y rutas de procesamiento típicas; mientras que EN AW-7034 será químicamente similar, los grados JIS y GB/T listados son análogos funcionales aproximados más que equivalentes químicos estrictos. Los ingenieros deben confirmar certificación específica del proveedor y análisis químico para la intercambiabilidad, y ser conscientes de que la historia de procesamiento (ej. metalurgia de lingotes, tratamiento termomecánico) puede crear diferencias de desempeño aún cuando la química nominal coincida.

Resistencia a la Corrosión

La resistencia a la corrosión atmosférica de 7034 es moderada; las superficies pintadas o recubiertas tienen buen desempeño en atmósferas urbanas e industriales, pero la aleación desnuda exhibirá picaduras y corrosión intergranular con mayor facilidad que las aleaciones Al-Mg (5xxx). Los límites de grano ricos en intermetálicos típicos de aleaciones con alto contenido de Zn pueden formar sitios ánodos bajo exposición corrosiva, por lo que la protección superficial y el diseño para evitar cavidades son práctica estándar.

En ambientes marinos o con cloruros, 7034 es más vulnerable que las aleaciones de la serie 5000; la susceptibilidad puede mitigarse especificando tratamientos térmicos por envejecimiento excesivo (T73, T76) y protocolos estrictos de acabado superficial. La protección catódica y barreras poliméricas son comunes para asegurar rendimiento a largo plazo de piezas críticas en servicio marino.

El agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) es una preocupación clave para aleaciones 7xxx de alta resistencia: las condiciones con envejecimiento a pico muestran la máxima susceptibilidad, mientras que el envejecimiento controlado, el contenido reducido de Cu y las adiciones microaleantes (Cr, Zr) reducen sustancialmente el riesgo de SCC. Las interacciones galvánicas con metales disímiles (ej. acero, cobre) son significativas; se requieren separaciones galvánicas o capas aislantes para evitar la disolución anódica acelerada de la aleación de aluminio.

Propiedades de Fabricación

Soldabilidad
La soldadura de 7034 es desafiante porque la entrada de calor genera ablandamiento en la ZAC e introduce riesgo de fisuración en caliente en soldaduras por fusión; la elección del electrodo y tratamientos pre/post son críticos para minimizar estos efectos. Las soldaduras TIG y MIG son posibles con aportes compatibles 5xxx o especialmente formulados para 7xxx, pero los diseñadores deben esperar una reducción significativa en las propiedades mecánicas locales y una posible mayor susceptibilidad a corrosión localizada.

Mecanizabilidad
La mecanizabilidad de 7034 en condiciones recocidas y tratamientos H es buena a muy buena; en T6 la aleación mecaniza bien con herramientas de carburo adecuadas y montajes rígidos, pero el desgaste de herramienta aumenta con la dureza. Las prácticas recomendadas incluyen plaquitas de carburo de ángulo positivo, refrigeración a alta presión, velocidades superficiales moderadas a altas y rompevirutas para controlar las virutas serradas típicas de aleaciones endurecidas por precipitación.

Conformabilidad
El conformado es mejor realizarlo en condiciones O o T4; el conformado en frío de material T6 resulta en fisuras o rebote elástico y generalmente no se recomienda salvo que se proporcione sobrediseño significativo. Los radios mínimos típicos de doblado para chapa en T4/O están en el orden de 1–3× el espesor del material dependiendo de la condición del borde, mientras que en T6 puede requerirse radios de 4–6× el espesor o recocido previo al conformado.

Comportamiento al Tratamiento Térmico

Como aleación tratable térmicamente, 7034 sigue ciclos estándar de tratamiento de solución, temple y envejecimiento artificial para desarrollar propiedades máximas. El tratamiento de solución se realiza típicamente cerca de 470–485 °C para disolver fases solubles, seguido de temple rápido para atrapar el soluto en sobresaturación; la velocidad de temple es crítica, particularmente en secciones gruesas, para evitar formación de precipitados gruesos y conservar la capacidad de endurecimiento.

Los ciclos de envejecimiento artificial varían: un envejecimiento tipo T6 común es a 120–125 °C por 18–24 horas para lograr dureza y resistencia casi máximas, mientras que los ciclos de envejecimiento excesivo T73/T76 usan temperaturas de envejecimiento más elevadas o tiempos extendidos para crear una población de precipitados más gruesa y estable que reduce la susceptibilidad a SCC. Las designaciones T651 indican un paso de estirado para alivio de tensiones después del temple y antes del envejecimiento para minimizar distorsiones residuales.

Desempeño a Alta Temperatura

7034 mantiene propiedades mecánicas útiles hasta temperaturas elevadas moderadas, pero experimenta una pérdida significativa de resistencia por encima de aproximadamente 150–175 °C debido a la coalescencia y disolución de precipitados. Para servicio continuo a temperaturas elevadas los diseñadores deben considerar aleaciones específicamente diseñadas para estabilidad térmica o aplicar tratamientos superficiales protectores para reducir oxidación y fluencia.

La resistencia a la oxidación a temperaturas de servicio es típica de aleaciones de aluminio debido a una película estable de Al2O3, pero la exposición prolongada a altas temperaturas acelera los cambios microestructurales en el sistema de precipitados y puede causar ablandamiento permanente; las regiones ZAC adyacentes a soldaduras sufren degradación pronunciada de propiedades al exponerse a ciclos térmicos.

Aplicaciones

Industria	Componente de Ejemplo	Por qué se usa 7034
Aeroespacial	Accesorios y forjados	Alta resistencia estática peso-específica y buen desempeño a fatiga en tratamientos optimizados
Automotriz	Componentes de suspensión y partes de chasis	Alta resistencia para reducción de espesor y mejor NVH cuando está tratado contra fatiga
Marino	Soportes estructurales y patines	Buena resistencia con envejecimiento excesivo adecuado y protección superficial
Electrónica	Paneles estructurales y carcasas	Balance de conductividad térmica y rigidez para carcasas ligeras

7034 se selecciona comúnmente para aplicaciones que requieren alta resistencia estática, estabilidad dimensional estricta y buen desempeño a fatiga tras el tratamiento térmico y acabado superficial apropiados. La capacidad de ajustar propiedades mediante la elección del tratamiento térmico (envejecimiento a pico vs envejecimiento excesivo) permite a los diseñadores priorizar la máxima resistencia o mejorar la resistencia a corrosión/SCC según las demandas del servicio.

Consideraciones para Selección

Elija 7034 cuando el factor principal de diseño sea la alta resistencia específica combinada con la posibilidad de ajustar la resistencia a corrosión a largo plazo mediante control del tratamiento térmico; es especialmente útil cuando la reducción de peso proporciona beneficios a nivel de sistema. Considere las compensaciones de costo y disponibilidad: 7034 puede ser más costosa y menos disponible en grandes extrusiones comparada con aleaciones de la serie 6xxx, y la soldadura o reparación por soldadura requerirán procedimientos especiales.

Comparado con el aluminio comercialmente puro (1100), 7034 ofrece una resistencia y rigidez mucho mayores a cambio de