Aluminio EN AW-1200: Composición, Propiedades, Guía de temple y Aplicaciones
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Resumen Completo
EN AW-1200 forma parte de la serie 1xxx de aleaciones de aluminio forjado, representando aluminio comercialmente puro con un contenido mínimo de aluminio típicamente alrededor del 99,0%. La familia 1xxx se caracteriza por un contenido muy bajo de aleantes y se clasifica como no tratable térmicamente; la resistencia mecánica se logra principalmente mediante endurecimiento por deformación (trabajo en frío) en lugar de endurecimiento por precipitación.
Los principales elementos de aleación e impurezas en EN AW-1200 incluyen hierro y silicio como los principales residuos, con niveles traza de cobre, manganeso, magnesio, zinc, cromo y titanio. Estos elementos menores influyen en la conformabilidad, conductividad y estructura del grano, pero no generan fases de endurecimiento significativas como ocurre en sistemas aleados.
Las características clave de EN AW-1200 son su excelente conductividad eléctrica y térmica, muy buena resistencia a la corrosión en muchos ambientes, destacada ductilidad y conformabilidad en condición recocida, y excelente soldabilidad. Su resistencia mecánica es baja en comparación con grados de aluminio aleados, pero su suavidad y alta trabajabilidad lo hacen útil donde el conformado, la conductividad o la unión son los principales requisitos de diseño.
Las industrias típicas que utilizan EN AW-1200 incluyen electricidad y electrónica (barras colectoras, láminas, conectores), equipos para procesos químicos, componentes arquitectónicos, envases y laminados, y algunos componentes de transporte donde la resistencia a la corrosión y la conformabilidad son más importantes que la alta resistencia. Los ingenieros eligen EN AW-1200 cuando la alta conductividad, superior conformabilidad, bajo costo y fabricación sencilla tienen prioridad sobre la máxima resistencia mecánica.
Variantes de Temple
| Temple | Nivel de Resistencia | Elongación | Conformabilidad | Soldabilidad | Notas |
|---|---|---|---|---|---|
| O | Baja | Alta | Excelente | Excelente | Totalmente recocido, máxima ductilidad y conductividad |
| H12 | Baja–Media | Media | Muy Buena | Excelente | Endurecimiento parcial por deformación, mantiene buena conformabilidad |
| H14 | Media | Media | Buena | Excelente | Temple comercial común semiduro para resistencia moderada |
| H16 | Media–Alta | Inferior | Regular | Excelente | Temple para mayor resistencia con ductilidad reducida |
| H18 | Alta | Baja | Limitada | Excelente | Endurecido por deformación intensa, capacidad de conformado limitada |
| H22 | Baja–Media | Media | Muy Buena | Excelente | Estabilizado por tratamiento térmico después del trabajo en frío |
| H24 | Media | Media | Buena | Excelente | Endurecido por deformación y parcialmente recocido para estabilizar propiedades |
| H26 | Media–Alta | Inferior | Regular | Excelente | Mayor resistencia por mayor trabajo en frío |
| H111 | Baja–Media | Buena | Muy Buena | Excelente | Ligeramente trabajado en frío con propiedades controladas |
El temple para EN AW-1200 controla la resistencia principalmente por el grado de trabajo en frío impartido durante el procesamiento. El material recocido (O) proporciona la mejor ductilidad y la conductividad más alta, mientras que los temple H-serie sacrifican ductilidad y conformabilidad para aumentar la resistencia a la tracción y al límite elástico mediante endurecimiento por deformación.
La soldabilidad se mantiene excelente en todos los temple porque la aleación es esencialmente aluminio puro, pero se debe considerar la reversibilidad del trabajo en frío y el ablandamiento local alrededor de las zonas afectadas por calor en la soldadura al elegir un temple para componentes conformados o sometidos a carga.
Composición Química
| Elemento | Rango % | Notas |
|---|---|---|
| Al | Balance (~99,0) | Elemento principal; resto tras impurezas. |
| Si | ≤ 0,30 (valores típicos traza 0,03–0,15) | Residual de producción; puede mejorar ligeramente la fluidez. |
| Fe | ≤ 0,60 (típico 0,20–0,50) | Elemento residual mayor; afecta modestamente la estructura del grano y la resistencia. |
| Mn | ≤ 0,05 | Muy bajo; efecto endurecedor despreciable en estos niveles. |
| Mg | ≤ 0,03 | Mínimo, no produce endurecimiento por envejecimiento en esta aleación. |
| Cu | ≤ 0,05 | Bajos niveles; puede reducir ligeramente la resistencia a la corrosión si está presente. |
| Zn | ≤ 0,05 | Solo trazas; efecto endurecedor despreciable. |
| Cr | ≤ 0,05 | Traza, puede influir en la estabilidad del grano durante el procesamiento. |
| Ti | ≤ 0,03 | A menudo usado como refinador de grano; presente en trazas. |
| Otros | ≤ 0,15 total | Incluye otros residuos como Ni, V, Sn, etc. |
El desempeño de EN AW-1200 está dominado por el contenido muy alto de aluminio; los elementos impulsores de impurezas están controlados a máximos bajos para que la conductividad eléctrica y térmica permanezcan altas y se preserve la ductilidad. Las adiciones trazas o residuos influyen en la recristalización, tamaño del grano y acabado superficial durante el laminado y conformado, pero no producen el endurecimiento por precipitación observado en aleaciones de las series 2xxx–7xxx.
Propiedades Mecánicas
EN AW-1200 exhibe un comportamiento a la tracción característico del aluminio comercialmente puro: una resistencia a la tracción relativamente baja con una elongación a la fractura pronunciada en condición recocida y un aumento previsible de la resistencia con el trabajo en frío. El límite elástico es bajo en condición O pero aumenta sustancialmente y de manera controlable con los temple H, permitiendo a los diseñadores ajustar propiedades mediante deformación en frío. La elongación es excelente en temple O (a menudo supera 20–30 % según espesor) y disminuye al aumentar el endurecimiento por deformación.
La dureza en EN AW-1200 es baja comparada con series aleadas; los valores típicos de dureza Brinell están en los bajos 20 HB en material recocido y aumentan modestamente con los temple H. El comportamiento a fatiga es aceptable para muchas aplicaciones cíclicas pero inferior a los grados endurecidos por deformación o aleados; la resistencia a fatiga mejora con el trabajo en frío pero está limitada por la falta de endurecimiento por precipitación. El espesor influye en las medidas mecánicas: espesores menores suelen mostrar mayor resistencia aparente debido al trabajo en frío inducido por el proceso y capas endurecidas superficiales.
| Propiedad | O/Recocido | Temple Clave (ej., H14) | Notas |
|---|---|---|---|
| Resistencia a la tracción | ~60–110 MPa | ~110–160 MPa | Los valores varían con el espesor y temple exacto; los temple H duplican aproximadamente la resistencia respecto a O. |
| Límite elástico | ~25–60 MPa | ~70–120 MPa | El límite aumenta con trabajo en frío; los valores en condición O son muy bajos. |
| Elongación | ~25–40 % | ~8–20 % | Alta ductilidad en O; reducidad progresivamente por endurecimiento por deformación. |
| Dureza | ~15–30 HB | ~30–45 HB | Dureza baja en general; aumenta con el grado de trabajo en frío. |
Propiedades Físicas
| Propiedad | Valor | Notas |
|---|---|---|
| Densidad | 2,71 g/cm³ | Estándar para aluminio; útil para cálculos de masa y rigidez. |
| Rango de fusión | ~650–660 °C | Fusión mono-fásica cercana al punto del aluminio puro. |
| Conductividad térmica | ~220–240 W/m·K (a 20 °C) | Muy alta, cercana al Al puro; excelente para aplicaciones de disipación térmica. |
| Conductividad eléctrica | ~55–63 % IACS | Alta conductividad eléctrica lo hace adecuado para conductores y barras colectoras. |
| Calor específico | ~0,90 kJ/kg·K (0,214 kcal/kg·°C) | Buena capacidad térmica útil en diseño térmico. |
| Coeficiente de expansión térmica | ~23–24 µm/m·K (20–100 °C) | Expansión típica del aluminio; debe considerarse en ensamblajes. |
Las propiedades físicas de EN AW-1200 reflejan su composición casi pura y lo hacen atractivo para gestión térmica y aplicaciones eléctricas. Los diseñadores que aprovechan la conductividad o buscan estructuras livianas se benefician de la combinación de baja densidad, alta conductividad térmica/elétrica y expansión térmica controlable de esta aleación.
Dado que el rango de fusión y el comportamiento ante la oxidación son los del aluminio casi puro, el procesamiento (por ejemplo, soldadura, brasado o soldadura blanda) sigue las prácticas establecidas para aluminio de alta pureza; el uso correcto de flux y la preparación adecuada de superficies son críticos para optimizar las uniones.
Formas del Producto
| Forma | Espesor/Tamaño Típico | Comportamiento de Resistencia | Temple Común | Notas |
|---|---|---|---|---|
| Chapa | 0.15 mm – 6 mm | La resistencia varía según el temple y el laminado en frío | O, H12, H14, H24 | Muy utilizada para revestimientos, láminas finas y paneles arquitectónicos |
| Placa | >6 mm – 30+ mm | Menor endurecimiento por trabajo en frío en placas gruesas | O, H22 | Las secciones más gruesas mantienen resistencia menor a menos que estén fuertemente laminadas |
| Extrusión | Perfiles hasta grandes secciones transversales | La resistencia depende del trabajo en frío posterior | O, H111, H14 | Extrusiones utilizadas para marcos, barras colectoras y componentes arquitectónicos |
| Tubo | Tubos de pared delgada y gruesa | Propiedades mecánicas típicas similares a chapa de temple comparable | O, H16, H18 | Formados por laminado y soldadura o producción sin costura |
| Barra/Tvarón | Diámetros diversos | La resistencia se ve afectada por el estirado o trabajo en frío | O, H12, H14 | Usado para varillas conductoras, sujetadores y componentes mecanizados |
Las chapas y productos de calibre fino son la forma más común para EN AW-1200 debido a su alta formabilidad y conductividad. Las placas y secciones estructurales se usan donde se requiere resistencia a la corrosión o facilidad de soldadura y las demandas de resistencia son modestas. Las extrusiones y barras laminadas pueden suministrarse en temple que preserva la formabilidad o que confiere una resistencia útil por endurecimiento mecánico para componentes ensamblados.
Las diferencias de procesamiento (reducciones de laminado, recocidos, enfriamiento controlado) influyen fuertemente en el acabado superficial, la estructura del grano y las propiedades direccionales. Especificar de antemano el temple, espesor y operaciones de conformado previstas asegura que la fábrica provea un producto que cumpla con las necesidades de formado y unión con mínimo retrabajo posterior.
Grados Equivalentes
| Norma | Grado | Región | Notas |
|---|---|---|---|
| AA | 1200 | Internacional / USA | Aluminio comercialmente puro forjado 1200; corresponde a EN AW-1200. |
| EN AW | 1200 | Europa | Denominación estándar EN para la misma aleación forjada. |
| JIS | A1200 / equivalentes A1050 | Japón | JIS tiene grados similares de aluminio puro; la designación exacta y composición deben confirmarse. |
| GB/T | 1A00 (e.g., serie 1200) | China | Los estándares chinos clasifican aluminio comercialmente puro similar; consultar especificación específica. |
Las designaciones equivalentes corresponden a la misma clase fundamental de material—aluminio comercialmente puro con límites similares de impurezas—pero los estándares regionales pueden variar en niveles máximos exactos de impurezas, requisitos de certificación y tempers disponibles. Los ingenieros deben verificar el número de hoja/placa según norma y los certificados químico-mecánicos del proveedor al sustituir grados entre regiones.
Resistencia a la Corrosión
EN AW-1200 ofrece excelente resistencia a la corrosión atmosférica debido a la formación de una película estable y protectora de óxido de aluminio. En la mayoría de atmósferas rurales y urbanas la aleación se comporta muy bien, resistiendo la corrosión uniforme y muchos contaminantes comunes.
En ambientes marinos y ricos en cloruros, las aleaciones 1xxx muestran buena resistencia a la corrosión general pero son susceptibles a picaduras en condiciones de cloruros estancados y altamente concentrados. La ausencia de cobre y otros elementos activos en la aleación ayuda a reducir la susceptibilidad a corrosión localizada en comparación con algunas aleaciones de series 2xxx o 7xxx.
El agrietamiento por corrosión bajo tensión es poco común en grados de aluminio comercialmente puro como EN AW-1200 porque no existen fases precipitadas que promuevan el SCC; sin embargo, los diseñadores deben evitar tensiones residuales a tracción y el acoplamiento galvánico con metales más nobles sin aislamiento adecuado. Las interacciones galvánicas con acero inoxidable, cobre o titanio situarán a EN AW-1200 en el lado anódico y acelerarán la corrosión si no está eléctricamente aislado.
En comparación con otras familias de aleaciones: las 1xxx ofrecen superior resistencia a la corrosión de metal puro y conductividad, las series 3xxx/5xxx brindan fuerza similar o mejor con buena resistencia a la corrosión, y las 6xxx/7xxx ofrecen mayor resistencia, pero con frecuencia a costa de mayor susceptibilidad a ciertos modos de corrosión localizada.
Propiedades de Fabricación
Soldabilidad
EN AW-1200 se suelda fácilmente con procesos comunes de fusión como TIG y MIG/MAG, y también admite brazing y soldadura por resistencia. Debido a que es aluminio prácticamente puro, la fisuración por calor es mínima, pero las soldaduras pueden mostrar ablandamiento en zonas afectadas por el calor (HAZ) y pueden requerir tratamientos mecánicos o térmicos post-soldadura para estabilidad dimensional. Aleaciones de aportación con mayor contenido de aleantes (e.g., 4043, 5356) se usan comúnmente para mejorar el desempeño mecánico de la junta manteniendo conductividad y resistencia a la corrosión aceptables.
Mecanizado
La mecanización de EN AW-1200 es moderada a buena, aunque inferior a algunas aleaciones de corte más fácil debido a que es relativamente dúctil y pegajoso en condición recocida. Se recomienda usar herramientas con geometría de filo positivo, carburo afilado y rompedor de viruta adecuado para controlar virutas largas y filamentosas. Velocidades de corte elevadas con profundidades de pasada bajas y buen manejo de refrigerante o ataque de aire mejoran el acabado superficial y vida útil de la herramienta.
Formabilidad
La formabilidad es una de las principales fortalezas de EN AW-1200; en condición O permite radios ajustados, embutición profunda, torneado de disco y doblados complejos con bajo rebote elástico. Los radios mínimos de doblado dependen del temple y espesor, llegando habitualmente a 1–2× espesor para temple O; los temple H requieren radios mayores y compensación cuidadosa del rebote. Es práctica estándar realizar pases sucesivos de formado y recocidos intermedios al conformar geometrías severas.
Comportamiento al Tratamiento Térmico
EN AW-1200 no es tratable térmicamente; no responde a tratamientos de solución ni envejecimiento como las aleaciones 2xxx–7xxx. Las mejoras de resistencia se logran mediante trabajo mecánico (laminado en frío, estirado o doblado) y posteriores procesos de estabilización natural.
El recocido (ablandamiento total a O) se realiza calentando a temperaturas típicas entre 300–400 °C por tiempos controlados seguido de enfriamiento lento o en horno, lo cual restaura la ductilidad y conductividad por recristalización. Las transiciones de temple en la serie H se consiguen mediante combinaciones definidas de reducción en frío y estabilización térmica opcional de baja temperatura para fijar propiedades mecánicas y controlar tensiones residuales.
Comportamiento a Alta Temperatura
EN AW-1200 sufre pérdida progresiva de resistencia a temperaturas elevadas porque el fortalecimiento por solución sólida es mínimo y no posee mecanismo de endurecimiento por precipitación. Para servicio estructural continuo, los diseñadores generalmente limitan la temperatura de operación por debajo de unos 100–150 °C para evitar reducciones apreciables en límite elástico y rigidez. Exposiciones cortas a temperaturas más altas son toleradas pero causarán ablandamiento y posible crecimiento de grano.
La oxidación del aluminio a temperaturas de servicio produce una película fina protectora de alúmina que reduce la oxidación adicional, pero la formación de escamas a alta temperatura no es un problema a las temperaturas moderadas típicas de esta aleación. En piezas soldadas, las zonas afectadas por el calor pueden mostrar ablandamiento local y las temperaturas elevadas prolongadas pueden acelerar el fluencia en secciones delgadas bajo cargas sostenidas.
Aplicaciones
| Industria | Ejemplo de Componente | Razón para Usar EN AW-1200 |
|---|---|---|
| Automotriz | Revestimientos, escudos térmicos, molduras decorativas | Excelente formabilidad y resistencia a la corrosión para piezas no estructurales |
| Marina | Conductos, revestimientos, accesorios no estructurales | Resistencia a la corrosión y facilidad de fabricación en atmósferas salinas |
| Aeroespacial | Accesorios no críticos, carenados | Buena relación resistencia-peso para componentes de baja carga y gran formabilidad |
| Electrónica | Barras colectoras, disipadores, blindajes EMI | Alta conductividad eléctrica y térmica para diseños térmicos y eléctricos eficientes |
| Envases y Alimentación | Hojas, latas, contenedores | Pureza, resistencia a la corrosión e inercia para contacto alimentario y aplicaciones barrera |
EN AW-1200 se elige cuando el desempeño eléctrico o térmico, resistencia a la corrosión y facilidad de formado tienen prioridad sobre la alta resistencia estructural. Su combinación de propiedades soporta una amplia gama de componentes no estructurales y semi-estructurales en múltiples sectores.
Consejos para la Selección
EN AW-1200 es la elección preferida cuando se requiere alta conductividad, máxima formabilidad, baja densidad y superior resistencia a la corrosión, y donde la alta resistencia a la tracción no es crítica. Especifique temple O para embutición profunda o formado complejo; elija un temple H cuando se necesiten incrementos modestos en resistencia y estabilidad dimensional.
En comparación con el aluminio comercialmente puro como el 1100, el EN AW-1200 ofrece una conductividad y conformabilidad similares, pero puede tener límites de impurezas ligeramente diferentes; los diseñadores consideran diferencias mínimas en conductividad a favor de la disponibilidad de proveedores específicos. En comparación con aleaciones endurecidas por deformación comunes como 3003 o 5052, el EN AW-1200 tiene menor resistencia, pero a menudo mejor conductividad eléctrica y resistencia a la corrosión comparable, por lo que es preferido cuando la conductividad es esencial. En comparación con aleaciones que se pueden tratar térmicamente como 6061 o 6063, el EN AW-1200 proporciona una ductilidad y conductividad superiores, pero una resistencia máxima mucho menor; seleccione esta aleación cuando la facilidad de conformado, unión o conductividad sea más importante que el alto rendimiento mecánico.
Resumen final
El EN AW-1200 sigue siendo relevante porque combina las fortalezas clásicas del aluminio comercialmente puro: alta conductividad eléctrica y térmica, excelente conformabilidad y sólida resistencia a la corrosión, junto con una fabricación sencilla y amplia disponibilidad. Para aplicaciones que priorizan la conductividad, el conformado o la resistencia a la corrosión sobre la alta resistencia, el EN AW-1200 ofrece un comportamiento predecible y opciones de producción económicas.