Aluminio 7049: Composición, Propiedades, Guía de Temple y Aplicaciones

Visión General Completa

7049 es una aleación de aluminio de alta resistencia de la serie 7xxx, que son aleaciones Al-Zn-Mg(-Cu) utilizadas principalmente donde se requiere una alta resistencia específica. Su composición química se centra en el zinc como el principal elemento de aleación con cantidades significativas de magnesio y cobre para permitir el endurecimiento por envejecimiento.

El mecanismo de fortalecimiento para 7049 es el endurecimiento por precipitación tratable térmicamente (tratamiento térmico de solubilización, temple y envejecimiento), con control microestructural mediante adiciones traza (Zr, Ti) y procesamiento termomecánico para refinar la estructura de grano y retardar la recristalización. Las características clave incluyen resistencia máxima y límite elástico muy altos en revenidos pico, ductilidad de moderada a baja en condiciones de máxima resistencia, soldabilidad limitada con riesgo significativo de ablandamiento en la zona afectada por el calor (HAZ), y menor facilidad de conformado en comparación con las series 5xxx y 6xxx.

7049 se usa comúnmente en estructuras primarias y secundarias aeroespaciales y de defensa, fijaciones de alta resistencia y otras aplicaciones donde la alta relación resistencia-peso y la tenacidad a la fractura son cruciales. Los diseñadores eligen 7049 sobre otras aleaciones cuando se requiere una combinación de alta resistencia estática y mejorada resistencia a la corrosión por tensión/exfoliación en revenidos sobremadurados, aceptando compromisos en formabilidad y facilidad de soldadura.

Variantes de Revenido

Revenido	Nivel de Resistencia	Elongación	Formabilidad	Soldabilidad	Notas
O	Bajo	Alto	Excelente	Excelente	Totalmente recocido, mejor formabilidad
T4	Moderado	Moderado	Buena	De pobre a moderada	Revenido natural tras tratamiento de solubilización
T6 / T651	Alto	Bajo-Moderado	Pobre	Pobre	Envejecido pico para máxima resistencia; T651 relajado por tensión
T7 / T76 / T7651	Moderado-Alto	Moderado	Aceptable	Pobre	Sobremadurado para mejorar la resistencia a la corrosión por tensión y exfoliación
H14 / H24	Moderado	Bajo-Moderado	Aceptable	Pobre	Endurecido por deformación o endurecido + parcialmente recocido para productos en chapa

El revenido controla fuertemente el compromiso entre resistencia y tenacidad frente a ductilidad y resistencia a la corrosión. Los revenidos pico como T6/T651 proporcionan la máxima resistencia a la tracción y límite elástico, pero a costa de la elongación, formabilidad y mayor susceptibilidad a la corrosión bajo tensión en ciertas condiciones.

Los revenidos sobremadurados (familia T7, T76) sacrifican intencionalmente parte de la resistencia máxima para una mejora significativa en la resistencia a la corrosión por tensión y exfoliación. Estos revenidos suelen especificarse para componentes estructurales aeroespaciales donde la durabilidad en ambientes de servicio es prioritaria.

Composición Química

Elemento	Rango %	Notas
Si	≤ 0.30 (típico)	Impureza; ayuda a la fluidez en fundición, generalmente baja
Fe	≤ 0.40 (típico)	Impureza; puede formar intermetálicos que afectan la tenacidad
Mn	≤ 0.10 (típico)	Menor; controla la estructura de grano en algunas variantes
Mg	2.0 – 3.0 (aprox.)	Socio principal de fortalecimiento con el Zn mediante precipitados MgZn2
Cu	1.4 – 2.6 (aprox.)	Mejora resistencia y endurecimiento; puede reducir resistencia a la corrosión
Zn	6.5 – 9.0 (aprox.)	Elemento principal de aleación para alta resistencia (precipitados ricos en Zn)
Cr	≤ 0.25 (típico)	Controla la recristalización, mejora la tenacidad
Ti	≤ 0.10 (típico)	Refinador de grano en productos fundidos/extruidos
Otros (incl. Zr, B)	0.05 – 0.25 total (típico)	Zr típico como formador de dispersoides para refinar grano y limitar recristalización

Los elementos en 7049 están balanceados para maximizar el endurecimiento por precipitación (Zn-Mg ± Cu) y minimizar la formación de intermetálicos gruesos y dañinos. Adiciones traza como Zr o Cr producen finos dispersoides que fijan los límites de grano y reducen el crecimiento de grano durante el tratamiento de solubilización, lo que mejora la tenacidad y resistencia a fatiga en secciones gruesas.

Propiedades Mecánicas

7049 presenta una marcada dependencia de los valores de resistencia a la tracción y límite elástico según el revenido, espesor de la sección e historial de procesamiento. En revenidos pico, la aleación alcanza resistencias última y de cedencia muy altas debido a la densa población de precipitados tipo MgZn2, mientras que en condiciones recocidas o envejecidas naturalmente exhibe resistencias mucho menores y elongación mucho mayor.

El comportamiento a fatiga es generalmente muy bueno para esta familia de aleaciones cuando se produce con estructura de grano controlada y defectos superficiales minimizados. Sin embargo, la resistencia a fatiga es sensible al daño en la HAZ después de soldar y a la corrosión superficial; por ello, el acabado superficial y los recubrimientos protectores influyen fuertemente en el desempeño a fatiga en servicio.

Propiedad	O/Recocido	Revenido Clave (p.ej. T6/T651)	Notas
Resistencia a la tracción	~220–300 MPa (típico)	~540–600 MPa (típico)	El revenido pico proporciona >2× resistencia frente al recocido
Límite elástico	~110–180 MPa (típico)	~470–520 MPa (típico)	El límite elástico muestra similar sensibilidad al revenido que la resistencia máxima
Elongación	~14–22%	~6–12%	La ductilidad se reduce en revenidos de alta resistencia
Dureza (HB)	~40–85 HB	~140–165 HB	La dureza Brinell es un indicador práctico del nivel de revenido

Al diseñar con 7049, debe considerarse la pérdida de resistencia dependiente del espesor en secciones gruesas debido a la tasa de enfriamiento más lenta y a distribuciones de precipitados más gruesos. Además, se deben considerar las operaciones de alivio de tensiones (T651, estirado) y los ciclos de envejecimiento controlados, que se utilizan habitualmente para ajustar tensiones residuales y estabilidad dimensional.

Propiedades Físicas

Propiedad	Valor	Notas
Densidad	~2.78–2.82 g/cm³	Típico para aleaciones Al-Zn-Mg de alta resistencia
Intervalo de fusión	~480–635 °C (región solidus–líquido)	La aleación ensancha el intervalo de fusión respecto al Al puro
Conductividad térmica	~120–140 W/m·K (aprox.)	Menor que Al puro; varía con revenido y composición
Conductividad eléctrica	~28–36 % IACS (aprox.)	Reducida respecto al Al de pureza comercial
Calor específico	~0.88–0.92 J/g·K	Calor específico típico de aleaciones de aluminio a temperatura ambiente
Coeficiente de expansión térmica	~23.5 – 24.5 µm/m·K	Similar a otras aleaciones de Al

La aleación conserva alta conductividad térmica en relación con aceros y muchos metales de ingeniería, lo que hace a 7049 aceptable para componentes estructurales que también necesitan capacidad de disipación de calor. Las conductividades eléctrica y térmica son menores que en la serie 1xxx y algunas 6xxx debido al mayor contenido de solutos y precipitados.

Formas de Producto

Forma	Espesor/Tamaño Típico	Comportamiento de Resistencia	Revenidos Comunes	Notas
Chapa	0.5 – 6.0 mm	Resistencia limitada por trabajo en frío y revenido	O, T4, T6, T7	Usada para cubiertas, paneles; requiere selección cuidadosa de formabilidad y revenido
Placa	6 – 250 mm	Resistencia y tenacidad dependientes del espesor	T6, T651, T76	Placa gruesa necesita temple controlado para evitar núcleos blandos
Extrusión	Secciones variables	Resistencia varía con tamaño de sección y enfriamiento	T6, T651	Extrusiones complejas requieren homogeneización y tratamiento de solubilización
Tubo	Diámetro exterior comparable a barra	Buena resistencia circunferencial en revenidos pico	T6, T76	Tubos mecanizados y acabados en frío usados en aplicaciones estructurales
Barra/Rodillo	Diámetro 6 – 200 mm	Resistencia depende del diámetro y envejecimiento	T6, T651	Común para piezas mecanizadas y sujetadores

La ruta de procesamiento afecta fuertemente las propiedades finales: placas y extrusiones gruesas son más susceptibles a la pérdida de dureza inducida por temple en el centro, y típicamente requieren equipamientos especializados para tratamiento de solubilización, temple y envejecimiento. Chapas y productos finos pueden conformarse en frío en revenidos más blandos y luego tratarse térmicamente para alcanzar propiedades cercanas al pico según sea necesario.

Grados Equivalentes

Norma	Grado	Región	Notas
AA	7049	EE.UU.	Designación estándar americana para esta aleación Al-Zn-Mg(-Cu) de alta resistencia
EN AW	7049	Europa	EN AW-7049 designa la misma familia composicional; las especificaciones europeas cubren los tratamientos térmicos y formas de producto
JIS	A7049 (aprox.)	Japón	Las normas japonesas suelen usar una designación numérica similar; pueden diferir detalles de acabado y ensayos
GB/T	AlZn7.5MgCu (aprox.)	China	La nomenclatura china GB/T normalmente describe el contenido clave de aleantes (Zn, Mg, Cu) en lugar del número exacto AA

Las designaciones equivalentes entre normas mapean la química y especificaciones de producto, pero pueden diferir en los límites permitidos de impurezas, métodos de calificación de propiedades mecánicas y definiciones de tratamiento térmico. Los ingenieros deben siempre consultar la hoja específica de la norma (AA, EN, JIS, GB/T) y verificar que el tratamiento, los requisitos mecánicos y de inspección coincidan con la aplicación, en lugar de basarse solo en la equivalencia del número de aleación.

Resistencia a la Corrosión

7049 exhibe una resistencia moderada a la corrosión atmosférica en tratamientos sobremadurados, pero en condiciones de envejecimiento máximo puede ser más susceptible a corrosión localizada y a la corrosión por tensión (SCC) en ambientes agresivos. La familia de aleaciones es propensa a corrosión por exfoliación en formas de lámina a menos que se procese cuidadosamente y se sobremadure o recubra.

En ambientes marinos, 7049 requiere medidas protectoras como recubrimiento, anodizado o pinturas orgánicas para un desempeño aceptable. La exposición a niebla salina acelera la picadura y el ataque intergranular a menos que la aleación esté en un tratamiento optimizado para resistencia a SCC (familia T76/T7) o protegida por capas de barrera.

La interacción galvánica con metales disímiles puede ser severa porque 7049 es un material catódico en relación a aceros y muchas aleaciones de cobre; se requiere un diseño cuidadoso de barreras aislantes o ánodos sacrificatorios en los ensambles. En comparación con la serie 5xxx (p. ej. 5052), 7049 sacrifica resistencia a la corrosión catódica por una mayor resistencia; comparado con muchas aleaciones 6xxx puede ser más sensible al ataque localizado salvo que esté sobremadurado.

Propiedades de Fabricación

Soldabilidad

Los procesos convencionales de soldadura por fusión (TIG/MIG) generalmente provocan una pérdida significativa de propiedades en 7049 debido a la disolución de precipitados endurecedores y al ablandamiento en la zona afectada por calor (HAZ). El riesgo de fisuración en caliente es elevado en aleaciones Zn-Mg-Cu de alta resistencia; los aportes más comunes rara vez restauran la resistencia del metal base ni el desempeño a fatiga.

La soldadura por fricción-agitación (FSW) suele ser el método preferido porque minimiza la fusión, reduce el riesgo de fisuración en caliente y produce una microestructura más favorable en la zona soldada. Cuando la soldadura por fusión es inevitable, se requieren estrategias especializadas de aporte, tratamientos térmicos post-soldadura y pruebas de aceptación.

Mecanizado

La mecanizabilidad de 7049 es moderada a buena en tratamientos sobremadurados o alivianados; los estados en envejecimiento máximo son más exigentes con las herramientas debido a la mayor resistencia y endurecimiento por trabajo. Herramientas de carburo con geometrías positivas, máquinas rígidas y refrigeración a alta presión proporcionan los mejores acabados superficiales y vida útil de herramienta.

Las velocidades de corte son menores que para aleaciones más blandas de la serie 6xxx o 1xxx, y el control de virutas requiere atención porque pueden formarse virutas continuas en tratamientos más blandos o fragmentarse en partículas abrasivas en tratamientos más duros. La estrategia común de producción es mecanizado preliminar en tratamiento blando seguido de tratamiento térmico final.

Conformabilidad

El conformado es factible en condiciones recocidas (O) o solubilizadas y parcialmente envejecidas, pero está limitado en tratamientos de envejecimiento máximo. El radio mínimo de doblado es mayor para T6 que para el estado O; el rebote elástico (springback) es significativo y debe preverse en los útiles.

El trabajo en frío seguido de tratamiento de solubilización y envejecimiento es un método común para obtener formas complejas con alta resistencia final, pero requiere control cuidadoso de la distorsión y estabilidad dimensional durante el proceso térmico.

Comportamiento al Tratamiento Térmico

Como aleación Al-Zn-Mg-Cu tratable térmicamente, 7049 sigue la secuencia clásica de solubilización-enfriamiento rápido-envejecimiento con ventanas de proceso que deben adaptarse al espesor de sección y propiedades deseadas. Las temperaturas típicas de solubilización oscilan en el rango ~470–480 °C para disolver fases solubles, seguidas de enfriamiento rápido para conservar una solución sólida sobresaturada.

El envejecimiento artificial se realiza a temperaturas moderadas (típicamente 120–160 °C) para precipitar fases endurecedoras; el tiempo y la temperatura de envejecimiento determinan la resistencia máxima y el grado de sobremaduración. Los estados sobremadurados (familias T7/T76) utilizan temperaturas mayores o tiempos más largos para promover el crecimiento de precipitados y mejorar la resistencia a SCC y exfoliación a costa de algo de resistencia máxima.

Desempeño a Alta Temperatura

7049 pierde una parte importante de su resistencia a temperatura ambiente al aumentar la temperatura de servicio más allá de las temperaturas típicas de envejecimiento, con un ablandamiento notable por encima de ~120 °C. No se recomienda servicio continuo a temperaturas elevadas (>125–150 °C) para aplicaciones que requieren alta resistencia, ya que el crecimiento de los precipitados reduce el límite elástico y la resistencia a la fatiga.

La oxidación de aleaciones de aluminio ocurre lentamente en comparación con aceros; sin embargo, la degradación mecánica debida al crecimiento de precipitados y la relajación de tensiones residuales en la zona afectada por calor (HAZ) es la principal preocupación a temperatura. Los diseñadores deben limitar la exposición a altas temperaturas o seleccionar aleaciones alternativas diseñadas específicamente para servicio a temperaturas elevadas cuando sea necesario.

Aplicaciones

Industria	Componente Ejemplo	Por qué se usa 7049
Aeroespacial	Accesorios estructurales, componentes de tren de aterrizaje	Alto índice resistencia-peso y tenacidad a fractura en tratamientos optimizados
Defensa	Cuerpos de misiles, elementos estructurales de alto rendimiento	Mayor resistencia estática y tenacidad ajustada
Marina	Soportes y accesorios de alta resistencia	Mayor resistencia con tratamientos sobremadurados para resistencia a la corrosión
Electrónica	Estructuras, carcasas disipadoras de calor	Buena conductividad térmica combinada con alta rigidez

El 7049 se selecciona cuando se requieren alta resistencia estática, desempeño razonable a fatiga y resistencia a la corrosión ajustada, especialmente en aeroespacial y defensa donde el ahorro de peso es crítico. La aleación es menos común en mercados masivos debido a su costo, limitaciones de soldabilidad y conformado, pero sigue siendo un material de referencia para piezas estructurales exigentes.

Perspectivas para la Selección

7049 es apropiado cuando la máxima resistencia específica y tenacidad óptima son prioridades y cuando el diseño puede acomodar conformabilidad limitada y soldadura desafiante. Se recomiendan tratamientos sobremadurados (T7/T76) cuando se necesita resistencia a la corrosión por tensión y durabilidad a largo plazo en ambientes agresivos, aceptando cierta pérdida de resistencia máxima.

En comparación con aluminio comercialmente puro (1100), 7049 ofrece una resistencia dramáticamente mayor a costa de conductividad eléctrica y térmica y conformabilidad sustancialmente reducida. Frente a aleaciones endurecidas por trabajo como 3003 y 5052, 7049 proporciona mucha mayor resistencia pero típicamente peor conformabilidad y resistencia similar o ligeramente inferior a la corrosión marina salvo que esté sobremadurado.

En comparación con aleaciones tratables comúnmente usadas como 6061, 7049 ofrece mayor resistencia máxima y tenacidad en muchos tratamientos, lo que justifica su uso en accesorios aeroespaciales pese a mayor costo de material y menor soldabilidad. Elija 7049 cuando el desempeño estructural prevalezca sobre la conveniencia de unir y conformar.

Resumen Final

7049 sigue siendo una opción de aluminio de alto desempeño para aeroespacial, defensa y otras aplicaciones estructurales exigentes donde se requiere una relación superior resistencia-peso y resistencia ajustada a la fisuración por tensión. Su selección demanda atención cuidadosa a temper, tamaño de sección, método de unión y tratamientos protectores, pero cuando se procesa correctamente ofrece una combinación de propiedades que pocas otras aleaciones de aluminio pueden igualar.