Aluminio A384: Composición, Propiedades, Guía de Temple y Aplicaciones

Descripción General Completa

A384 está clasificado dentro de la serie 3xxx de aleaciones de aluminio, una familia caracterizada por el manganeso como principal elemento de aleación. Es una aleación de aluminio deformada en estado sólido (Al‑Mn) diseñada para un equilibrio de resistencia moderada, excelente conformabilidad y buena resistencia a la corrosión, reforzada principalmente mediante endurecimiento por trabajo en frío en lugar del tratamiento térmico convencional.

Los elementos principales típicos en A384 incluyen manganeso como aditivo deliberado para reforzar y estabilizar el grano, con niveles bajos de silicio, hierro, cobre y elementos traza. La aleación proporciona una combinación predecible de resistencia a la tracción moderada, buena ductilidad, soldabilidad favorable y amplia capacidad de conformado en frío adecuada para chapa, placa y productos extruidos.

A384 se utiliza en industrias que requieren piezas de aluminio fácilmente conformables con resistencia y resistencia a la corrosión razonables, como componentes de construcción, HVAC, paneles de transporte ligero y aplicaciones arquitectónicas generales. Los ingenieros seleccionan A384 cuando la formabilidad y la soldabilidad son prioridades sobre la máxima resistencia por envejecimiento, y cuando una aleación Al-Mn rentable y de disponibilidad inmediata es apropiada.

La aleación se elige frecuentemente frente a grados de aluminio más puros por su mayor resistencia mecánica, y sobre ciertas aleaciones 5xxx o tratables térmicamente cuando se prioriza un conformado en frío más sencillo, menor costo y un comportamiento específico frente a la corrosión por encima de la máxima resistencia posible. Su comportamiento predecible en laminado, conformado y unión la convierte en una opción pragmática para fabricación en grandes volúmenes.

Variantes de Temple

Temple	Nivel de Resistencia	Elongación	Formabilidad	Soldabilidad	Notas
O	Bajo	Alto	Excelente	Excelente	Estado recocido, máxima ductilidad y formabilidad
H12	Bajo–Medio	Moderado	Muy Bueno	Excelente	Endurecido parcialmente por trabajo en frío limitado
H14	Medio	Moderado–Bajo	Bueno	Excelente	Temple comercial común para resistencia moderada
H16	Medio	Moderado	Bueno	Excelente	Endurecido hasta mayor resistencia que H14
H18	Medio–Alto	Bajo–Moderado	Regular–Bueno	Excelente	Trabajo en frío más intenso, elongación reducida
H22	Medio	Moderado	Bueno	Excelente	Endurecido y estabilizado por alivio de tensiones
H24	Medio–Alto	Bajo–Moderado	Regular	Excelente	Endurecido y parcialmente recocido para formabilidad
H32	Medio	Moderado	Bueno	Excelente	Endurecido y estabilizado por tratamiento térmico controlado

El temple tiene una influencia directa y predecible en las propiedades de A384, ya que la aleación no es tratable térmicamente y depende de la densidad de dislocaciones introducida por el trabajo en frío. Al avanzar en temple desde O a H18/H24, aumentan las resistencias a tracción y límite elástico mientras disminuyen la elongación y formabilidad; los temple H se eligen para equilibrar las necesidades de conformado con la resistencia requerida en servicio.

En la fabricación y selección, elegir un temple es un compromiso: O o H12 se prefieren para embutición profunda y operaciones severas de conformado, mientras que las series H14–H18 son especificadas cuando se requiere mayor resistencia conforme-fabricado o estabilidad dimensional mejorada sin recurrir a una clase de aleación diferente.

Composición Química

Elemento	Rango %	Notas
Si	0.10–0.60	Silicio mantenido bajo; mejora la fluidez en aleaciones fundidas pero aquí minimizado para preservar ductilidad
Fe	0.20–0.70	Elemento impureza que puede reducir ductilidad e incrementar intermetálicos
Mn	0.60–1.50	Elemento principal de refuerzo y control de recristalización para aleaciones 3xxx
Mg	0.05–0.20	Menor; puede contribuir a la resistencia pero se mantiene bajo para conservar la formabilidad
Cu	0.05–0.20	Limitado; pequeñas cantidades elevan la resistencia pero pueden reducir la resistencia a la corrosión
Zn	0.05–0.20	Normalmente bajo; niveles más altos pueden promover resistencia pero aumentar susceptibilidad a corrosión bajo tensión
Cr	0.01–0.10	Traza; mejora la estructura del grano y ayuda en control de recristalización
Ti	0.01–0.10	Refinador de grano en algunas rutas de producción
Otros	Balance hasta 100 (residuales)	Elementos traza y residuales controlados a bajos niveles para propiedades consistentes

La química de A384 se centra en el manganeso para fortalecer por dislocación y estabilizar el grano, mientras que se toleran bajas concentraciones de silicio, hierro y cobre como residuales o modificadores menores de rendimiento. Variaciones pequeñas en el contenido de Mn y Cu afectan sustancialmente el límite elástico, comportamiento de endurecimiento por deformación y resistencia a la corrosión, por lo que el control de composición es clave para un desempeño consistente en chapa y extrusión.

Propiedades Mecánicas

A384 exhibe un comportamiento a tracción típico de las aleaciones Al-Mn no tratables térmicamente: resistencia a la tracción final moderada con límite elástico relativamente bajo en condición recocida, y aumentos sustanciales en límite elástico y resistencia con trabajo en frío. La elongación es alta en temple O pero cae significativamente conforme los temple H aumentan la densidad de dislocaciones; los diseñadores deben considerar la menor reserva de conformado en estados H18/H24.

La dureza se correlaciona con el temple y el trabajo en frío: el material recocido presenta baja dureza y buena ductilidad sin astillamiento, mientras que en condiciones endurecidas la dureza aumenta considerablemente, lo que influye en desgaste y acabado superficial. El desempeño a fatiga es aceptable para cargas cíclicas moderadas; la vida útil a fatiga es sensible al estado superficial, trabajo en frío y tensiones residuales introducidas por conformado o soldadura.

El espesor y la forma del producto influyen en la respuesta mecánica: chapa delgada se endurece fácilmente por deformación y puede alcanzar mayor resistencia conforme-fabricado mediante laminado en frío, mientras que placa o extrusiones más gruesas presentan microestructuras más gruesas y menor capacidad de endurecimiento por pase de procesamiento. Los diseñadores deben especificar el temple y espesor conjuntamente para asegurar los márgenes estáticos y a fatiga requeridos.

Propiedad	O/Recocido	Temple Clave (H14)	Notas
Resistencia a tracción	~90–120 MPa	~160–200 MPa	Resistencia en H14 depende del nivel de trabajo en frío y espesor
Límite elástico	~30–50 MPa	~100–140 MPa	El límite elástico aumenta más rápido que la resistencia a tracción con trabajo en frío
Elongación	~30–40%	~8–18%	La elongación disminuye al aumentar el endurecimiento por deformación
Dureza (HB)	~25–40 HB	~55–75 HB	La dureza sigue aproximadamente la evolución de las propiedades a tracción según el temple

Los valores son rangos indicativos para espesores comerciales comunes y prácticas de producción; se recomienda consultar con proveedores para obtener datos certificados en pruebas de fábrica para formas de producto y temple específicos.

Propiedades Físicas

Propiedad	Valor	Notas
Densidad	2.70 g/cm³	Típica para aleaciones de aluminio deformadas; útil para cálculos de peso
Rango de Fusión	~640–660 °C	Rango práctico de trabajo, solidus cercano al punto de fusión del aluminio puro
Conductividad Térmica	~130–150 W/m·K	La aleación reduce la conductividad térmica respecto al Al puro pero sigue alta para disipación de calor
Conductividad Eléctrica	~25–35 % IACS	Inferior al aluminio puro; la conductividad varía con trabajo en frío y composición
Calor Específico	~0.90 J/g·K	Valor aproximado para cálculos de capacidad térmica
Coeficiente de Expansión Térmica	~23–24 µm/m·K	Coeficiente lineal adecuado para uniones con otros metales estructurales si se considera

Las propiedades físicas de A384 la hacen candidata adecuada para aplicaciones que requieren construcción ligera con rendimiento térmico razonable. La conductividad térmica es alta comparada con aceros, por lo que A384 es preferible en componentes disipadores de calor, y el coeficiente de expansión térmica debe considerarse al ensamblar con materiales con tasas de expansión significativamente diferentes.

La conductividad eléctrica es moderada, por lo que A384 no es elección principal para barras colectoras eléctricas de alta eficiencia pero puede usarse cuando los atributos mecánicos son más importantes que la conductividad máxima. La densidad y calor específico se usan directamente en cálculos de rigidez y masa térmica para sistemas estructurales y térmicos.

Formas del Producto

Forma	Espesor/Tamaño Típico	Comportamiento de Resistencia	Temple Común	Notas
Chapa	0.2–6.0 mm	La resistencia aumenta con el laminado en frío	O, H12, H14, H24	Amplia producción; usada para paneles, envolventes y componentes HVAC
Placa	6–25 mm	Menor trabajo en frío por espesor; resistencia moderada	O, H22, H32	Piezas estructurales pesadas y placas para frenos/cubiertas
Extrusión	Dependiente del perfil	La resistencia varía según el TEMPLE y la relación de extrusión	O, H14, H18	Perfiles para marcos arquitectónicos y canales
Tubo	Ø6–200 mm	Dibujo en frío o extrusión afectan la resistencia final	O, H14	Usado para ductos, tubos estructurales y mobiliario
Barra/Varilla	Ø3–60 mm	Menor endurecimiento por deformación posible; depende del dibujo	O, H12, H14	Elementos de fijación, componentes conformados y piezas mecanizadas

El método de procesamiento y la forma del producto determinan las propiedades alcanzables: la chapa se beneficia del laminado y del trabajo en frío posterior para alcanzar los temple H, mientras que las extrusiones y barras dependen de las velocidades de enfriamiento de la extrusión y el trabajo en frío subsiguiente para desarrollar resistencia. El espesor de la placa limita la tasa de trabajo en frío y, por lo tanto, el temple H máximo típicamente práctico.

Las aplicaciones deben especificar la forma del producto, el temple y el acabado superficial conjuntamente, porque el conformado, la soldabilidad y el rendimiento a fatiga están determinados en conjunto por estos parámetros. Por ejemplo, los paneles conformados en profundidad normalmente se suministran en temple O o H12 en lugar de H18 para preservar la ductilidad.

Grados Equivalentes

Norma	Grado	Región	Notas
AA	A384	EE.UU.	Designación en la base de datos AA para esta composición Al‑Mn laminada
EN AW	AW‑3xxx (más cercano)	Europa	No hay equivalencia uno a uno; AW‑3003/AW‑3004 son los equivalentes comerciales más cercanos
JIS	A3003 (más cercano)	Japón	Las aleaciones JIS A3003 son grados laminados Al‑Mn similares
GB/T	Serie 3xxx (más cercano)	China	Las normas chinas listan aleaciones Al‑Mn comparables a la familia 3003

Frecuentemente no existe una referencia cruzada exacta uno a uno porque el temple, los límites de impurezas y las especificaciones de procesamiento varían entre normas y proveedores. Los ingenieros deben comparar los límites de química certificados, las tablas de propiedades mecánicas y los certificados de proceso, en lugar de confiar únicamente en el nombre nominal del grado al sustituir materiales.

Al convertir entre normas, preste atención a los niveles permitidos de impurezas (Fe, Si), los temple requeridos y las prácticas de ensayo; estas diferencias pueden afectar el comportamiento a la corrosión y la conformabilidad en aplicaciones críticas.

Resistencia a la Corrosión

A384 ofrece buena resistencia general a la corrosión atmosférica típica de las aleaciones de aluminio con contenido moderado de cobre y zinc. En atmósferas urbanas e industriales forma una película protectora de óxido que limita la corrosión generalizada, y tratamientos superficiales menores o recubrimientos de conversión pueden mejorar significativamente el aspecto y rendimiento a largo plazo.

En ambientes marinos o de alto contenido cloruro, A384 rinde adecuadamente para aplicaciones protegidas o expuestas periódicamente, pero no es tan resistente como las aleaciones especializadas de las series 5xxx (Al‑Mg) o 6xxx con Cu controlado. Puede producirse picaduras localizadas en superficies rugosas o dañadas; por ello se recomiendan recubrimientos protectores, anodizado o medidas de diseño catódico para una larga vida útil en exposición agresiva a agua salada.

La susceptibilidad a la corrosión bajo tensión (SCC) es baja para las aleaciones Al‑Mn como A384 en comparación con aleaciones Al‑Cu o Al‑Zn‑Mg de alta resistencia, pero deben evitarse tensiones residuales elevadas combinadas con medios corrosivos. Las interacciones galvánicas con metales más nobles, como el acero inoxidable, pueden acelerar la corrosión localizada de A384; la aislamiento y la selección apropiada de fijaciones son consideraciones importantes en el diseño.

En comparación con otras familias de aleaciones, A384 sacrifica algo de rendimiento anticorrosivo frente a las aleaciones 5xxx y la capacidad de envejecimiento para altas resistencias de las familias 6xxx/7xxx. Su resistencia equilibrada y conformabilidad lo hacen una opción común para aplicaciones arquitectónicas y HVAC donde se desea mantenimiento poco frecuente.

Propiedades de Fabricación

Soldabilidad

A384 se suelda muy bien con procesos de fusión comunes como TIG (GTAW) y MIG (GMAW) utilizando rellenos convencionales de aluminio como ER4043 (Al‑Si) o ER5356 (Al‑Mg) dependiendo de las propiedades post‑soldadura requeridas. Las zonas afectadas por el calor (HAZ) no experimentan un ablandamiento drástico ya que la aleación no es susceptible a tratamiento térmico, pero se requiere un control cuidadoso de la distorsión y la compatibilidad del metal de aporte para evitar problemas galvánicos o de corrosión en las soldaduras.

El riesgo de fisuración en caliente es bajo en comparación con aleaciones tratables térmicamente de alta resistencia, pero puede ocurrir si se usan rellenos o diseños de junta inapropiados que atrapen tensiones y contracción por solidificación. El precalentamiento rara vez es necesario para trabajos de chapa delgada, pero se pueden beneficiar las secciones pesadas restringidas con temperaturas interpasos controladas para minimizar tensiones residuales.

Mecanizado

El mecanizado de A384 es sencillo con herramientas convencionales de carburo o acero rápido. Su índice de mecanizado es menor que el latón de corte fácil o algunas aleaciones de aluminio con plomo, pero adecuado para la mayoría de aplicaciones industriales. Se recomiendan prácticas como velocidades de corte moderadas, herramientas con ángulo positivo y buena evacuación de viruta para evitar la formación de rebaba y endurecimiento superficial por trabajo.

El acabado superficial y la precisión dimensional son alcanzables con velocidades y avances estándar, pero se deben considerar rebotes y formación de virutas dúctiles. Cuando se usan temple H de mayor dureza, el desgaste de herramienta aumenta y las estrategias de refrigeración deben ajustarse.

Conformabilidad

La conformabilidad de A384 es excelente en temple O y temple con bajo endurecimiento por deformación, permitiendo embutición profunda, dobladuras y operaciones complejas de doblado. Los radios mínimos de doblado dependen del temple y espesor, pero típicamente son 1–3 veces el espesor para temple O y aumentan para temple H; se recomienda realizar ensayos empíricos o simulaciones de elementos finitos para piezas complejas.

El trabajo en frío aumenta la resistencia pero reduce la reserva de conformado; el recocido intermedio está disponible para restaurar la ductilidad si se requieren múltiples pasos de conformado. El rebote elástico es predecible y manejable con un diseño adecuado de troqueles y control de proceso.

Comportamiento frente a Tratamientos Térmicos

Como aleación serie 3xxx, A384 es una aleación no tratable térmicamente y no responde a tratamientos de solubilización y envejecimiento para aumentar significativamente la resistencia. Intentar aplicar tratamientos térmicos tipo T no producirá el endurecimiento por precipitación observado en las familias Al‑Mg‑Si o Al‑Cu.

La resistencia se desarrolla y controla mediante trabajo mecánico (laminado en frío, dibujo) y los temple H subsecuentes. El recocido (ablandamiento total a O) se consigue calentando por encima de la temperatura de recristalización (típicamente entre 330–420 °C dependiendo del tamaño de la sección y estado de la aleación), seguido de un enfriamiento controlado para obtener una microestructura completamente recristalizada.

Se pueden usar tratamientos de estabilización como exposiciones térmicas ligeras (por ejemplo, H32) para liberar tensiones residuales sin recocer completamente el material. Para piezas con dimensiones críticas, los ciclos de alivio de tensiones deben validarse ya que pueden modificar sutilmente las propiedades mecánicas.

Desempeño a Alta Temperatura

A384 mantiene propiedades mecánicas útiles a temperaturas elevadas moderadas pero experimenta pérdida progresiva de resistencia a medida que la temperatura aumenta. Por encima de ~100–150 °C, la exposición prolongada produce reducciones medibles en límite elástico y resistencia a la tracción debido a recuperación y ablandamiento de la estructura trabajada en frío.

La oxidación es mínima comparada con aleaciones ferrosas gracias a la película protectora de óxido de aluminio, pero a temperaturas más altas pueden ocurrir escamación superficial y fragilización por reacciones superficiales si hay ambientes agresivos. Para servicio continuo sobre 150 °C, los diseñadores deben validar el comportamiento a fluencia y considerar aleaciones diseñadas específicamente para estabilidad a alta temperatura.

Las uniones soldadas expuestas a temperaturas elevadas requieren atención al comportamiento de la HAZ; dado que la aleación no es tratable térmicamente, el ablandamiento de la HAZ es limitado, pero la exposición térmica puede relajar el trabajo en frío y reducir la resistencia localizada, afectando la distribución de cargas.

Aplicaciones

Industria	Componente Ejemplo	Por qué se usa A384
Automotriz	Paneles interiores, pantallas térmicas	Buena conformabilidad, soldabilidad, eficiencia en costos
Marítima	Ductos, envolventes no estructurales	Resistencia a la corrosión en ambientes marinos atmosféricos
Aeroespacial	Accesorios no críticos, carenados	Relación resistencia-peso y fácil conformado para estructuras secundarias
Electrónica	Chasis, disipadores de calor	Conductividad térmica y buena manufacturabilidad
Edificación y Construcción	Techos, fachadas, canaletas	Resistencia a la intemperie, conformabilidad y acabados

La combinación de conformabilidad, soldabilidad y resistencia moderada de A384 lo hace adecuado para una amplia gama de componentes no sometidos a altas tensiones en múltiples industrias. Se usa comúnmente allí donde se requieren formas complejas, acabado superficial y resistencia a la corrosión a un costo razonable.

Información para la selección

Elija A384 cuando su diseño priorice una alta conformabilidad en frío, buena soldabilidad y resistencia moderada con amplia disponibilidad y bajo costo. Es ideal para componentes estampados o embutidos, elementos arquitectónicos y fabricación general donde no se requiera una resistencia extrema a la tracción.

En comparación con aluminio comercialmente puro (1100), A384 sacrifica algo de conductividad eléctrica y térmica y una ductilidad ligeramente reducida del metal puro para un aumento significativo en la resistencia y una mejor estabilidad dimensional durante el conformado. Frente a otras aleaciones endurecidas por trabajo como 3003 o 5052, A384 se ubica en un rango similar de formabilidad y resistencia a la corrosión, pero generalmente se selecciona cuando una combinación específica de endurecimiento basado en Mn y la disponibilidad del proveedor se ajustan a las necesidades del diseño.

En comparación con aleaciones tratables térmicamente como 6061 o 6063, A384 se elige cuando la facilidad de conformado y soldadura, y el menor costo del material, prevalecen sobre la necesidad de una mayor resistencia máxima por envejecimiento. Si se requiere una mayor resistencia estática o a fatiga a largo plazo, puede preferirse una familia tratable térmicamente a pesar de la mayor complejidad de fabricación.

Resumen final

A384 sigue siendo una aleación trabajada Al‑Mn relevante y ampliamente utilizada porque ofrece de manera confiable un