Aluminio EN AW-1070A: Composición, Propiedades, Guía de Temple y Aplicaciones
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Resumen Integral
EN AW-1070A pertenece a la serie 1xxx de aleaciones de aluminio, específicamente a la familia de aluminio comercialmente puro donde el contenido de aluminio es típicamente del 99.7% en masa. Las aleaciones de la serie 1xxx se caracterizan por una aleación intencional mínima; los elementos principales en EN AW-1070A son cantidades traza de hierro, silicio y pequeñas adiciones de cobre, manganeso, zinc y titanio que aparecen como impurezas o microaleaciones controladas.
El fortalecimiento de EN AW-1070A se logra casi exclusivamente mediante el endurecimiento por trabajo plástico (endurecimiento por deformación) y el refinamiento de grano; no es tratable térmicamente para aumentar la resistencia mediante endurecimiento por precipitación. Sus características clave son excelente conductividad eléctrica y térmica, muy buena resistencia a la corrosión en ambientes ambientales, superior conformabilidad en estado recocido y en general excelente soldabilidad.
Industrias que comúnmente utilizan EN AW-1070A incluyen procesamiento químico, revestimientos arquitectónicos, gestión eléctrica y térmica (barras colectoras, disipadores de calor), embalaje y ciertas aplicaciones decorativas donde se valoran la alta conformabilidad y el acabado superficial. La aleación se prefiere sobre series de mayor resistencia cuando la conductividad, calidad superficial, facilidad de conformado o máxima resistencia a la corrosión en ambientes suaves son prioridades, más que la resistencia mecánica máxima.
Los diseñadores seleccionan EN AW-1070A cuando el bajo contenido residual de aleación beneficia el rendimiento eléctrico o térmico, o cuando las operaciones principales de producción son embutición profunda y conformado complejo; la aleación sacrifica mayor resistencia por mejor ductilidad, menor costo y mayor disponibilidad en productos de chapa delgada.
Variantes de Temple
| Temple | Nivel de Resistencia | Elongación | Conformabilidad | Soldabilidad | Notas |
|---|---|---|---|---|---|
| O | Bajo | Alta (30–45%) | Excelente | Excelente | Recocido completo, máxima ductilidad para embutición profunda |
| H12 | Moderado | Moderada (20–30%) | Muy buena | Muy buena | Endurecimiento por deformación leve, fortalecimiento limitado |
| H14 | Moderado-Alto | Moderada (15–25%) | Buena | Muy buena | Temple común por trabajo en frío usado para piezas formadas ligeras |
| H16 | Alto | Menor (10–20%) | Aceptable | Buena | Mayor endurecimiento por deformación, mayor resistencia a costa de la conformabilidad |
| H18 | Muy alto | Baja (5–12%) | Limitada | Buena | Resistencia casi máxima por trabajo en frío; usado cuando no se requiere más conformado |
| H24 | Moderado | Moderada (15–30%) | Muy buena | Muy buena | Endurecido por deformación y parcialmente recocido para equilibrio entre conformabilidad y resistencia |
El temple influye principalmente en el equilibrio entre resistencia y ductilidad en EN AW-1070A porque la aleación no puede endurecerse por precipitación. El endurecimiento por deformación incrementa límite elástico y resistencia a la tracción, pero reduce la elongación y la conformabilidad. La estrategia típica de ingeniería es elegir O para embutición profunda o H14/H16 para piezas que requieran estabilidad dimensional después del conformado.
Composición Química
| Elemento | Rango % | Notas |
|---|---|---|
| Si | ≤ 0.05 | Silicio muy bajo para maximizar conductividad y evitar intermetálicos duros |
| Fe | ≤ 0.30 | El hierro es la principal impureza; su control limita la estructura de grano y apariencia superficial |
| Mn | ≤ 0.03 | Manganeso mínimo; con efecto despreciable en el fortalecimiento a estos niveles |
| Mg | ≤ 0.03 | Magnesio con efecto despreciable; se mantiene bajo para preservar la resistencia a la corrosión |
| Cu | ≤ 0.05 | Cobre presente solo en trazas; mayores niveles reducirían la resistencia a la corrosión |
| Zn | ≤ 0.05 | Zinc bajo para evitar fragilización y preservar rendimiento eléctrico |
| Cr | ≤ 0.01 | Cromo típicamente muy bajo o no agregado intencionalmente |
| Ti | ≤ 0.03 | El titanio puede estar presente como refinador de grano en pequeñas cantidades |
| Otros | ≤ 0.05 cada uno / resto Al | El resto es aluminio; estricto control de impurezas preserva conductividad y ductilidad |
La química de EN AW-1070A está diseñada para priorizar el aluminio como constituyente dominante, lo cual gobierna directamente su alta conductividad eléctrica y térmica y excelente ductilidad. Elementos traza como hierro y silicio se controlan para minimizar partículas intermetálicas gruesas que reducirían la conformabilidad, la calidad superficial y la conductividad; la microaleación intencional (Ti) puede usarse para refinamiento de grano sin comprometer las propiedades primarias de la aleación.
Propiedades Mecánicas
El comportamiento a tracción de EN AW-1070A está gobernado por el estado de trabajo en frío y el espesor: la chapa recocida muestra bajo límite elástico y resistencia a la tracción última moderada con alta elongación, mientras que los temple endurecidos por deformación alcanzan niveles más altos de límite elástico y resistencia a la tracción pero con menor ductilidad. La aleación exhibe una curva tensión-deformación relativamente suave con fenómenos limitados de envejecimiento por deformación; la deformación plástica es uniforme hasta la estricción debido a buena ductilidad en temple más blando.
La dureza en EN AW-1070A es baja comparada con series aleadas y se correlaciona estrechamente con el temple; los valores Brinell y Vickers aumentan con el endurecimiento por trabajo. La resistencia a la fatiga es modesta y varía con el esfuerzo medio y temple; el acabado superficial, daño por mecanizado e historial de trabajo en frío influyen fuertemente en el rendimiento a fatiga. Los efectos de espesor son pronunciados para mediciones de conformabilidad y resistencia: calibres más delgados permiten mayor elongación aparente y propiedades más uniformes tras el trabajo en frío.
| Propiedad | O/Recocido | Temple Clave (H14) | Notas |
|---|---|---|---|
| Resistencia a la tracción | 90–125 MPa | 120–155 MPa | Valores dependen del calibre y dirección de prueba; H14 aumenta resistencia vía endurecimiento por deformación |
| Límite elástico | 35–60 MPa | 80–120 MPa | El límite aumenta significativamente con trabajo en frío; O tiene baja resistencia de prueba facilitando el conformado |
| Elongación | 30–45% | 15–25% | La ductilidad disminuye con crecimiento del trabajo en frío; O es preferido para embutición profunda |
| Dureza (HB) | 20–35 HB | 35–55 HB | La dureza se correlaciona con el temple y el historial de trabajo en frío |
Propiedades Físicas
| Propiedad | Valor | Notas |
|---|---|---|
| Densidad | 2.71 g/cm³ | Típico de aleaciones de aluminio comercialmente puro; importante para diseños sensibles a la masa |
| Rango de fusión | 655–660 °C | Rango de fusión estrecho típico de aluminio casi puro |
| Conductividad térmica | 220–237 W/m·K | Conductividad térmica muy alta; ideal para componentes de transferencia de calor |
| Conductividad eléctrica | ~60–63 %IACS | Excelente conductividad eléctrica, ligeramente inferior al cobre libre de oxígeno pero superior entre aleaciones estructurales |
| Calor específico | ~900 J/kg·K | Alto calor específico que apoya la amortiguación térmica en disipadores y gestión térmica |
| Coeficiente de expansión térmica | 23.6 ×10⁻⁶ /K (20–100 °C) | Expansión térmica relativamente alta; debe considerarse en ensamblajes con materiales disímiles |
El conjunto de propiedades físicas de EN AW-1070A lo convierte en una excelente elección para aplicaciones de gestión térmica y conductores eléctricos, donde la conductividad y baja densidad son valiosas. La expansión térmica y la rigidez relativamente baja comparada con el acero deben considerarse en ensamblajes multimateriales y aplicaciones a alta temperatura para evitar distorsiones dimensionales.
Formas de Producto
| Forma | Espesor/Tamaño típico | Comportamiento de resistencia | Temples comunes | Notas |
|---|---|---|---|---|
| Chapa | 0.2–6.0 mm | Consistente con el temple; calibres delgados frecuentemente suministrados en O o H14 | O, H12, H14, H16 | Uso generalizado para conformado y revestimiento |
| Placa | 6–25 mm | Conformabilidad reducida; a menudo suministrada en temple O o temple leve H | O, H18 | Menos común; usada donde se requiere espesor pero la conformabilidad es limitada |
| Extrusión | Secciones transversales de pequeñas a grandes | Aleación limitada restringe extrusiones de alta resistencia | O, H14 | Usada para perfiles donde importan la conductividad y el acabado superficial |
| Tubo | Paredes delgadas a medias | La resistencia varía con el trabajo en frío (tubos estirados a menudo en temple Hxx) | O, H16, H18 | Común para tubos decorativos y de intercambiadores de calor |
| Barra/Báculo | Diámetros hasta 100 mm | Típicamente suministrada en temple O o ligeramente trabajada | O, H12 | Usada para componentes mecanizados que requieren alta conductividad |
Los productos en chapa y calibre delgado dominan el uso comercial debido a que la excelente conformabilidad y acabado superficial de la aleación son más útiles en esas geometrías. Extrusiones y tubos estirados son factibles pero limitados por la falta de endurecimiento por precipitación de la aleación; los diseñadores suelen recurrir al trabajo en frío y la geometría para cumplir los requisitos de resistencia. Las diferencias de procesamiento (laminado vs extrusión vs estirado) afectan tensiones residuales, condición superficial y selección final del temple.
Grados Equivalentes
| Norma | Grado | Región | Notas |
|---|---|---|---|
| AA | 1070 / 1070A | EE. UU. | Designación de Aluminium Association para Al comercialmente puro con límites similares |
| EN AW | EN AW-1070A | Europa | Designación normativa europea; comúnmente usada en cadenas de suministro europeas |
| JIS | A1070 | Japón | Equivalente japonés para Al de alta pureza, con características químicas y mecánicas similares |
| GB/T | 1070 | China | Grado equivalente según norma china; puede presentar pequeñas diferencias en límites de impurezas o tratamientos |
Las diferencias sutiles entre normas suelen residir en los máximos permitidos de impurezas, requisitos de acabado superficial y datos publicados de temple y propiedades mecánicas para formas específicas del producto. Al especificar EN AW-1070A en distintas regiones, los ingenieros deben consultar las tablas de temple y requerimientos mecánicos de la norma aplicable para evitar discrepancias inadvertidas en propiedades u obligaciones de suministro.
Resistencia a la Corrosión
EN AW-1070A exhibe excelente resistencia general a la corrosión en ambientes atmosféricos e industriales poco agresivos debido a la rápida formación de una capa protectora de óxido de aluminio. La película pasiva ofrece protección a largo plazo y, en muchos entornos, la aleación se comporta de manera comparable a grados de aluminio con aleaciones superiores para condiciones de exposición general.
En ambientes marinos y ricos en cloruros, EN AW-1070A es vulnerable a corrosión localizada por picaduras y grietas si los recubrimientos protectores o detalles de diseño son insuficientes; comparado con aleaciones de las series 5xxx y 6xxx, tiene menor resistencia a la picadura inducida por cloruros en agua de mar activa. La fisuración por corrosión bajo tensión es poco común en aleaciones puras 1xxx porque carecen de microestructuras de alta resistencia que promueven SCC, pero tensiones residuales combinadas con ambientes corrosivos pueden causar fallos localizados.
Las interacciones galvánicas posicionan a EN AW-1070A como ánodo frente a muchos metales de ingeniería comunes, incluyendo aceros inoxidables y aleaciones de cobre; cuando están acoplados directamente en agua de mar o ambientes húmedos, el aluminio corroerá preferentemente a menos que esté eléctricamente aislado o protegido. En comparación con series 3xxx o 5xxx, el grupo 1xxx generalmente ofrece superior resistencia global a la corrosión en atmósferas de pH neutro pero sacrifica resistencia localizada a cloruros frente a ciertas aleaciones marinas.
Propiedades de Fabricación
Soldabilidad
El comportamiento de soldadura de EN AW-1070A es excelente con procesos comunes de fusión como TIG y MIG; es típica una buena fluidez del charco de soldadura y baja susceptibilidad a la fisuración en caliente debido al bajo contenido de aleantes. Los metales de aporte recomendados suelen ser de la serie 1100 u otros metales de aporte de baja aleación para preservar la resistencia a la corrosión y conductividad; use hilo de aporte compatible y controle la entrada de calor para minimizar distorsiones. La zona afectada por el calor (ZAC) ablandará localmente cualquier temple por trabajo en frío porque la aleación no puede endurecerse por precipitación; los diseñadores deben tener en cuenta la pérdida del endurecimiento por deformación cerca de las juntas soldadas.
Maquinabilidad
La maquinabilidad de EN AW-1070A es de regular a moderada y generalmente inferior a aleaciones diseñadas para mecanizado fácil porque la alta ductilidad promueve virutas largas y continuas que pueden obstruir las herramientas. Se recomiendan herramientas de carburo afiladas, geometría con ángulo positivo y abundante refrigerante o soplado de aire para controlar la formación de virutas y el acabado superficial. Las velocidades de corte preferidas son moderadamente altas con avances ligeros para evitar el borde levantado; el acabado superficial puede ser excelente cuando la herramienta y lubricación están optimizados.
Formabilidad
La formabilidad es uno de los atributos más fuertes de EN AW-1070A en condición recocida O; la aleación permite embutición profunda, estampado complejo y conformado por estiramiento con bajo retroceso elástico. Los radios mínimos de curvatura recomendados dependen del temple y espesor, pero suelen ser pequeños en temple O (p. ej., radio interno ≥ 0.5–1.0× espesor para deformaciones suaves), mientras que los temple H requieren radios más grandes y pueden necesitar precalentamiento o dobleces incrementales múltiples. Los diseñadores comúnmente usan el temple O para operaciones de conformado en varias etapas y recurren a temple H cuando se requieren resistencia posconformado o estabilidad dimensional.
Comportamiento al Tratamiento Térmico
EN AW-1070A no es tratable térmicamente mediante envejecimiento por solución y precipitación; los intentos de envejecimiento en esta aleación no producen aumentos de resistencia como en las series 2xxx, 6xxx o 7xxx. La principal vía de procesamiento térmico es el recocido: se logra un recocido (ablandamiento) calentando en el rango de recristalización (típicamente 320–420 °C según el espesor de la sección) seguido de un enfriamiento controlado para obtener el temple O y restaurar la máxima ductilidad.
Dado que el endurecimiento se logra por trabajo en frío, exposiciones térmicas repetidas o soldadura disminuirán la resistencia procesada al permitir recuperación y recristalización. Recocidos controlados de alivio de tensiones (a menor temperatura) pueden reducir tensiones residuales sin restaurar completamente el temple O, lo cual es útil cuando se desea mantener algo de resistencia por endurecimiento.
Desempeño a Alta Temperatura
La resistencia mecánica de EN AW-1070A disminuye rápidamente con el aumento de temperatura respecto a sus propiedades a temperatura ambiente; la resistencia estructural útil para cargas sostenidas se limita generalmente a temperaturas inferiores a aproximadamente 100–150 °C. La resistencia a la oxidación a temperaturas elevadas es buena debido a la formación de alúmina, pero la formación de óxido y el ablandamiento limitan su uso en aplicaciones continuas a alta temperatura.
Las excursiones térmicas durante soldadura y fabricación generan ablandamiento local en la ZAC de temple trabajo en frío y pueden alterar la estabilidad dimensional; para exposiciones cíclicas a altas temperaturas los diseñadores deben validar comportamiento a fluencia, relajación y fatiga para el temple y geometría específicos.
Aplicaciones
| Industria | Componente Ejemplo | Razón para Usar EN AW-1070A |
|---|---|---|
| Automotriz | Adornos decorativos, escudos térmicos | Excelente formabilidad y acabado superficial; corrosión adecuada para adornos no estructurales |
| Marina | Herrajes arquitectónicos, paneles no estructurales | Buena resistencia a la corrosión atmosférica y baja densidad |
| Aeroespacial | Herrajes no estructurales, carenados | Alta conductividad, buena formabilidad y bajo peso para estructuras secundarias |
| Electrónica | Disipadores de calor, barras colectoras | Conductividad térmica y eléctrica muy alta combinada con baja densidad |
EN AW-1070A se especifica principalmente cuando la conductividad, la formabilidad y la apariencia superficial son prioridad sobre la alta resistencia. Su empleo es más fuerte en componentes no estructurales o secundarios y en aplicaciones que aprovechan las propiedades térmicas y eléctricas de la aleación.
Consejos para la Selección
EN AW-1070A es una elección óptima cuando la conductividad eléctrica o térmica elevada, máxima ductilidad y excelente calidad superficial son requisitos de diseño. Seleccione 1070A para piezas embutidas, componentes de distribución térmica y cuando se requiera un revestimiento ligero y resistente a la corrosión.
Comparado con aluminio comercialmente puro como AA1100, EN AW-1070A ofrece conductividad y formabilidad muy similares mientras está estandarizado bajo designaciones EN; en la práctica, ambos se comercializan muy poco diferenciado, con 1070A en ocasiones con límites de impurezas más estrictos. En comparación con aleaciones endurecidas por trabajo como 3003 o 5052, 1070A ofrece mayor conductividad y formabilidad marginalmente mejor en condiciones recocidas, pero sacrifica resistencia y potencial de endurecimiento por deformación. En comparación con aleaciones tratables térmicamente como 6061 o 6063, 1070A se elige cuando la conductividad y formabilidad tienen más peso que la necesidad de alta resistencia máxima; es preferida para gestión térmica y operaciones de conformado aunque no alcance los mismos niveles de resistencia a la tracción/límite elástico.
Resumen Final
EN AW-1070A conserva su relevancia porque equilibra de forma única una conductividad extremadamente alta, formabilidad superior y excelente resistencia a la corrosión en un producto de aluminio de bajo costo y amplia disponibilidad. Para ingenieros que diseñan componentes térmicos, eléctricos o altamente conformados, 1070A ofrece un desempeño previsible y fácil de procesar donde la alta resistencia no es el requisito principal.