Aluminio A5052: Composición, Propiedades, Guía de temple y Aplicaciones

Descripción Integral

A5052 es una aleación de aluminio-magnesio forjada de la serie 5xxx, clasificada en la familia Al–Mg donde el magnesio es el principal elemento aleante. La filosofía de aleación se basa en adiciones de Mg en el rango de aproximadamente 2.2–2.8 % en peso, con pequeñas adiciones controladas de Cr y Mn para controlar la estructura de grano y limitar la recristalización durante la fabricación.

A5052 es una aleación no tratable térmicamente cuyo principal mecanismo de fortalecimiento es el endurecimiento por solución sólida combinado con el trabajo en frío (endurecimiento por deformación) y la estabilización por microaleaciones. Esto produce una combinación de resistencia moderada, excelente resistencia a la corrosión—especialmente en ambientes marinos—buena soldabilidad y formabilidad favorable en temple blando.

Las características clave que definen a A5052 son sus elevados límites elástico y último en comparación con el aluminio comercialmente puro (serie 1xxx), su superior resistencia al agua de mar y ambientes que contienen cloruros frente a muchas otras aleaciones de aluminio, y su razonable desempeño en fatiga. Industrias típicas que usan A5052 incluyen construcción naval, transporte (tanques de combustible para camiones y paneles de carrocería), electrodomésticos, conductos HVAC y ciertas estructuras secundarias aeroespaciales. La aleación se elige frecuentemente cuando se requiere un balance entre formabilidad, resistencia moderada y resistencia a la corrosión sin la necesidad de endurecimiento por envejecimiento o precipitación.

A5052 se selecciona sobre aleaciones 1xxx y 3xxx cuando se necesita mayor resistencia y mejor resistencia a la corrosión sin sacrificar demasiado la formabilidad. Se prefiere sobre muchas aleaciones tratables térmicamente 6xxx/7xxx cuando la soldabilidad y la corrosión en servicio (especialmente en agua salada) son restricciones críticas y cuando el costo y procesamiento de tratamiento térmico no son deseables.

Variantes de Temple

Temple	Nivel de Resistencia	Elongación	Formabilidad	Soldabilidad	Notas
O	Baja	Alta	Excelente	Excelente	Totalmente recocido; máxima ductilidad para conformado.
H111	Baja–Moderada	Alta	Muy buena	Muy buena	Temple general por envejecimiento por deformación con endurecimiento moderado y no direccional.
H14	Moderada	Moderada–Alta	Buena	Muy buena	Endurecido por deformación a un cuarto de dureza; común para componentes conformados.
H16	Moderada–Alta	Moderada	Regular–Buena	Muy buena	Condición media dura con mayor resistencia a expensas de la formabilidad.
H32	Alta	Moderada	Buena (con cuidado)	Buena	Endurecido por deformación y estabilizado; ampliamente usado en chapa y placa para aplicaciones marinas.
H34	Alta	Baja–Moderada	Limitada	Buena	Endurecido por deformación a un nivel superior al H32; uso cuando se requiere mayor resistencia.
H38	Mayor	Baja	Limitada	Buena	Condición comercialmente disponible de mayor resistencia endurecida por deformación para productos más gruesos.

La designación del temple para A5052 controla directamente sus resistencias a tracción y límite elástico mediante el grado de trabajo en frío y cualquier tratamiento estabilizador. Los temperamentos blandos (O, H111) maximizan la formabilidad y elongación y se eligen para operaciones de embutición profunda y conformado complejo, mientras que los temperamentos H3x entregan resistencia al límite elástico significativamente mayor a costa de menor elongación y mayor rebote elástico (springback) durante el conformado.

La soldabilidad es generalmente excelente en todos los temperamentos porque A5052 no depende del endurecimiento por precipitación; sin embargo, el ablandamiento localizado o recuperación en la zona afectada por el calor (ZAC) puede reducir la resistencia en temperamentos endurecidos por deformación cerca de las soldaduras. Los diseñadores deben considerar el rebote elástico y radio de doblado específico del temple durante el conformado y pueden realizar un recocido después del conformado si se requiere la máxima ductilidad.

Composición Química

Elemento	Rango %	Notas
Si	≤ 0.25	Impureza; controlada para limitar la formación de intermetálicos.
Fe	≤ 0.40	Impureza; cantidades mayores reducen la ductilidad y aumentan inclusiones intermetálicas.
Mn	0.10–0.50	Control de estructura de grano; ayuda en la resistencia y reduce la recristalización.
Mg	2.2–2.8	Elemento principal de aleación; proporciona endurecimiento por solución sólida y mejora la resistencia a la corrosión.
Cu	≤ 0.10	Mantener bajo para preservar la resistencia a la corrosión; Cu alto reduce la resistencia al picado.
Zn	≤ 0.10	Menor; generalmente considerado impureza.
Cr	0.15–0.35	Controla estructura de grano y ayuda a estabilizar temperamentos endurecidos contra recristalización.
Ti	≤ 0.15	Desoxidante y refinador de grano en fundiciones; menor en aleaciones forjadas.
Otros	≤ 0.05 (cada uno) / ≤ 0.15 (total)	Elementos traza con límites; verificar certificados de laminación para límites específicos.

El magnesio es el elemento que define el rendimiento de A5052: incrementa el límite elástico y la resistencia a tracción mediante el endurecimiento por solución sólida a la vez que mantiene buena ductilidad en temperamentos más blandos. El cromo se añade intencionalmente en cantidades controladas para retardar la recristalización y preservar la microestructura endurecida por deformación durante exposiciones a temperaturas elevadas y procesos de fabricación. Los bajos contenidos de Cu y Zn preservan la fuerte resistencia de la aleación a la corrosión por picado y grietas en ambientes con cloruros.

Propiedades Mecánicas

A5052 presenta un comportamiento a la tracción característico de una aleación Al–Mg endurecida por trabajo en frío: los temperamentos blandos muestran bajo límite elástico pero alta elongación, mientras que los temperamentos H3x muestran límite elástico y resistencia última considerablemente mayores con reducción de ductilidad. El límite elástico es sensible al trabajo en frío y al espesor; la chapa delgada laminada en frío a H32 puede alcanzar límites elásticos cercanos a aleaciones estructurales, mientras que placas más gruesas o secciones recocidas serán considerablemente inferiores. La dureza sigue la misma tendencia que la resistencia y se usa comúnmente como un indicador rápido en taller para verificar el temple.

El desempeño a fatiga de A5052 es generalmente bueno para aleaciones Al–Mg; la aleación se beneficia de la ausencia de precipitados que retardan la fatiga y pueden actuar como sitios de nucleación de grietas. El estado superficial, las tensiones residuales inducidas por el conformado y las soldaduras son factores principales que afectan la vida a fatiga, por lo que un acabado superficial adecuado y la calificación de procedimientos de soldadura son importantes para aplicaciones cíclicas. El espesor afecta tanto el endurecimiento por deformación alcanzable como la restricción a la deformación plástica; las láminas más delgadas pueden endurecerse más mediante laminado en frío, mientras que secciones más gruesas requieren trabajo en frío más drástico para alcanzar propiedades comparables.

Los rangos prácticos de propiedades (valores típicos; verificar certificados de laminación para uso en proyectos específicos) se resumen a continuación.

Propiedad	O/Recocido	Temple Clave (ej. H32)	Notas
Resistencia a la Tracción (UTS)	110–150 MPa	215–260 MPa	UTS depende fuertemente del temple y espesor; H3x aproximadamente duplica resistencia respecto a O.
Límite Elástico (0.2% de offset)	35–70 MPa	140–200 MPa	Límite elástico en H32 suele ser ~140–200 MPa según forma y temple del producto.
Elongación (en 50 mm)	15–25%	6–12%	La elongación disminuye con el trabajo en frío; formabilidad aún aceptable en muchos temperamentos H.
Dureza (HB)	25–40	55–70	Los rangos de dureza son valores Brinell típicos; Vickers/Rockwell serán diferentes.

Propiedades Físicas

Propiedad	Valor	Notas
Densidad	2.68 g/cm³ (168 lb/ft³)	Típica para aleaciones de aluminio–magnesio forjadas; útil para cálculos de masa.
Rango de Fusión	~605–650 °C	Rango sólido–líquido depende de la composición exacta e impurezas.
Conductividad Térmica	~138 W/m·K (a 20 °C)	Inferior al aluminio puro por aleación; aún buena para aplicaciones de dispersión térmica.
Conductividad Eléctrica	~29–36 %IACS	Conductividad reducida por Mg y otros solutos; varía ligeramente según espesor y temple.
Calor Específico	~900 J/kg·K	Típico para aleaciones de aluminio; útil para cálculos de masa térmica y transitorios.
Expansión Térmica	23.5–24.8 ×10⁻⁶ /K	Expansión térmica lineal similar a otras aleaciones de aluminio; importante al combinar con materiales disímiles.

Las propiedades físicas hacen a A5052 apta para aplicaciones que requieren una combinación de bajo peso, conductividad térmica razonable y comportamiento dimensional estable con la temperatura. La conductividad eléctrica es menor que en aluminio puro debido a la aleación, pero sigue siendo adecuada para muchas cajas eléctricas y aplicaciones de blindaje; use las aleaciones de la serie 1xxx con menor aleación si se requiere máxima conductividad.

El diseño térmico debe considerar la conductividad moderada de la aleación y el coeficiente relativamente alto de expansión térmica al acoplarla con aceros o materiales compuestos para evitar tensiones térmicas excesivas en servicio, especialmente en ambientes térmicos cíclicos.

Formas del Producto

Forma	Espesor/Tamaño Típico	Comportamiento de Resistencia	Temple Común	Notas
Chapa	0.3 mm – 6 mm	La resistencia aumenta con el laminado en frío	O, H111, H14, H32	Ampliamente utilizada para revestimientos, paneles y cascos marinos.
Placa	6 mm – 50 mm	Menor trabajo en frío posible; menor endurecimiento por deformación	O, H32, H34, H38	Placa usada para componentes estructurales y soldados; la placa más gruesa suele suministrarse en temple H3x.
Extrusión	Perfiles de varios metros	Propiedades influenciadas por la relación de extrusión y trabajo posterior	O, H111, H32	Secciones extruidas usadas para marcos, rieles y perfiles estructurales.
Tubo	Diámetro exterior 6 mm – 200 mm	El espesor de pared afecta la resistencia alcanzable	O, H14, H32	Tubos soldados y sin costura para tanques de combustible, HVAC y tuberías marinas.
Barra / Varilla	Diámetros hasta ~100 mm	Dependiente de maquinabilidad y trabajo en frío	O, H14, H16	Barras macizas para piezas mecanizadas y componentes torneados.

Las rutas de fabricación de chapa y placa (laminado en frío, nivelado por estirado) alteran la densidad de dislocaciones y la textura, afectando directamente el límite elástico y la elongación. Las extrusiones y tubos suelen producirse en templas más blandas para facilitar la deformación y pueden someterse posteriormente a trabajo en frío para aumentar la resistencia.

La elección de la forma del producto está guiada por las necesidades de fabricación: chapa fina para conformado y embutición, placa para piezas estructurales soldadas, extrusiones para secciones transversales complejas, y tubo/barra para conjuntos fabricados y piezas mecanizadas. Pueden aplicarse procesos posteriores de trabajo en frío o recocido para ajustar el rendimiento mecánico según la ruta de fabricación prevista.

Grados Equivalentes

Norma	Grado	Región	Notas
AA	A5052	USA	Designación de Aluminum Association; muy referenciada en hojas de datos de molino.
UNS	A95052	Internacional	Designación del Unified Numbering System para A5052.
EN AW	EN AW-5251 / EN AW-5052 (verificar)	Europa	Las designaciones europeas varían según el fabricante; la equivalencia exacta debe confirmarse con la química.
JIS	A5052	Japón	Norma japonesa que a menudo usa la misma designación numérica para aleaciones 5xxx.
GB/T	AlMg2.5	China	Designación china correspondiente a una aleación Al–Mg con contenido similar de magnesio; verificar especificación química.

La equivalencia entre normas es aproximada porque las prácticas de fabricación, los límites de impurezas y los elementos en trazas permitidos pueden variar por región y molino. Los ingenieros deben siempre cotejar la composición química exacta y los límites de propiedades mecánicas en los certificados de molino del proveedor antes de aprobar el material para aplicaciones críticas.

Resistencia a la Corrosión

A5052 ofrece muy buena resistencia a la corrosión atmosférica y es notablemente robusto en ambientes marinos y cargados de cloruros gracias a su contenido de magnesio y bajo cobre. La aleación forma un óxido protector que, en muchas condiciones de servicio, proporciona protección a largo plazo contra la corrosión por picaduras y corrosión general; este comportamiento es superior al de muchas aleaciones endurecibles por tratamiento térmico que contienen mayor Cu o Zn. Recubrimientos protectores y anodizado pueden mejorar aún más el rendimiento cuando se requieren protección estética o barreras adicionales.

En exposiciones a agua de mar y zonas de salpicaduras, A5052 normalmente supera en resistencia a picaduras a aleaciones de las series 6xxx y 2xxx, razón por la cual se usa ampliamente en cascos marinos, tanques de combustible y herrajes de cubierta. A5052 es susceptible a corrosión localizada si se acopla galvánicamente con metales más nobles (por ejemplo, aleaciones de cobre o aceros inoxidables) sin la debida aislación; por ello, la selección de sujetadores y la aislación eléctrica son importantes en ensamblajes de metales mixtos.

La susceptibilidad a grietas por corrosión bajo tensión (SCC) en A5052 es baja comparada con aleaciones endurecibles de alta resistencia, pero la exposición a esfuerzos de tracción combinados con ambientes corrosivos de cloruros puede causar inicio de grietas en componentes altamente solicitados. Los diseñadores deben evitar introducir tensiones residuales de tracción en zonas críticas, asegurar un buen drenaje y considerar protección catódica o materiales de sujetadores adecuados cuando se espere inmersión prolongada.

Propiedades de Fabricación

Soldabilidad

A5052 es fácilmente soldable con métodos comunes por fusión como TIG (GTAW) y MIG (GMAW) y también tiene buen desempeño en soldadura por resistencia y puntas en chapas. Aleaciones de aportación como ER5356 o ER5183 se recomiendan comúnmente para soldaduras a tope y de filete, proporcionando compatibilidad en desempeño anticorrosivo y limitando riesgo de fisuras en caliente; ER5356 ofrece un equilibrio favorable entre resistencia y ductilidad. El riesgo de fisuras en caliente es bajo respecto a muchas aleaciones 2xxx y 7xxx, sin embargo el ablandamiento localizado en la ZAC puede reducir la resistencia en templas trabajadas en frío, de modo que las propiedades mecánicas post-soldadura deben verificarse si las soldaduras están en zonas de alta tensión.

Maquinabilidad

La maquinabilidad de A5052 es moderada y generalmente mejor que muchas aleaciones Al–Si de fundición pero inferior a las aleaciones 2xxx de fácil mecanizado. La aleación mecaniza bien con herramientas de acero rápido o carburo y se beneficia de montajes rígidos, geometrías de filo positivas y geometrías de ruptura de viruta adecuadas para evitar cintas largas continuas. La práctica típica emplea altas velocidades de husillo, avances moderados y fluidos de corte diseñados para aluminio para controlar acumulación de viruta y mejorar el acabado superficial; se obtienen buenos acabados superficiales pero desgaste moderado de herramienta debido a la tendencia al endurecimiento por deformación en secciones delgadas.

Conformabilidad

La conformabilidad de A5052 en templas blandas es excelente, apta para embutición profunda, dobladillo y estampados complejos; los radios mínimos de doblado dependen del temple y espesor pero generalmente están en el rango de 1–3T (T = espesor) para templas blandas. El trabajo en frío aumenta resistencia y rebote elástico, por lo que componentes H32/H34 requieren herramientas compensadas y frecuentemente alivio de tensiones o recocido parcial tras el formado para cumplir tolerancias dimensionales. El formado en caliente puede extender los límites de conformabilidad, aunque rara vez es necesario para aplicaciones típicas de 5052; los diseñadores deberían realizar ensayos de formado para geometrías complejas.

Comportamiento ante Tratamiento Térmico

A5052 es una aleación no endurecible por tratamiento térmico; no responde a solubilización y envejecimiento para endurecimiento por precipitación como las aleaciones 6xxx o 7xxx. Los incrementos de resistencia se logran principalmente mediante trabajo en frío (endurecimiento por deformación) y por adiciones estabilizadoras como cromo que reducen la recuperación durante exposiciones a temperatura elevada.

El recocido (suavizado) se logra calentando a la temperatura adecuada (comúnmente ~300–415 °C para recocido parcial o total, dependiendo del tamaño de sección y recomendaciones del proveedor) para reducir la densidad de dislocaciones y restaurar la ductilidad. Los templas estabilizados (H3x) pueden producirse mediante calentamiento controlado para aliviar tensiones residuales preservando parte del trabajo en frío; los tratamientos térmicos post-formado se usan comúnmente para ajustar propiedades mecánicas y rebote elástico.

Rendimiento a Alta Temperatura

A5052 muestra una reducción progresiva de resistencia con aumento de temperatura; por encima de aproximadamente 100–150 °C el límite elástico comienza a disminuir significativamente, y a temperaturas de servicio elevadas (por ejemplo, >250 °C) la aleación pierde gran parte de su resistencia a temperatura ambiente. Para servicio continuo se recomienda mantener temperaturas de operación por debajo de ~100 °C para componentes que requieren las resistencias de temple estándar por trabajo en frío.

La oxidación a temperaturas elevadas es mínima respecto a aleaciones ferrosas porque el aluminio forma rápidamente un óxido protector, pero una exposición prolongada a alta temperatura puede favorecer recuperación y recocido de la microestructura endurecida, conduciendo a ablandamiento. La zona afectada por calor (ZAC) producida durante soldadura y ciclos térmicos puede experimentar recuperación localizada y pérdida de resistencia; los ingenieros deben especificar márgenes adecuados de temple o diseñar refuerzos para mitigar la degradación del rendimiento por ZAC.

Aplicaciones

Industria	Componente Ejemplo	Por qué se usa A5052
Automotriz	Componentes de sistemas de combustible, paneles de carrocería para vehículos comerciales	Buen conformado, resistencia a la corrosión, soldabilidad para partes de combustible y exteriores.
Marina	Paneles de casco, herrajes de cubierta, accesorios	Excelente resistencia a corrosión en agua de mar y buena relación resistencia-peso.
Aeroespacial	Estructura secundaria, soportes, carenados	Bajo peso, resistente a la corrosión, fácil de conformar y soldar.
Electrónica	Carcasas y disipadores de calor	Conductividad térmica adecuada y conformabilidad para componentes EMI/térmicos.
HVAC / Construcción	Conductos, techos, revestimientos	Resistencia a la intemperie, facilidad de fabricación y disponibilidad en chapa/rollo.

La combinación de facilidad de fabricación, resistencia a la corrosión y propiedades mecánicas moderadas hacen de A5052 una aleación preferida para componentes donde el ambiente de servicio y la manufacturabilidad priman sobre la necesidad de máximas resistencias. La amplia disponibilidad del producto en chapa, placa y formas extruidas facilita la producción y compra.

Información sobre la selección

El A5052 es una excelente opción cuando los ingenieros necesitan una mayor resistencia que el aluminio comercialmente puro (1100) manteniendo una buena conformabilidad y resistencia a la corrosión. En comparación con el 1100, el A5052 sacrifica algo de conductividad eléctrica e incluso una menor capacidad de embutición profunda a cambio de una resistencia mecánica sustancialmente mejorada y una mayor robustez en servicio.

En comparación con el 3003 y otras aleaciones endurecidas por trabajo que contienen Mn, el A5052 generalmente ofrece mayor resistencia y superior resistencia al picado en ambientes cloruros debido a su mayor contenido de Mg. Frente a aleaciones tratables térmicamente