Aluminio 7079: Composición, Propiedades, Guía de Temple y Aplicaciones

Descripción Completa

7079 es una aleación de aluminio tratable térmicamente de alta resistencia de la serie 7xxx, caracterizada por el zinc como principal elemento de aleación con adiciones significativas de magnesio y cobre. Se encuentra en el extremo de alta resistencia de las aleaciones de aluminio forjado y está diseñada para aplicaciones estructurales donde la relación resistencia-peso es crítica.

La aleación alcanza su resistencia mediante tratamiento térmico de solución seguido de envejecimiento artificial (endurecimiento por precipitación), produciendo finos precipitados de MgZn2 y con contenido de Cu que impiden el movimiento de dislocaciones. Las características clave incluyen una resistencia muy alta, resistencia a la corrosión intrínseca de moderada a baja en comparación con las aleaciones 5xxx y 6xxx, soldabilidad limitada en condiciones de envejecimiento máximo, y formabilidad variable que mejora cuando está en estados más blandos.

Las industrias típicas que utilizan 7079 incluyen estructuras primarias y secundarias aeroespaciales, bienes deportivos de alto rendimiento, componentes de defensa, y aplicaciones automotrices y marinas especializadas donde se requiere alta resistencia estática. Los ingenieros eligen 7079 sobre otras aleaciones cuando se requiere una combinación excepcional de límite elástico y resistencia a la tracción, manteniendo al mismo tiempo la soldabilidad o formabilidad mediante controles de proceso, o cuando tratamientos específicos de temple/envejecimiento pueden utilizarse para equilibrar la resistencia a la corrosión bajo tensión (SCC).

7079 se selecciona a menudo en lugar de 7075 o 7050 cuando ciertas químicas o rutas de procesamiento producen mejores propiedades a través del espesor o cuando variantes específicas del temple (por ejemplo, estirado controlado, sobremaduración) generan combinaciones deseables de resistencia a la corrosión bajo tensión y resistencia retenida. La aleación se elige sobre las más comunes series 6xxx cuando se prioriza la máxima resistencia estructural sobre la conductividad o facilidad de conformado.

Variantes de Temple

Temple	Nivel de Resistencia	Elongación	Formabilidad	Soldabilidad	Notas
O	Baja	Alta	Excelente	Excelente	Totalmente recocido, máxima ductilidad para conformado
H12	Baja-Media	Moderada	Buena	Buena	Endurecimiento por deformación parcial, aumento limitado de resistencia
H14	Media	Moderada	Regular	Regular	Endurecimiento ligero para secciones delgadas
T5	Media-Alta	Moderada	Regular	Mala (pérdida de resistencia tras soldadura)	Enfriado después de conformado a temperatura elevada y envejecido artificialmente
T6	Alta	Baja-Moderada	Mala	Mala	Condición de envejecimiento máximo, máxima resistencia común
T651	Alta	Baja-Moderada	Mala	Mala	Tratado térmicamente en solución, alivio de tensiones por estirado, envejecido artificialmente
T76	Media-Alta	Moderada	Regular	Mala	Temple sobremaduro para mejorar resistencia a SCC
H112	Media-Alta	Moderada	Regular	Mala	Temple estabilizado tras procesamiento térmico

La selección del temple influye significativamente en las propiedades mecánicas y de corrosión finales de 7079; la condición recocida O permite conformados profundos y doblado mientras que T6/T651 ofrece el máximo rendimiento estructural. Los temple sobremaduros como T76 reducen la susceptibilidad a la corrosión bajo tensión a costa de algo de resistencia a la tracción y límite elástico, lo que los hace valiosos para ambientes agresivos.

Composición Química

Elemento	Rango %	Notas
Si	0.10 máx.	Impureza; pequeñas cantidades aceptables para fundición, efecto endurecedor limitado
Fe	0.50 máx.	Formadores de intermetálicos; Fe elevado reduce tenacidad y vida a fatiga
Cu	1.0–2.0	Aumenta la resistencia, influye en el comportamiento de precipitación y tenacidad
Mn	0.30 máx.	Modifica estructura de grano, fortalecimiento limitado
Mg	2.0–3.0	Principal elemento de endurecimiento junto con Zn formando precipitados MgZn2
Zn	6.0–7.5	Elemento primario de fortalecimiento; controla la química del precipitado y la resistencia máxima
Cr	0.18–0.35	Controla la estructura de grano y mejora la resistencia a la recristalización
Ti	0.10–0.25	Refinador de grano, usado en pequeñas cantidades para controlar tamaño de grano en fundición/lingote
Otros (cada uno)	Residuales	Elementos traza y residuales controlados para mantener tenacidad y procesabilidad

El rendimiento de 7079 está controlado principalmente por el sistema Zn–Mg–Cu; Zn y Mg se combinan para formar el precipitado principal de endurecimiento MgZn2, mientras que el Cu altera la morfología de los precipitados y modifica la cinética del envejecimiento. El cromo y el titanio se añaden en pequeñas cantidades para refinar la estructura de grano y resistir la recristalización durante el procesamiento, mejorando la tenacidad y las propiedades a través del espesor.

Propiedades Mecánicas

En tracción, 7079 muestra una fuerte dependencia del temple y del espesor. En condición recocida (O) la resistencia a la tracción es relativamente baja y la elongación alta, adecuado para conformado y trabajo en frío. En temple de envejecimiento máximo (T6/T651) los valores de resistencia a la tracción y límite elástico alcanzan niveles característicos de aleaciones 7xxx de alta resistencia, pero la ductilidad se reduce; la elongación normalmente está en el rango de un solo dígito a bajo doble dígito porcentual para espesores estructurales.

La dureza sigue la resistencia con aumentos marcados de O a T6; la dureza típica en T6 se acerca al rango utilizado para componentes estructurales de aluminio y se correlaciona con el buen comportamiento a fatiga, generalmente bueno en materiales bien procesados. El comportamiento a fatiga es sensible al acabado superficial, estado de tensiones residuales y la presencia de partículas intermetálicas gruesas o porosidad introducida durante el procesamiento; el granallado y tratamientos superficiales son comúnmente usados para extender la vida a fatiga.

El espesor influye tanto en la resistencia alcanzable como en el comportamiento a fractura porque la eficacia del tratamiento térmico y templado disminuye con el aumento de sección transversal, y porque las tensiones residuales y la metalurgia a través del espesor varían con el tamaño de la sección. Las placas gruesas pueden mostrar propiedades mecánicas inferiores y mayor susceptibilidad a corrosión por exfoliación e intergranular en comparación con chapa delgada.

Propiedad	O/Recocido	Temple clave (ej. T6/T651)	Notas
Resistencia a la tracción	200–320 MPa	520–640 MPa	T6 proporciona resistencia máxima a la tracción; rangos dependen del espesor y control del temple
Límite elástico	90–160 MPa	430–560 MPa	Límite elástico aumenta dramáticamente con endurecimiento por envejecimiento y estirado
Elongación	12–22%	6–12%	Recocido es altamente dúctil; envejecido máximo tiene ductilidad limitada para doblado
Dureza	~50–80 HB	~150–190 HB	La dureza se correlaciona con el estado de precipitación y la sobremaduración reduce modestamente la dureza

Propiedades Físicas

Propiedad	Valor	Notas
Densidad	2.78–2.82 g/cm³	Típico de aleaciones Al–Zn–Mg–Cu de alta resistencia; valor depende de composición exacta
Rango de fusión	~480–640 °C	Rango solidus/liquidus influenciado por Zn/Cu; control térmico cuidadoso requerido durante fundición/soldadura
Conductividad térmica	120–150 W/m·K	Menor que el aluminio puro; la aleación y precipitados reducen la conductividad
Conductividad eléctrica	~30–35 %IACS	Reducida con respecto al aluminio puro debido a disolución y dispersión de precipitados
Calor específico	~0.88–0.90 J/g·K	Similar a otras aleaciones de aluminio a temperatura ambiente
Coeficiente de expansión térmica	23–24 x10^-6 /K	Comparable con otras aleaciones de la serie 7xxx; relevante para diseño de uniones con materiales disímiles

Las propiedades físicas de 7079 reflejan el equilibrio entre la matriz metálica de aluminio y la densa población de precipitados. La conductividad térmica y eléctrica son moderadas y disminuyen con el aumento de la aleación y precipitación; los diseñadores deben considerar la menor capacidad de disipación térmica en comparación con aluminio puro o aleaciones 1xxx/3xxx con bajo contenido de aleantes.

La expansión térmica y el calor específico están cerca de los valores típicos del aluminio, y las estrategias de gestión térmica deben considerar la menor conductividad de la aleación cuando se utiliza para disipación de calor o en ambientes con grandes gradientes térmicos.

Formas de Producto

Forma	Espesor/Tamaño Típico	Comportamiento de Resistencia	Temple Común	Notas
Chapa	0,5–6,0 mm	Rango completo desde bajo (O) hasta alto (T6/T651)	O, T5, T6, T651, T76	Ampliamente utilizada para recubrimientos y piezas estructurales secundarias
Placa	6–150 mm	Resistencia reducida en secciones gruesas; sensibilidad al temple	T6, T651, T76	Las placas gruesas requieren procesamiento de secciones pesadas y templado controlado
Extrusión	Secciones transversales hasta ~200 mm	Buena resistencia longitudinal, dependiente del temple	T5, T6, T651	Las aleaciones para extrusión requieren matriz y temple optimizados para evitar inhomogeneidad de fase T
Tubo	Diámetros típicos para tubos estructurales	Resistencia similar a chapa en tubo de paredes delgadas	T5, T6	Dibujo en frío y tratamiento térmico usados para propiedades finales
Barra/Varilla	Diámetros/secciones para sujetadores y accesorios	Alta resistencia axial alcanzable	O, T6	Maquinable en condición O y fortalecido al máximo en T6 tras envejecimiento

La forma y la ruta de procesamiento cambian significativamente las propiedades alcanzables: las extrusiones y tubos estirados desarrollan texturas direccionales fuertes que influyen en la anisotropía y el comportamiento frente a fractura. El espesor de la placa impone un límite práctico para alcanzar propiedades T6 completas debido a tasas de enfriamiento más lentas y mayor riesgo de tensiones residuales y distorsión inducidas por el temple.

Diferentes formas de producto también determinan los pasos de procesamiento secundarios: la placa suele requerir tratamiento de solubilización y envejecimiento en hornos grandes con temple y enderezado cuidadosos, mientras que las extrusiones comúnmente se envejecen desde la condición como extruido para obtener el temple deseado con mínima distorsión.

Grados Equivalentes

Norma	Grado	Región	Notas
AA	7079	EE.UU.	Designación primaria bajo estándares de Aluminum Association
EN AW	7079	Europa	Designación EN equivalente, común para productos conformados
JIS	A7079	Japón	Nomenclatura JIS alineada con especificaciones químicas y mecánicas AA
GB/T	7079	China	Norma china que frecuentemente refiere a químicas y temple similares

Las tablas de equivalencia reflejan químicas y designaciones de temple ampliamente similares, pero pueden existir diferencias sutiles en límites de impurezas, requisitos de procesamiento y aseguramiento de propiedades entre normas. Al especificar componentes 7079 internacionalmente, los ingenieros deben verificar la norma exacta, tolerancias permitidas y pruebas de aceptación para asegurar la intercambiabilidad.

Resistencia a la Corrosión

7079 exhibe menor resistencia a la corrosión general y a la picadura en comparación con las aleaciones 5xxx y muchas 6xxx debido al alto contenido de Zn y Cu que favorecen la disolución anódica y ataque intergranular bajo ciertas condiciones. En atmósferas neutras la aleación tiene un desempeño aceptable, pero ambientes marinos y con cloruros aceleran mecanismos de corrosión localizada.

El agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) es una preocupación notable para las aleaciones 7xxx de alta resistencia, y la susceptibilidad aumenta con temple más fuerte como T6; el sobreenvejecimiento (ej. T76) y la reducción controlada de tensiones residuales pueden disminuir significativamente el riesgo de SCC. Las estrategias de protección incluyen recubrimientos, anodizado, recubrimientos de conversión cromatada, protección catódica y selección cuidadosa de temple y alivio de tensiones posterior al conformado.

La interacción galvánica contra materiales más nobles (acero inoxidable, titanio) provoca disolución anódica acelerada del 7079 en electrolitos; los diseñadores deben aislar metales disímiles o aplicar recubrimientos e aislamiento para evitar corrosión galvánica. En comparación, las aleaciones 7xxx ofrecen mayor resistencia pero peor comportamiento a la corrosión que 5xxx y muchas 6xxx, que sacrifican resistencia por mayor resistencia a la corrosión.

Propiedades de Fabricación

Soldabilidad

Soldar 7079 es complicado: la soldadura por fusión (TIG/MIG) típicamente causa severa pérdida de resistencia en la zona afectada por calor e introduce riesgo de fisuración en caliente y porosidad. La selección del hilo de aporte es crítica y los soldadores usan a menudo aportes Al–Si o Al–Mg (ej. familias 4043 o 5356) según requisitos, pero las uniones soldadas raramente alcanzan la resistencia del material base y tratamientos posteriores de envejecimiento pocas veces restauran por completo las propiedades máximas. Se prefieren sujeción mecánica, adhesivos o soldadura por fricción-agitación, esta última con mejores propiedades de unión y menor susceptibilidad a SCC en muchos casos.

Maquinabilidad

La maquinabilidad del 7079 es moderada; los temple en estado de endurecimiento máximo afectan más a las herramientas y producen viruta corta, mientras que el material recocido maquila más fácilmente y genera viruta larga. Se recomienda herramientas de carburo con geometría de filo positivo y refrigerante a alta presión para mantener vida útil y acabado superficial; parámetros de avance y velocidad deben ajustarse al temple y tamaño de sección. Los residuos superficiales y partículas intermetálicas atrapadas influyen en el acabado; componentes críticos para fatiga requieren alivio de tensiones post-mecanizado.

Conformabilidad

El conformado es óptimo en temple blando (O o H1x) donde se maximiza elongación y doblabilidad; las condiciones T6 y T651 tienen limitada formabilidad en frío y requieren radios de curvatura mayores y prensas especiales. Para obtener formas complejas pueden usarse conformado incremental, conformado en caliente o recocidos previos. Los diseñadores deben respetar radios mínimos y evitar características filosas en condición T6 para prevenir grietas; tratamiento de solución y envejecimiento posterior al conformado son opciones si las tolerancias geométricas y la distorsión lo permiten.

Comportamiento en Tratamiento Térmico

Como aleación tratable térmicamente, el 7079 responde fuertemente a tratamientos de solución, templado y envejecimiento artificial. Las temperaturas típicas de solución oscilan entre 470–480 °C, mantenidas lo suficiente para homogenizar fases ricas en soluto, seguidas de temple rápido para retener una solución sólida sobresaturada. El envejecimiento artificial posterior a temperaturas entre 120–170 °C precipita finas fases MgZn2 y que contienen Cu para máxima resistencia (T6).

Los ciclos de sobreenvejecimiento (ej. T76) coarsifican intencionalmente los precipitados para mejorar la resistencia a agrietamiento por corrosión bajo tensión y exfoliación, aunque con reducción en la resistencia máxima. T651 indica que el material fue tratado en solución, envejecido a T6 y luego aliviado de tensiones por estiramiento; este alargamiento reduce tensiones residuales inducidas por temple y disminuye distorsión en piezas de precisión.

Comportamiento a Alta Temperatura

7079 pierde fuerza considerablemente al aumentar la temperatura; se produce un ablandamiento significativo por encima de aproximadamente 120–150 °C, por lo que los diseñadores deben limitar la temperatura de servicio continuo en consecuencia. Para exposiciones a temperatura elevada a corto plazo, la aleación conserva cierta capacidad portante, pero la resistencia a fluencia es pobre comparada con aleaciones para alta temperatura y disminuye rápidamente con temperatura y carga.

La oxidación está controlada generalmente por el óxido nativo del aluminio, pero la exposición a alta temperatura acelera el ataque ambiental y puede agravar la degradación a nivel de bordes de grano. Las zonas afectadas por el calor en soldaduras pueden presentar reducciones localizadas de propiedad y problemas de estabilidad a largo plazo si se exponen a cargas térmicas o mecánicas cíclicas.

Aplicaciones

Industria	Ejemplo de Componente	Razón para Usar 7079
Aeroespacial	Fijaciones, soportes, conexiones críticas	Alta relación resistencia-peso, buena tenacidad al fractura cuando se procesa correctamente
Marina	Marcos estructurales y bengalas	Alta resistencia estática y posibilidad de sobreenvejecimiento para resistencia a SCC
Automotriz	Chasis y componentes de suspensión de alto rendimiento	Ahorro de peso con alta resistencia al límite elástico para piezas críticas en seguridad
Defensa	Montajes de armas, componentes estructurales	Alta resistencia y resistencia balística/impacto en formas diseñadas
Artículos Deportivos	Cuadros de bicicletas, componentes de alto rendimiento	Solución ligera y de alta resistencia para equipamiento competitivo

7079 se aplica cuando los diseñadores necesitan una combinación optimizada de alta resistencia estática y tenacidad aceptable con opción de ajustar resistencia a la corrosión mediante temple y tratamientos superficiales. El papel de la aleación es más notable en componentes donde la reducción de peso no puede comprometer la integridad estructural.

Consejos de Selección

7079 es una opción de alta resistencia cuando el rendimiento en límite elástico y resistencia a la tracción es prioritario; se esperan compromisos en resistencia a la corrosión, soldabilidad y conformabilidad. Use temple recocido para conformado y temple máximo o sobreenvejecido para componentes estructurales terminados, equilibrando resistencia a SCC y requerimientos de máxima resistencia.

En comparación con aluminio comercial puro (1100), 7079 sacrifica conductividad y formabilidad por mucha mayor resistencia y rigidez. Frente a aleaciones endurecidas por trabajo como 3003 o 5052, 7079 ofrece resistencia estática mucho mayor pero generalmente peores prestaciones en corrosión y menor formabilidad en frío. Comparado con aleaciones tratables térmicamente comunes como 6061/6063, 7079 entrega mayor resistencia máxima pero usualmente a mayor costo, mayor susceptibilidad a SCC y restricciones más estrictas en prácticas de soldadura y conformado.

Al seleccionar 7079, considere la disponibilidad, el costo de los tratamientos térmicos y ciclos de temple, así como las necesidades de fabricación posteriores; si se requiere facilidad de soldadura o una resistencia superior a la corrosión, una alternativa de la serie 6xxx o 5xxx puede ser más adecuada. Use 7079 cuando las exigencias estructurales y requisitos específicos de rendimiento por peso justifiquen el procesamiento adicional y las medidas de protección.

Resumen Final

7079 sigue siendo relevante como una aleación de aluminio de alta resistencia especializada que permite diseños estructurales críticos en peso donde el rendimiento a la tracción y el límite elástico son primordiales. Su valor radica en la capacidad de ajustar la resistencia y la resistencia a la corrosión mediante la selección del temple y el tratamiento térmico controlado, convirtiéndola en una aleación de referencia para aplicaciones exigentes en aeroespacial, defensa e ingeniería de alto rendimiento.