Aluminio A356: Composición, Propiedades, Guía de Temple y Aplicaciones

Descripción General Completa

A356 es una aleación de fundición Al-Si-Mg perteneciente a la familia 3xx.x de aleaciones de aluminio para fundición, comúnmente referida como AlSi7Mg en la nomenclatura internacional. Pertenece a la serie Al–Si–Mg donde el silicio es el principal elemento de aleación (proporcionando fundibilidad y fluidez) y el magnesio permite el endurecimiento por precipitación mediante la formación de Mg2Si durante el tratamiento térmico.

Esta aleación es susceptible de tratamiento térmico y adquiere la mayor parte de su resistencia mediante tratamiento en solución, temple y envejecimiento artificial (variantes T5/T6), aunque también puede suministrarse en condiciones de colado y alivio de tensiones cuando se prioriza la ductilidad. Sus características principales incluyen buena fluidez en fundición, resistencia moderada a alta tras envejecimiento, resistencia a la corrosión razonable para muchos entornos, y soldabilidad aceptable cuando se prepara adecuadamente; sin embargo, la conformabilidad es limitada en comparación con aleaciones deformadas en caliente o en frío y se utiliza principalmente como aleación para fundición.

Las industrias típicas que emplean A356 incluyen el sector automotriz (ruedas, piezas estructurales fundidas), aeroespacial y defensa (fundiciones mecanizadas y accesorios), bienes de consumo (carcasas de compresores, cuerpos de bombas), y electrónica (carcasas y fundiciones disipadoras de calor). Los ingenieros seleccionan A356 cuando se requiere un equilibrio entre bajo peso, buena fundibilidad y propiedades mecánicas endurecibles por envejecimiento, y cuando las formas complejas son más económicas de producir mediante fundición que por procesos de deformación.

Variantes de Temple

Temple	Nivel de Resistencia	Elongación	Conformabilidad	Soldabilidad	Notas
O	Baja	Alta	Excelente (para piezas fundidas)	Excelente	Recocido completo / sobremadurez; máxima ductilidad y alivio de tensiones para mecanizado.
T5	Moderada	Moderada	Aceptable	Buena	Enfriado desde la fundición y envejecido artificialmente; práctico para componentes en estado colado.
T6	Alta	Baja a Moderada	Limitada	Buena (con precaución)	Tratado en solución, templado y envejecido artificialmente; máxima resistencia para A356.
T651	Alta	Baja a Moderada	Limitada	Buena (con precaución)	T6 más alivio de tensiones por estirado o vibrado; reduce deformaciones en mecanizado.
H14 (trabajo en frío ligero)	Baja a Moderada	Moderada	Moderada	Buena	Leve deformación en frío; poco común en formas solo fundidas, aplicable en formas deformadas.

La selección del temple cambia críticamente el equilibrio entre resistencia y ductilidad así como la estabilidad dimensional de las fundiciones A356. Los estados O y sobremadurados maximizan la maquinabilidad y la elongación a costa de la resistencia, mientras que T5/T6/T651 transforman la microestructura de la aleación mediante la precipitación de Mg2Si y la agrupación de la morfología del silicio para aumentar el límite elástico y la resistencia a la tracción, reduciendo a menudo la elongación e incrementando el riesgo de fisuración bajo alta restricción.

Composición Química

Elemento	Rango %	Notas
Si	6.5–7.5	Elemento principal de aleación; mejora la fluidez, reduce la contracción y modifica la resistencia.
Fe	≤0.20–0.35 (especificación típica según proveedor)	Elemento impureza que forma intermetálicos frágiles; controlado para minimizar porosidad y grietas en caliente.
Mn	≤0.10	Limita la morfología de los intermetálicos de hierro; pequeñas adiciones mejoran la tenacidad.
Mg	0.20–0.45	Proporciona endurecimiento por envejecimiento vía precipitados Mg2Si; clave para respuesta T6.
Cu	≤0.20	Pequeñas adiciones pueden aumentar la resistencia pero reducir la resistencia a la corrosión y aumentar la tendencia a grietas calientes.
Zn	≤0.10	Generalmente mantenido bajo; contribuye poco al endurecimiento.
Cr	≤0.10	Controla la estructura de grano y mejora ligeramente la estabilidad a alta temperatura.
Ti	≤0.20	Refinador de grano en fundición; mejora la microestructura y alimentación en estado colado.
Otros	≤0.05 cada uno, ≤0.15 total	Elementos trazas e impurezas; existen límites para asegurar un comportamiento mecánico y fundición predecible.

La química de A356 está optimizada para equilibrar fundibilidad y respuesta al tratamiento térmico. El silicio define el eutéctico y controla las características de solidificación, mientras que el nivel de magnesio determina la fracción volumétrica y distribución de los precipitados Mg2Si que confieren la capacidad de endurecimiento por envejecimiento; el control estricto de hierro y elementos trazas es esencial para evitar intermetálicos perjudiciales que disminuyen la ductilidad y el rendimiento a fatiga.

Propiedades Mecánicas

En condición recocida (O), A356 muestra una resistencia a la tracción relativamente baja con alta elongación debido a una morfología del silicio esferoidizada y endurecimiento por precipitación mínimo. Tras tratamiento en solución y envejecimiento artificial (T6), las resistencias a la tracción y al límite elástico aumentan significativamente por la dispersión fina de precipitados Mg2Si y una distribución refinada de partículas de silicio, pero la ductilidad disminuye correspondientemente. El comportamiento a fatiga es sensible a defectos de fundición (porosidad, contracción) y condición de superficie; el disparo por perlas (shot-peening) y el prensado isotérmico en caliente (HIP) son técnicas habituales para mejorar la vida a fatiga en fundiciones estructurales.

El espesor y la velocidad de enfriamiento durante la fundición influyen en la microestructura en estado colado: secciones más gruesas solidifican más lentamente, resultando en partículas de silicio más gruesas y menor resistencia en comparación con fundiciones de pared delgada. La dureza correlaciona con el estado del temple y se usa a menudo para control rápido de proceso; la dureza Brinell típica se eleva desde valores bajos en estado O hasta valores mucho más altos en T6. La exposición térmica cerca o por encima de las temperaturas de envejecimiento cambia el estado de los precipitados pudiendo promover sobremaduración (reblandecimiento) o envejecimiento adicional dependiendo del tiempo y la historia térmica.

Propiedad	O/Recocido	Temple clave (T6 / T651)	Notas
Resistencia a la Tracción	90–160 MPa (típ.)	230–320 MPa (típ.)	Amplios rangos reflejan espesor de sección, método de fundición y niveles de porosidad.
Límite Elástico	35–80 MPa (típ.)	140–240 MPa (típ.)	El límite elástico aumenta sustancialmente tras solución y envejecimiento; T651 mejora estabilidad dimensional.
Elongación	10–30% (típ.)	2–10% (típ.)	La ductilidad disminuye con el aumento de resistencia; elongación depende de la población de defectos.
Dureza (HB)	30–50 HB	70–100 HB	Se usa para control de calidad; correlaciona con el endurecimiento por envejecimiento y escala microestructural.

Propiedades Físicas

Propiedad	Valor	Notas
Densidad	2.68 g/cm³	Típica de aleaciones de aluminio-silicio para fundición; más ligera que el acero y muchos otros metales.
Rango de Fusión	~557–640 °C	Rango eutéctico/mushy influenciado por contenido de Si y velocidad de enfriamiento en la fundición.
Conductividad Térmica	~120–150 W/(m·K)	Menor que el Al puro debido al silicio y los intermetálicos; aún buena para piezas disipadoras de calor.
Conductividad Eléctrica	~30–40 % IACS	Reducida en comparación con aleaciones de aluminio más puras por la presencia de Si y otros solutos.
Calor Específico	~0.88–0.90 J/(g·K)	Típico de aleaciones de aluminio; útil para diseño térmico en electrónica y componentes disipadores.
Coeficiente de Expansión Térmica	21–24 µm/(m·K)	Coeficiente moderado; importante para el ensamblaje con aceros o compuestos.

A356 ofrece una combinación favorable de baja densidad y buena conductividad térmica, haciéndola atractiva para aplicaciones estructurales ligeras y de gestión térmica. La presencia de silicio reduce la conductividad eléctrica y térmica general comparada con el aluminio puro, pero mantiene suficiente conductividad para muchas aplicaciones de disipación de calor y carcasas electrónicas mientras ofrece una superior fundibilidad.

Formas del Producto

Forma	Espesor/Tamaño Típico	Comportamiento de Resistencia	Templados Comunes	Notas
Fundición (Arena)	Secciones desde unos pocos mm hasta varios cientos de mm	La resistencia varía considerablemente según el tamaño de la sección	O, T5, T6, T651	Ampliamente utilizada para prototipos y piezas de bajo volumen; enfriamiento lento → microestructura más gruesa.
Fundición (Molde Permanente / Troquel)	Secciones delgadas a moderadas (≤100 mm)	Mayor resistencia en estado fundido debido al enfriamiento más rápido	T5, T6	Mejor acabado superficial y control dimensional; común para ruedas y carcasas.
Extrusión	Limitada / no típica	No aplica para la práctica estándar de extrusión	Variantes en templado H si se producen	A356 no es una aleación primaria de extrusión; existen aleaciones AlSi extruidas, pero son menos comunes.
Tubo	Tubos fundidos y fabricados	Variable; depende del formado/proceso	O, T5	Posibles tubos fundidos cerca de la forma final o componentes conformados por flujo.
Barra/Barras/Billete	Billetes forjados o fundidos para mecanizado	Mecanizable; propiedades definidas por tratamiento térmico posterior	O, T6 (después de solución/envejecimiento)	Utilizado como material base para componentes mecanizados CNC a partir de billetes fundidos o planchas forjadas.

A356 es principalmente una aleación para fundición; la vía de producción (arena, molde permanente, fundición a presión) influye fuertemente en la microestructura y el comportamiento mecánico resultante. Los tratamientos térmicos posteriores a la fundición y los procesos de alivio de tensiones controlan además las propiedades finales y la estabilidad dimensional, y la elección entre procesos de fundición depende del volumen, tolerancias, acabado superficial e historial térmico.

Grados Equivalentes

Norma	Grado	Región	Notas
AA	A356 / A356.0	EE.UU.	Designación común de Aluminum Association para aleación fundida tipo AlSi7Mg.
EN AW	AlSi7Mg0.3 (≈ EN AW-226)	Europa	Designación europea estandarizada que aproxima la química y desempeño del A356.
JIS	AC-AlSi7Mg (aprox.)	Japón	Equivalentes japoneses para aleaciones de fundición con niveles similares de Si–Mg, pero difieren en impurezas permitidas.
GB/T	AlSi7Mg o A356 (aprox.)	China	Normas chinas con ventanas composicionales similares; la práctica en fundición y límites de impurezas pueden variar.

Los grados equivalentes entre normas son generalmente intercambiables en muchas aplicaciones, pero diferencias sutiles en los niveles permitidos de impurezas (notablemente Fe y Cu) y el rango exacto de Mg influyen en la respuesta al envejecimiento y el comportamiento en fundición. Los compradores deben comparar hojas certificadas químicas y mecánicas y, si es crítico, exigir pruebas de muestras o ensayos de proceso, ya que las técnicas de fundición y controles de calidad pueden crear mayor variabilidad que las diferencias nominales de grado.

Resistencia a la Corrosión

A356 muestra una buena resistencia general a la corrosión atmosférica debido a la película de Al2O3 que se forma naturalmente, y funciona satisfactoriamente en atmósferas urbanas e industriales siempre que se mantenga la superficie y se limite la exposición a cloruros. En ambientes marinos y ricos en cloruros, pueden aparecer corrosión por picaduras y en grietas, especialmente en fases ricas en silicio o defectos de fundición, por lo que se suelen emplear recubrimientos protectores, anodizado o protección catódica para servicio a largo plazo.

La fisuración por corrosión bajo tensión es menos frecuente en A356 que en aleaciones Al–Cu de alta resistencia, pero la susceptibilidad aumenta con templados de mayor resistencia, tensiones residuales de tracción elevadas y presencia de defectos microestructurales; los diseñadores deben evitar sobrecargas en tracción y considerar el alivio de tensiones post-tratamiento térmico (T651). Las interacciones galvánicas con materiales más nobles (aceros inoxidables, cobre) aceleran la corrosión del aluminio en su rol anódico; las capas aislantes o ánodos de sacrificio son estrategias típicas de mitigación.

En comparación con aleaciones 5xxx (Al–Mg), A356 tiene resistencia global similar en muchos ambientes pero suele comportarse peor que aleaciones altamente aleadas y anodizables de la serie 6xxx en ambientes agresivos con cloruros; la selección debe basarse en propiedades mecánicas requeridas, condiciones de exposición y disponibilidad de recubrimientos o postprocesos.

Propiedades de Fabricación

Soldabilidad

A356 puede soldarse con procesos convencionales como TIG y MIG, aunque soldar fundiciones A356 exige cuidado para evitar porosidad y riesgo de fisuras en caliente. El precalentamiento y el uso de aleaciones de aporte compatibles (p. ej., aportes Al-Si como 4043 o Al-Mg-Si como 5356 en casos específicos) reducen porosidad por hidrógeno y desajuste térmico; frecuentemente se requiere tratamiento térmico posterior para recuperar el endurecimiento por envejecimiento. Las zonas afectadas por el calor (HAZ) experimentan ablandamiento localizado y se requieren controles de proceso para evitar deformaciones y degradación en secciones críticas.

Mecanizado

A356 en estado fundido tiene buena mecanabilidad para una aleación de fundición, especialmente en condición O o semi-recocida; se recomienda herramienta de carburo y velocidades/feed moderados para manejar partículas duras de silicio. El desgaste de herramienta es causado por silicio abrasivo e intermetálicos, por lo que una geometría de corte con ángulo positivo y el uso de refrigerante son beneficiosos; se deben minimizar cortes interrumpidos y gestionar la evacuación de virutas para evitar daños superficiales. Las superficies y tolerancias mecanizadas mejoran usando materia prima de molde permanente o fundición bajo presión debido a microestructuras más finas.

Conformabilidad

La conformabilidad en frío de A356 es limitada comparada con aleaciones de aluminio trabajadas en caliente; el doblado y estampado se aplican raramente a piezas fundidas salvo para piezas delgadas en molde permanente. El mejor comportamiento de formado se logra en condiciones sobremaduradas o O, aunque generalmente los diseñadores prefieren obtener la geometría mediante fundición más que por formado posterior. Cuando se requiere conformado, el calentamiento local o solución térmica previa, seguido de un envejecimiento adecuado, permite cierto conformado limitado preservando la resistencia tras reelaboración.

Comportamiento en Tratamiento Térmico

A356 es una aleación tratable térmicamente que responde a tratamiento de solución seguido de temple y envejecimiento artificial para alcanzar la condición T6. El tratamiento de solución típico es cerca de 525–540 °C para disolver Mg y crear una solución sólida sobresaturada; un temple rápido minimiza la formación de precipitados durante el enfriamiento, y el envejecimiento artificial posterior a ~150–180 °C durante varias horas precipita finas partículas de Mg2Si para aumentar la resistencia. El T5 es un envejecimiento artificial más corto aplicado a fundidos sin tratamiento de solución; proporciona mejoras moderadas de resistencia sin una solución completa.

El sobremadurado, la exposición prolongada a temperaturas elevadas o velocidades de temple inadecuadas provocan coarsening de precipitados y disminución de resistencia, por lo que el control del proceso es crítico. Para comportamientos no tratables térmicamente (relevantes en lotes no estándar o ciertas modificaciones trabajadas), el fortalecimiento ocurre por endurecimiento mecánico y deformación en frío, mientras que el recocido o tratamiento completo de solución se usan para recuperar ductilidad y aliviar tensiones antes del mecanizado final.

Desempeño a Alta Temperatura

A356 experimenta pérdida progresiva de resistencia por encima de las temperaturas típicas de envejecimiento; temperaturas de servicio superiores a ~150 °C reducen la eficacia de la estructura con precipitados Mg2Si y causan ablandamiento con el tiempo. La fluencia a temperaturas elevadas es limitada en comparación con aleaciones para alta temperatura, por lo que A356 se restringe a aplicaciones de temperatura moderada o exposiciones térmicas intermitentes; los factores de diseño deben considerar la exposición prolongada y el potencial sobremadurado. La oxidación es mínima a temperaturas normales de operación debido a la película protectora de alúmina, pero la exposición prolongada a altas temperaturas acelera el coarsening microestructural y puede promover el fragilizado de fases intermetálicas en la fundición.

Aplicaciones

Industria	Ejemplo de Componente	Razones para Usar A356
Automotriz	Ruedas, carcasas de transmisión, tapas de cárter de motor	Buena fundibilidad, ahorro de peso y resistencia endurecida por envejecimiento para fundiciones estructurales.
Aeroespacial	Fundiciones estructurales, soportes, accesorios	Relación resistencia-peso favorable y capacidad para producir piezas complejas cerca de la forma final.
Marina	Accesorios de casco, carcasas de bomba, componentes fueraborda	Resistencia razonable a la corrosión y capacidad para fundir formas complejas resistentes al agua de mar con acabados protectores.
Electrónica	Envolventes, carcasas de disipadores térmicos	Combinación de conductividad térmica, fundibilidad y mecanabilidad para componentes de gestión térmica.

A356 es comúnmente seleccionado cuando los diseñadores necesitan producir geometrías complejas con buen desempeño mecánico tras tratamiento térmico, minimizando el trabajo de mecanizado y montaje posterior. Su equilibrio de fundibilidad, mecanabilidad y respuesta a endurecimiento por envejecimiento permite una producción rentable de componentes fundidos de resistencia media en múltiples industrias.

Consejos para la Selección

Elija A356 cuando se requieran formas fundidas complejas o de paredes delgadas con desempeño mecánico procesable posteriormente, y cuando la reducción de peso es importante pero no se necesitan las máximas resistencias de aleaciones trabajadas. Es particularmente atractivo para componentes que se benefician de buena fundibilidad y endurecimiento moderado por envejecimiento (ruedas, carcasas, accesorios).

En comparación con el aluminio comercialmente puro (1100), el A356 sacrifica la conductividad eléctrica y térmica y la conformabilidad inherente a cambio de una resistencia mucho mayor tras el tratamiento térmico y una estabilidad dimensional superior en formas fundidas. En comparación con las aleaciones endurecidas por trabajo común (3003, 5052), el A356 ofrece una mayor resistencia por envejecimiento, pero típicamente menor ductilidad y una resistencia a la corrosión similar o ligeramente inferior en ambientes con presencia de cloruros. En comparación con las aleaciones forjadas tratables térmicamente de uso común (6061, 6063), el A356 puede ser preferido cuando geometrías fundidas complejas y una economía de fundición superior compensan la mayor resistencia máxima y mejor soldabilidad de dichas aleaciones forjadas.

Resumen final

El A356 sigue siendo una aleación de fundición versátil para ingenieros que requieren una combinación práctica de fundibilidad, baja densidad y una respuesta efectiva al endurecimiento por envejecimiento, lo que la hace especialmente valiosa en aplicaciones automotrices, aeroespaciales, marítimas y térmicas donde se necesitan formas complejas y resistencia de moderada a alta a un costo razonable.