Aluminio 7085: Composición, Propiedades, Guía de Temple y Aplicaciones

Visión General Completa

7085 es una aleación de aluminio de alta resistencia perteneciente a la serie 7xxx, que son principalmente aleaciones Zn–Mg–Cu optimizadas para aplicaciones estructurales aeroespaciales. La aleación enfatiza un alto límite elástico y resistencia a la tracción con una química de aleación diseñada para equilibrar resistencia, tenacidad a la fractura y resistencia a la corrosión por tensión en comparación con las aleaciones 7xxx convencionales.

Los principales elementos de aleación son zinc como el principal agente de fortalecimiento, magnesio que forma precipitados de MgZn2 que refuerzan la estructura, y cobre que aumenta la resistencia tras el temple y modifica la cinética del envejecimiento. Adiciones menores de circonio, cromo o titanio se utilizan comúnmente para controlar la estructura de grano, inhibir la recristalización y refinar las microestructuras recristalizadas en placas de sección gruesa o extrusiones.

7085 es una aleación tratable térmicamente que obtiene su máxima resistencia mediante tratamiento de solución, temple y envejecimiento artificial para formar precipitados densos y coherentes ricos en Mg–Zn. Sus características clave incluyen muy alta resistencia estática y buena tenacidad a la fractura para el nivel de resistencia, soldabilidad moderada a pobre con métodos de fusión convencionales, y formabilidad limitada en temple pico pero con desempeño superior en temple sobreenvejecido controlado.

Las industrias típicas son estructuras primarias y secundarias aeroespaciales, componentes de defensa de alto rendimiento y otros sectores donde la relación resistencia-peso y la tolerancia al daño son críticas. Los ingenieros eligen 7085 sobre otras aleaciones cuando se requiere una combinación de resistencia en secciones gruesas, resistencia mejorada a la iniciación de grietas y formas de producto calificadas para aeroespacial, prefiriendo a menudo 7085 cuando 7075 o 7050 no cumplen los objetivos de tenacidad o resistencia a corrosión por tensión en placas gruesas.

Variantes de Temple

Temple	Nivel de Resistencia	Alargamiento	Formabilidad	Soldabilidad	Notas
O	Bajo	Alto	Excelente	Excelente	Recocido total, máxima ductilidad para conformado en frío
H111	Bajo–Medio	Medio	Buena	Aceptable	Endurecido parcialmente por deformación, conformado limitado para dobleces pequeños
T5	Medio–Alto	Medio	Aceptable	Pobre	Enfriado desde temperatura elevada y envejecido artificialmente
T6	Alto	Bajo–Medio	Pobre	Pobre	Envejecido pico para máxima resistencia; común en estructuras estáticas
T651	Alto	Bajo–Medio	Pobre	Pobre	T6 más alivio de tensiones mediante elongación para reducir tensiones residuales
T73 / T76	Medio–Alto	Medio	Aceptable	Pobre	Templos sobreenvejecidos para mejorar resistencia a corrosión por tensión y tenacidad
H14	Medio	Medio	Aceptable	Aceptable	Endurecido por trabajo con capacidad limitada de conformado, usado en chapa

El temple desempeña un papel fundamental en ajustar la tríada resistencia/tenacidad/formabilidad; los estados recocidos permiten conformado en frío significativo pero sacrifican resistencia, mientras que T6 y T651 proporcionan máxima resistencia estática con menor ductilidad. Los templos sobreenvejecidos como T73 o T76 reducen intencionadamente la resistencia máxima para mejorar la resistencia a la corrosión por tensión y aumentar la tenacidad a la fractura, por lo que son populares para placas aeroespaciales de sección gruesa.

Composición Química

Elemento	Rango %	Notas
Si	0.10 max	Impureza; efecto limitado en la resistencia
Fe	0.20 max	Impureza común; exceso puede formar intermetálicos que afectan la tenacidad
Mn	0.05 max	Normalmente bajo en aleaciones 7xxx; rol limitado
Mg	2.0–3.0	Formador clave de precipitados (MgZn2) que impulsa el endurecimiento por envejecimiento
Cu	1.5–2.5	Aumenta la resistencia e influye en la cinética de envejecimiento y tenacidad
Zn	6.5–8.5	Elemento principal de fortalecimiento; nivel ajustado para resistencia pico y comportamiento SCC
Cr	0.05–0.25	Aditivo para control de microestructura que inhibe la recristalización
Ti	0.02–0.10	Refinador de grano en formas coladas o trabajadas
Otros (Zr, Ag, B)	Aditivos traza	Zr u otras trazas pueden usarse para controlar el crecimiento de grano y mejorar tenacidad; niveles exactos varían según el producto del laminador

El desempeño de la aleación está dominado por el sistema Zn–Mg–Cu que define la cinética del envejecimiento y la estructura de los precipitados; mayores contenidos de Zn y Mg promueven una distribución densa de precipitados de fortalecimiento mientras que el Cu modifica su composición y la deformación coherente. Las pequeñas adiciones de Zr o Cr se agregan intencionalmente para producir una estructura subgrano en placa gruesa, lo cual reduce la recuperación y la formación de precipitados en los límites de grano, mejorando así la tenacidad a la fractura y reduciendo la susceptibilidad a la corrosión intergranular.

Propiedades Mecánicas

7085 muestra alta resistencia a la tracción y límite elástico en templos pico con alargamiento reducido comparado con aleaciones de aluminio de menor resistencia. El comportamiento del límite elástico tiene una caída limitada pero depende significativamente del espesor de sección y el estado de envejecimiento; las secciones gruesas suelen exhibir valores inferiores debido a tasas de enfriamiento más lentas. El alargamiento varía sustancialmente con el temple y el espesor, con material en estado O o recocido mostrando alargamientos en dos dígitos medios, mientras que T6/T651 se encuentra frecuentemente en dígitos simples o bajos dobles.

La dureza en templos pico es alta y se correlaciona con la resistencia a la tracción; los valores de dureza Brinell para placas T6/T651 típicamente están en un rango significativamente por encima de las aleaciones 6xxx comunes y son similares a otras aleaciones 7xxx de alta resistencia. El desempeño en fatiga es generalmente favorable para la clase de resistencia cuando se presta atención cuidadosa al acabado superficial y tensiones residuales; sin embargo, la propagación e iniciación de grietas por fatiga puede empeorar debido a corrosión localizada o marcas de mecanizado. El espesor de sección y la ruta de tratamiento térmico afectan fuertemente las propiedades estáticas y de fatiga debido a la sensibilidad al temple y envejecimiento que controlan la distribución de precipitados y tensiones residuales.

Propiedad	O/Recocido	Temple clave (ej. T6/T651)	Notas
Resistencia a la Tracción	~300–380 MPa	~540–620 MPa	La resistencia disminuye con el espesor; T6 ofrece resistencia pico
Límite Elástico	~140–250 MPa	~470–560 MPa	La relación límite elástico/ resistencia a la tracción varía según temple y estado de envejecimiento
Alargamiento	~20–30%	~6–12%	El material recocido es mucho más formable que los templos pico
Dureza	~70–95 HB	~150–190 HB	La dureza se correlaciona con la densidad de precipitados y el temple

Propiedades Físicas

Propiedad	Valor	Notas
Densidad	2.78–2.82 g/cm³	Típico de aluminio aleado con Zn–Mg–Cu; ligeramente más denso que Al puro
Intervalo de Fusión	≈ 480–635 °C	Solidus y liquidus dependen de la aleación; intervalo de fusión más amplio que Al puro
Conductividad Térmica	120–150 W/m·K (aprox.)	Menor que la del aluminio puro debido a dispersión de solutos
Conductividad Eléctrica	~30–40 % IACS	Reducida comparada con aluminio poco aleado por el contenido de solutos
Calor Específico	~0.88–0.90 J/g·K	Calor específico típico del aluminio a temperatura ambiente
Coeficiente de Expansión Térmica	~23–24 ×10⁻⁶ /K	Coeficiente lineal típico para aleaciones de aluminio trabajadas a temperatura ambiente

El conjunto de propiedades físicas posiciona a 7085 dentro de los límites esperados para aleaciones de aluminio trabajadas de alta resistencia; la densidad se mantiene baja en comparación con los aceros, permitiendo una excelente relación resistencia-peso. Las conductividades térmica y eléctrica se reducen por los elementos de aleación que dispersan electrones y fonones, por lo que los diseñadores no deben esperar un desempeño de disipador térmico igual a aleaciones comercialmente puras o de la serie 1xxx.

Formas del Producto

Forma	Espesor/Tamaño Típico	Comportamiento de Resistencia	Estado Térmico Común	Notas
Chapa	0.5–6 mm	Resistencia consistente en calibres finos; menor sensibilidad al temple	O, H111, T5	Común para estructuras secundarias donde se requiere conformado
Placa	6–200+ mm	La resistencia disminuye con el espesor si se abre lentamente	T6, T651, T73/T76	Las placas gruesas a menudo se procesan para controlar el temple y sobreenvejecimiento para resistencia a SCC
Extrusión	Hasta secciones transversales grandes	La resistencia depende del tamaño de la sección y la precipitación controlada	T6/T651, T5	Menos común que la placa; extrusiones usadas para refuerzos complejos
Tubo	Diámetros y espesores personalizados	Propiedades mecánicas influenciadas por conformado y tratamiento térmico	T6/T651	Usado en tuberías estructurales de alta resistencia donde la soldadura está restringida
Barra/Rodillo	Diámetros de hasta 150 mm	Las propiedades varían con la sección transversal y el envejecimiento posterior	T6, T651	Usado para forjados, accesorios y componentes mecanizados

Las diferencias en el procesamiento determinan la elección de la aplicación: la chapa y calibres delgados se seleccionan por su conformabilidad y estructuras ligeras, mientras que la placa se especifica cuando se requieren resistencia en secciones gruesas y tenacidad a la fractura. Las extrusiones y forjados de 7085 son menos comunes y típicamente se reservan para componentes que requieren la alta resistencia y resistencia a fractura de la aleación combinadas con formas seccionales específicas.

Grados Equivalentes

Norma	Grado	Región	Notas
AA	7085	EE.UU.	Designación primaria usada por productores norteamericanos para placas aeroespaciales
EN AW	—	Europa	No existe un equivalente directo único en norma EN; muchos molinos europeos suministran variantes propietarias de la serie 7xxx
JIS	—	Japón	No existe una equivalencia directa JIS ampliamente adoptada; el uso suele basarse en designaciones AA o propietarias
GB/T	—	China	Los molinos chinos producen aleaciones similares con alto contenido de Zn pero la equivalencia directa con AA7085 es limitada

7085 es en gran medida una aleación propietaria para placas aeroespaciales y no cuenta con equivalentes directos uno a uno en normas nacionales que sean intercambiables abiertamente; los proveedores suelen proporcionar especificaciones del molino que deben compararse con requisitos mecánicos, químicos y de tenacidad a la fractura. Al hacer referencias cruzadas, los ingenieros deben comparar rangos detallados de composición, definiciones de estado térmico y datos de tenacidad en lugar de basarse únicamente en números nominales de grado.

Resistencia a la Corrosión

En ambientes atmosféricos, 7085 ofrece una resistencia razonable a la corrosión general pero es más susceptible a ataques localizados que las aleaciones de las series 5xxx o 6xxx debido al mayor contenido de zinc y cobre. Se especifican comúnmente tratamientos superficiales, recubrimientos y revestimientos para entornos exteriores o agresivos para mitigar la tendencia a picaduras y exfoliación. Cuando se sobreenveje adecuadamente (T73/T76), la aleación muestra mejor resistencia a la corrosión bajo tensión (SCC) en comparación con los estados templados a pico.

El comportamiento marino es mixto: 7085 funcionará adecuadamente en ambientes ligeramente corrosivos si está protegido, pero en zonas sin protección expuestas a salpicaduras o niebla salina la aleación requiere recubrimientos o revestimientos para lograr durabilidad a largo plazo. Se deben considerar las interacciones galvánicas con sujetadores comunes y materiales de unión; emparejar 7085 con acero inoxidable crea un par galvánico donde el aluminio actúa como ánodo, acelerando la corrosión a menos que esté aislado o protegido catódicamente.

La corrosión bajo tensión es una preocupación clave en el diseño con aleaciones 7xxx: los estados de resistencia máxima son más vulnerables, especialmente cuando existen tensiones residuales de tracción y electrolitos corrosivos. El sobreenvejecimiento y el control microestructural (control de precipitados en límites de grano mediante adiciones de Zr/Cr) son estrategias estándar de mitigación. En comparación con las series 5xxx y 6xxx, 7085 sacrifica algo de resistencia a la corrosión para obtener alta resistencia; frente a 7075/7050, 7085 busca un equilibrio favorable — ofreciendo a menudo mejor tenacidad y resistencia a SCC en secciones gruesas.

Propiedades de Fabricación

Soldabilidad

La soldadura por fusión convencional de 7085 generalmente no se recomienda para aplicaciones estructurales principales debido a un marcado ablandamiento en la zona afectada por calor (HAZ), pérdida de resistencia y susceptibilidad a grietas por calor y porosidad. Si se requiere unión, se prefieren procesos en estado sólido como la soldadura por fricción-agitación (FSW); estos reducen defectos relacionados con la fusión y preservan más las propiedades del metal base. Cuando se realiza soldadura por fusión en uniones no críticas, es necesario usar alambres de aporte especializados y controles de precalentamiento y postratamiento, pero los diseñadores deben considerar zonas blandas en HAZ y reducción en la vida a fatiga.

Mecanizado

La mecanizabilidad de 7085 en estado T6/T651 es de moderada a buena en comparación con otras aleaciones 7xxx de alta resistencia, beneficiándose de una microestructura relativamente uniforme en formas trabajadas; sin embargo, el desgaste de herramientas es mayor que en aleaciones 6xxx. Se recomienda el uso de herramientas de carburo con geometrías afiladas, avance positivo, montajes rígidos y abundante refrigerante para controlar la formación de virutas y el calor. El acabado superficial y las tensiones residuales generadas en el mecanizado influyen directamente en la vida a fatiga e inicio de grietas, por lo que el acabado final y las prácticas de alivio de tensiones son importantes para piezas aeroespaciales críticas.

Conformabilidad

El desempeño en conformado depende fuertemente del estado térmico y espesor; los estados O y H111 ofrecen la mejor capacidad de conformado en frío y radios de curvatura reducidos, mientras que T6/T651 son pobres candidatos al doblado sin riesgo de agrietamiento. Los radios mínimos recomendados para doblado aumentan con la resistencia y disminuyen con el espesor; los diseñadores a menudo emplean conformado en caliente o precalentamiento seguido de nuevo envejecimiento para obtener formas complejas en secciones gruesas. Para el formado de chapa, la selección adecuada del estado térmico y diseño de herramientas reduce el rebote elástico y la tendencia a agrietamiento en bordes.

Comportamiento al Tratamiento Térmico

7085 es una aleación susceptible a tratamiento térmico: el tratamiento de solución se realiza típicamente cerca de 470–480 °C para disolver fases solubles seguido de temple rápido para retener una solución sólida sobresaturada. Los ciclos de envejecimiento artificial varían según el balance deseado de propiedades; el envejecimiento a pico (T6) usualmente se realiza a temperaturas alrededor de 120–130 °C durante 16–24 horas, mientras que el sobreenvejecimiento (T73/T76) utiliza temperaturas más altas o tiempos más largos para coarsenar precipitados y mejorar la resistencia a la corrosión bajo tensión. T651 indica estado T6 con una elongación controlada para reducir tensiones residuales, siendo común en placas aeroespaciales.

Las transiciones en estados T incluyen efectos de envejecimiento natural inmediato tras el temple y la capacidad de obtener propiedades intermedias mediante envejecimiento interrumpido o procesos de retroceso y re-envejecimiento (RRA) para recuperar tenacidad y resistencia a SCC sin grandes penalizaciones en resistencia. El control cuidadoso de la velocidad de temple, temperatura de envejecimiento y tiempo de tratamiento de solución es esencial en secciones gruesas para evitar zonas blandas locales y propiedades mecánicas inconsistentes.

Comportamiento a Alta Temperatura

La retención de resistencia de 7085 se degrada con el aumento de temperatura al coarsen los precipitados y volverse menos efectivos; los límites de servicio para mantener propiedades estáticas a temperatura ambiente normalmente están por debajo de 100–120 °C dependiendo del tiempo y la carga. La exposición prolongada por encima de las temperaturas de envejecimiento puede reducir la resistencia y promover el sobreenvejecimiento, por lo que los diseñadores deben considerar exposiciones transitorias durante el servicio o procesamiento. La oxidación es mínima a temperaturas de servicio típicas para aleaciones de aluminio, pero la combinación de temperaturas elevadas con humedad puede acelerar ataques localizados.

En uniones soldadas, la HAZ es especialmente vulnerable por la disolución y coarsening de precipitados; esto genera bandas blandas que reducen la capacidad de carga y resistencia a fatiga. Para componentes expuestos a calor o ciclos térmicos, los tratamientos de alivio de tensiones y la selección cuidadosa del estado térmico ayudan a mitigar la pérdida de propiedades a largo plazo.

Aplicaciones

Industria	Ejemplo de Componente	Por qué se usa 7085
Aeroespacial	Pieles de ala y costillas estructurales	Alta relación resistencia-peso y tenacidad a fractura en placa gruesa
Marina / Defensa	Accesorios estructurales de alta resistencia	Tolerancia a daños y alta resistencia estática donde el peso es crítico
Transporte	Accesorios livianos para chasis de vehículos de alto rendimiento	Resistencia superior que permite secciones más delgadas y ahorro de masa
Electrónica / Gestión Térmica	Disipadores estructurales para electrónica robusta	Conductividad térmica moderada combinada con desempeño estructural

7085 se selecciona típicamente para componentes de alto valor y críticos para la seguridad donde se paga un precio premium por la combinación de alta resistencia a tracción/límite elástico y tenacidad mejorada en secciones gruesas. Su uso está concentrado en aeroespacial y defensa, donde es necesaria la validación a nivel de especificación, disponibilidad en placa y procesamiento trazable.

Consideraciones para la Selección

7085 es la elección natural cuando se requieren alta resistencia y tenacidad mejorada en secciones gruesas y cuando los diseñadores aceptan las limitaciones en soldabilidad y conformabilidad. Para aplicaciones en las que conformado o unión por soldadura por fusión son prioritarios, probablemente sean mejores opciones aleaciones con menor resistencia o estados térmicos especializados.

En comparación con el aluminio comercialmente puro (1100), el 7085 sacrifica conductividad eléctrica y térmica y conformabilidad a cambio de una resistencia y rigidez mucho mayores, lo que lo hace inadecuado cuando se requiere conductividad o embutición profunda. En comparación con aleaciones endurecidas por trabajo en frío como 3003 o 5052, el 7085 ofrece una resistencia mucho más alta pero generalmente menor inmunidad a la corrosión y ductilidad; elija 7085 cuando el rendimiento estructural supere las preocupaciones relacionadas con el mantenimiento por corrosión. En comparación con aleaciones tratables térmicamente comunes, como 6061, el 7085 proporciona una resistencia máxima sustancialmente mayor y a menudo mejor tenacidad a la fractura en placa, pero a un costo de material más alto y con menor facilidad de soldadura; el 7085 es preferido para componentes estructurales principales donde se requiere esa fuerza adicional y tolerancia al daño.

Resumen Final

El 7085 ocupa un nicho de alto rendimiento dentro de la familia 7xxx al ofrecer una resistencia muy alta en placas de sección gruesa, equilibrando la tenacidad a la fractura y la resistencia a la corrosión bajo tensión (SCC) mediante una química y tratamientos térmicos controlados. Su adopción en componentes aeroespaciales y de defensa refleja la capacidad de esta aleación para reducir el peso estructural sin sacrificar la tolerancia al daño, convirtiéndola en una opción relevante para aplicaciones estructurales exigentes donde el rendimiento del material justifica su costo y restricciones de fabricación.