Aluminio 7072: Composición, Propiedades, Guía de Temple y Aplicaciones

Descripción Integral

La aleación 7072 pertenece a la familia de aleaciones de aluminio serie 7xxx y se describe mejor como una aleación de recubrimiento de aluminio-zinc desarrollada para proporcionar una protección anticorrosiva mejorada para sustratos de alta resistencia de la serie 7xxx. A diferencia de las aleaciones estructurales principales de la serie 7xxx (como la 7075), la 7072 se produce con una química ajustada para resistencia superficial a la corrosión y trabajabilidad en lugar de buscar una alta resistencia en masa.

El principal elemento de aleación en la 7072 es el zinc en niveles modestos, mientras que el resto es esencialmente aluminio comercialmente puro y adiciones traza de elementos como silicio, hierro y pequeñas cantidades residuales de magnesio y cobre. La aleación no está diseñada para el endurecimiento por precipitación del sustrato; la 7072 es efectivamente no tratable térmicamente en el sentido de desarrollar una respuesta significativa al envejecimiento y, en cambio, se basa en la pureza metalúrgica y los estados de temple por trabajo en frío para controlar el comportamiento mecánico.

Las características claves de la 7072 incluyen una excelente resistencia a la corrosión atmosférica y marina cuando se usa como capa de recubrimiento, alta conformabilidad en estado recocido, muy buen acabado superficial y soldabilidad por brasado, y en general una excelente soldabilidad como metal de aluminio; sin embargo, ofrece una resistencia a la tracción intrínsecamente baja en comparación con aleaciones estructurales tratables térmicamente. Los sectores y aplicaciones típicas incluyen recubrimientos aeroespaciales para placas y chapas estructurales de la serie 7xxx, paneles estructurales marinos y costeros, recubrimientos arquitectónicos y ciertas aplicaciones eléctricas y térmicas donde se requiere una superficie limpia de aluminio.

Los ingenieros eligen la 7072 principalmente cuando se requiere protección anticorrosiva de un sustrato de alta resistencia sin alterar significativamente la respuesta mecánica del núcleo; es preferida sobre otros enfoques de recubrimiento o chapado porque se une metalúrgicamente bien a núcleos de serie 7xxx, preserva mejor el comportamiento a fatiga frente a muchos recubrimientos orgánicos y provee una capa superficial dúctil y sacrificial que resiste el picado y la exfoliación.

Variantes de Temple

Temple	Nivel de Resistencia	Elongación	Conformabilidad	Soldabilidad	Notas
O	Bajo	Alta (>20%)	Excelente	Excelente	Completamente recocido, ductilidad máxima para recubrimiento y conformado
H12	Bajo–Medio	Moderada (10–18%)	Muy buena	Muy buena	Trabajo en frío ligero; mantiene buena conformabilidad para formas complejas
H14	Medio	Moderada (8–15%)	Buena	Muy buena	Temple típico comercial por trabajo en frío para chapas recubiertas
H18	Medio–Alto	Menor (5–10%)	Regular	Buena	Mayor resistencia por trabajo en frío, conformabilidad reducida
H24	Medio	Moderada	Buena	Buena	Temple duro estabilizado mediante recocido parcial tras trabajo
T6	No aplicable	N/A	Pobre	N/A	7072 no es una aleación endurecible por precipitación; T6 no se usa generalmente

El temple de la 7072 está dominado por rutas de recocido y endurecimiento por deformación en lugar de ciclos de envejecimiento. El temple O ofrece la mejor conformabilidad y es el más común para operaciones de recubrimiento, mientras que los temple H se utilizan cuando se desea cierto aumento de resistencia en el recubrimiento a costa de la ductilidad.

En la práctica, el espesor de la capa de recubrimiento y el temple de la aleación núcleo interactúan: capas delgadas recubiertas en estado O proporcionan excelente conformabilidad durante el formado posterior de núcleos 7xxx, mientras que los temple H más duros pueden reducir el riesgo de fractura superficial durante el laminado y manipulación, pero pueden disminuir la efectividad de la protección anticorrosiva sacrificial.

Composición Química

Elemento	Rango %	Notas
Si	≤ 0.25	Impureza; controla el comportamiento de fundición/laminado e inclusiones
Fe	≤ 0.40	Residual; afecta la estructura de grano y dispersoides
Cu	≤ 0.05	Mantener bajo para evitar actividad anódica localizada con el recubrimiento
Mn	≤ 0.10	Impureza menor; influye ligeramente en el refinamiento de grano
Mg	≤ 0.15	Muy bajo; no destinado a proporcionar endurecimiento por envejecimiento
Zn	0.6–1.3	Elemento principal de aleación para ajustar el comportamiento anticorrosivo
Cr	≤ 0.05	Traza; limita la recristalización en algunos temple
Ti	≤ 0.05	Aditivos para refinamiento de grano posibles en productos fundidos
Otros	Equilibrio Al, cada uno ≤ 0.05 total	Elementos residuales y traza según especificación

La composición de la 7072 se centra en lograr una matriz de aluminio de alta pureza con un contenido controlado de zinc suficiente para alterar la electroquímica superficial, pero lo bastante bajo para evitar envejecimiento significativo o fragilización por hidrógeno. El hierro y el silicio en trazas se controlan para reducir intermetálicos gruesos que degradarían la calidad superficial y la vida a fatiga.

Dado que la aleación se usa principalmente como capa sacrificial o protectora, su química está optimizada para formar un óxido estable y adherente y para minimizar diferencias de potencial galvánico con núcleos comunes; el contenido mínimo de cobre y magnesio ayuda a evitar la formación de parejas anódicas/catódicas locales que acelerarían la corrosión.

Propiedades Mecánicas

Como aleación de recubrimiento, la 7072 exhibe resistencias a la tracción y al límite elástico más cercanas al aluminio comercialmente puro que a las aleaciones estructurales serie 7xxx; su curva de tracción se caracteriza por bajo límite elástico, resistencia a tracción modesta y buena elongación uniforme en estado recocido. El temple O típicamente muestra la ductilidad más alta y el límite elástico más bajo, haciendo que sea adecuado para operaciones severas de conformado. El trabajo en frío a temple H incrementa el límite elástico y la resistencia a tracción mediante endurecimiento por deformación, mientras que reduce la elongación y la tenacidad al entalle modestamente.

La dureza de la 7072 es baja en estado O y aumenta con el trabajo en frío en temple H; las lecturas típicas en Vickers o Rockwell están dentro del rango de aleaciones blandas de aluminio y no son comparables con los altos valores observados en aluminums aeroespaciales tratados térmicamente. El comportamiento a fatiga para la 7072 como recubrimiento fino depende en gran medida de la condición del sustrato y la unión efectiva; un recubrimiento dúctil y bien adherido puede mejorar la resistencia a la iniciación de fatiga por picado pero contribuye poco a la capacidad de carga global. El espesor de la capa de recubrimiento controla su contribución mecánica: láminas delgadas ofrecen protección superficial con efecto de resistencia despreciable, mientras que recubrimientos más gruesos pueden aumentar ligeramente la rigidez de la sección pero seguirán siendo mecánicamente subordinados a las aleaciones del núcleo.

Propiedad	O/Recocido	Temple Clave (H14)	Notas
Resistencia a Tracción	60–120 MPa	90–150 MPa	La resistencia aumenta con el trabajo en frío; valores dependen del espesor y procesamiento
Límite Elástico	25–50 MPa	55–95 MPa	Bajo límite elástico en O; temple H se aproxima a valores medios del aluminio
Elongación	20–35%	8–18%	El estado recocido proporciona alta elongación uniforme para conformado
Dureza	25–40 HV	35–55 HV	Dureza absoluta baja comparada con aleaciones estructurales tratadas térmicamente

Propiedades Físicas

Propiedad	Valor	Notas
Densidad	2.70 g/cm³	Típico de aleaciones de aluminio; útil para cálculos de peso
Rango de Fusión	643–658 °C	Intervalo de fusión estrecho; solidus cercano al del aluminio puro
Conductividad Térmica	~210 W/m·K	Ligeramente por debajo del aluminio puro debido a la aleación; alto para disipación térmica
Conductividad Eléctrica	~30–40 % IACS	Inferior al aluminio puro debido a Zn e impurezas residuales
Calor Específico	~900 J/kg·K	Típico para aleaciones de aluminio dentro de rangos moderados de temperatura
Expansión Térmica	23.5–24.5 µm/m·K	Coeficiente de expansión térmica similar a otras aleaciones de Al

El conjunto de propiedades físicas confirma la idoneidad de la 7072 donde se desea una superficie ligera, conductora y térmicamente compatible; los valores de conductividad permiten su uso en aplicaciones de transferencia de calor y contacto eléctrico donde el recubrimiento debe además proteger contra la corrosión. La expansión térmica coincide estrechamente con aleaciones comunes de aluminio núcleo, minimizando tensiones por diferencias térmicas en la interfaz durante servicio y ciclos térmicos.

Las propiedades de fusión y conductividad térmica son relevantes para el procesamiento: el comportamiento en forjado, brazado y soldadura está influenciado por la conductividad térmica relativamente alta y el estrecho rango de fusión cercano al aluminio puro.

Formas de Producto

Forma	Espesor/Tamaño Típico	Comportamiento de Resistencia	Estados de Temple Comunes	Notas
Chapa	0.1–5.0 mm	Capa superficial delgada y de baja resistencia	O, H14, H18	Formato más común para el recubrimiento de chapas y placas de la serie 7xxx
Placa	5–50 mm (espesor de recubrimiento 0.05–0.5 mm)	Protección superficial; efecto mínimo sobre la resistencia del núcleo	O, H12	Usada como recubrimiento en placas estructurales aeroespaciales
Extrusión	Uso limitado, secciones pequeñas	Menor contribución estructural	O, H14	Rara; disponible para perfiles y revestimientos especializados
Tubo	Tubo revestido de pared delgada	Protección contra corrosión superficial	O	Aplicaciones especiales para conductos resistentes a la corrosión
Barra/Tvarilla	Diámetros pequeños	Baja resistencia en masa	O, H14	Usualmente en formas para stock metalúrgico o de brazing

Las chapas y placas delgadas son las formas comerciales dominantes para 7072 porque el papel principal de la aleación es la protección superficial más que la estructura en masa. El recubrimiento se produce típicamente por unión por laminado, laminado en caliente o fundición continua sobre un núcleo de la serie 7xxx; la calidad del enlace metalúrgico en la interfaz es un parámetro crítico controlado por temperatura, reducción y condición de superficie.

Las extrusiones y formas de barra/varilla son poco comunes y generalmente reservadas para aplicaciones especiales que requieren una superficie resistente a la corrosión en perfiles pequeños; estos productos se producen con químicas y estados de temple controlados para mantener la ductilidad para conformado y unión.

Grados Equivalentes

Norma	Grado	Región	Notas
AA	7072	USA	Designación reconocida por la Asociación de Aluminio para aleación de recubrimiento
EN AW	7072	Europa	EN AW-7072 usada en comercio y normas europeas para recubrimientos
JIS	A7072	Japón	Designación estándar japonesa que generalmente alinea química y uso
GB/T	7072	China	Norma china frecuentemente usada para recubrimientos y aleaciones superficiales

Las designaciones equivalentes entre normas son mayormente consistentes porque el uso de 7072 como aleación de recubrimiento impone requerimientos estrechos de composición y procesamiento. Las diferencias existentes suelen estar en límites máximos de impurezas, especificaciones de calidad superficial o rangos permitidos de espesor del recubrimiento más que en la metalurgia fundamental.

Al suministrar desde diferentes regiones es importante comparar las tolerancias específicas de cada norma para elementos como hierro y silicio, y confirmar la aprobación para la adherencia y espesor del recubrimiento si el material será laminado sobre un núcleo estructural.

Resistencia a la Corrosión

7072 ofrece excelente resistencia a la corrosión atmosférica y es elegido frecuentemente por su capacidad de formar una película de óxido tenaz que resiste el picado y la corrosión general en atmósferas rurales y marinas. Cuando se usa como capa de recubrimiento sobre sustratos de alta resistencia de la serie 7xxx, actúa de forma sacrificial y retrasa la exfoliación y el ataque intergranular en ambientes agresivos. La continuidad superficial y la ausencia de defectos a través del espesor son críticas; cualquier ruptura en el recubrimiento expondrá el núcleo y puede provocar ataque localizado acelerado.

En ambientes marinos, 7072 se desempeña bien como capa superficial expuesta, ofreciendo buena resistencia a la pulverización salina y a la humectación cíclica que de otro modo aceleraría la disolución anódica de los núcleos de alta resistencia. Las interacciones galvánicas entre 7072 y los núcleos comunes son generalmente favorables porque el recubrimiento está diseñado para ser ligeramente anódico respecto al núcleo, protegiendo el sustrato; sin embargo, los diseñadores deben considerar los elementos de fijación, materiales de contacto y condiciones de rincones que pueden localizar la corrosión.

El riesgo de fisuración por corrosión bajo tensión (SCC) para el 7072 es despreciable porque su resistencia es baja; la principal preocupación de SCC es el sustrato subyacente de la serie 7xxx, y un recubrimiento continuo de 7072 puede reducir significativamente la susceptibilidad de núcleos de alta resistencia al controlar la química superficial y dificultar la humectación de fronteras de grano ricas en intermetálicos. En comparación con aleaciones de las familias 5xxx y 6xxx, 7072 proporciona protección sacrificial superior cuando se combina con núcleos 7xxx, pero no confiere las ventajas mecánicas de esas familias.

Propiedades de Fabricación

Soldabilidad

7072 se suelda fácilmente como aleación de aluminio, pero la soldadura debe considerar la capa delgada del recubrimiento y la posible dilución con el material sustrato cuando se usa como sistema de recubrimiento. En la soldadura por fusión de combinaciones recubrimiento/sustrato, se emplean comúnmente aleaciones de aporte como 4043 o 5356 según la ductilidad y resistencia a la corrosión requeridas; la selección debe minimizar el desajuste galvánico y evitar la formación de intermetálicos frágiles. El riesgo de fisuras por calor es bajo para 7072 solo, pero aumenta al soldar núcleos 7xxx de alta resistencia debido a su susceptibilidad; pueden ser necesarios procedimientos de soldadura adecuados y tratamientos posteriores para restaurar la resistencia del núcleo.

Maquinabilidad

El mecanizado de 7072 es similar al del aluminio comercialmente puro; la aleación se maquinea fácilmente con buena formación de virutas y bajas fuerzas de corte, aunque su ductilidad puede producir virutas largas y continuas en estados blandos. Herramientas recomendadas son de carburo o acero rápido con velocidades de corte moderadamente altas y geometrías de ángulo positivo; típicamente se utiliza refrigerante para controlar el filo adherido y mantener el acabado superficial. El índice de maquinabilidad es modesto en comparación con aleaciones de aluminio libres de viruta que contienen plomo o bismuto; 7072 es preferido cuando la integridad superficial y la resistencia a la corrosión son prioritarias sobre tasas máximas de remoción de material.

Conformabilidad

La conformabilidad de 7072 en estado O es excelente, permitiendo embutición profunda, doblado y estampado complejo con radios de doblado pequeños cuando se emplean lubricación adecuada y radios de herramientas apropiados. Las recomendaciones de radio de doblado generalmente reflejan las del aluminio blando en chapa—radios mínimos interiores del orden de 0.5–1.0× el espesor para muchas operaciones—mientras que los estados de temple H más duros requieren radios mayores y pueden necesitar recocidos intermedios para evitar fisurado superficial. La respuesta al trabajo en frío es predecible: la ductilidad disminuye con la deformación acumulada y la aleación puede recocerse para restaurar la conformabilidad en secuencias de formado multipasos.

Comportamiento en el Tratamiento Térmico

7072 no es efectiva para endurecimiento por precipitación; los intentos de aplicar los ciclos típicos de solubilización y envejecimiento usados en aleaciones estructurales 7xxx no desarrollan endurecimiento significativo porque la química de la aleación carece de magnesio y cobre suficientes. El tratamiento de solubilización no es, por tanto, una vía productiva para fortalecer 7072 y puede inducir distorsión o crecimiento excesivo de grano sin beneficios. Los envejecidos artificiales (temperaturas T) no son estándar para 7072 y la aleación se controla normalmente mediante ciclos de temple mecánico (H) y recocido (O).

El trabajo en frío y el recocido son los controles metalúrgicos principales: el trabajo en frío aumenta resistencia y dureza por acumulación de dislocaciones mientras que el recocido a temperaturas apropiadas (típicamente en rangos usados para recocidos de aluminio comercialmente puro) reduce dureza y restaura ductilidad. Para productos recubiertos, los ciclos de recocido deben coordinarse con el sustrato para evitar comprometer el estado de temple o propiedades mecánicas del núcleo estructural.

Desempeño a Alta Temperatura

7072 pierde resistencia rápidamente con el aumento de temperatura, semejante a otros productos de aluminio de baja aleación, y no debería usarse en aplicaciones con carga por encima aproximadamente de 150–200 °C por períodos prolongados. La oxidación del aluminio a temperaturas elevadas se limita generalmente a la formación de un óxido protector, pero la exposición prolongada puede cambiar la apariencia superficial y alterar el vínculo mecánico con ciertos sustratos. La zona afectada por el calor (HAZ) durante la soldadura de sistemas recubrimiento-núcleo puede ablandar localmente o fragilizar el material del núcleo dependiendo de su composición; 7072 no retiene resistencia significativa a alta temperatura y no puede proteger un núcleo sometido a cargas térmicas elevadas.

Los diseños que requieran desempeño sostenido a alta temperatura deben considerar aleaciones o sistemas protectores alternativos; cuando ocurren excursiones térmicas breves, 7072 mantendrá estabilidad dimensional y características protectoras pero no proporcionará refuerzo mecánico.

Aplicaciones

Industria	Componente Ejemplo	Por qué se utiliza 7072
Aeroespacial	Revestimientos y placa de aluminio para fuselaje y paneles de ala	Proporciona protección catódica contra la corrosión y mantiene la calidad superficial para núcleos de alta resistencia
Marítima	Paneles de cubierta, revestimiento de superestructura	Excelente resistencia atmosférica y a la niebla salina para superficies expuestas
Aeroespacial/Defensa	Accesorios y revestimientos delgados	Buena conformabilidad y adherencia para capas protectoras de precisión
Electrónica	Caras disipadoras de calor, envolventes	Alta conductividad térmica y acabado resistente a la corrosión
Arquitectura	Paneles de fachada y persianas	Apariencia duradera con buenas propiedades para el trabajo del metal

El 7072 es preferido cuando se requiere una superficie de aluminio de alta calidad sobre un sustrato estructural fuerte: es la opción clásica de revestimiento para proteger placas aeroespaciales de la serie 7xxx y para paneles marinos o arquitectónicos donde la apariencia y la resistencia a la corrosión son críticas. En muchos casos, la capa protectora fina permite a los diseñadores aprovechar la resistencia del núcleo 7xxx mientras mitigan la degradación ambiental sin añadir peso significativo ni modificar la estrategia de unión.

Aspectos para la Selección

Use 7072 cuando el objetivo principal del diseño sea la protección contra la corrosión de un sustrato de alta resistencia combinada con buena conformabilidad y acabado superficial. Es particularmente apropiado para sistemas aeroespaciales y marinos donde mantener la vida a fatiga y evitar la picadura son prioridades, y donde se requiere uniones metalúrgicas con núcleos 7xxx. El costo y la disponibilidad suelen ser favorables porque la producción se concentra en formas de chapa y placa revestida para cadenas de suministro establecidas.

En comparación con aluminio comercialmente puro (1100), el 7072 sacrifica algo de conductividad eléctrica y conformabilidad absoluta a cambio de mejor resistencia a la corrosión y mejor compatibilidad como revestimiento para núcleos 7xxx; el 1100 puede seleccionarse cuando la conductividad máxima o la embutición profunda sean requisitos prioritarios. En comparación con aleaciones endurecidas por trabajo como 3003 o 5052, el 7072 presenta menor resistencia mecánica intrínseca pero ofrece protección catódica superior cuando se usa como revestimiento en sustratos de alta resistencia; elija 3003/5052 cuando domine la necesidad de mayor resistencia en masa o comportamientos específicos de conformado. En comparación con aleaciones estructurales tratables térmicamente como 6061/6063, el 7072 no iguala la resistencia máxima, pero se selecciona cuando la protección superficial contra la corrosión y la compatibilidad metalúrgica con núcleos 7xxx son factores decisivos en lugar del rendimiento máximo a tracción.

Resumen Final

La aleación 7072 sigue siendo un material especializado pero esencial en la ingeniería moderna donde se requiere un revestimiento de aluminio protector y dúctil para preservar el desempeño de sustratos de alta resistencia. Su combinación de buena conformabilidad, excelente resistencia a la corrosión y compatibilidad con núcleos de la serie 7xxx mantiene su relevancia en aplicaciones aeroespaciales, marinas y arquitectónicas donde la integridad superficial y la protección frente a la fatiga son críticas.