Aluminio EN AW-1350: Composición, Propiedades, Guía de temple y Aplicaciones
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Resumen integral
EN AW-1350 es una aleación de aluminio de la serie 1xxx y se clasifica entre los grados de aluminio comercialmente puro. Se caracteriza por un contenido muy alto de aluminio (típicamente ≥99.5%) con solo trazas de impurezas comunes como silicio, hierro y cobre.
La aleación basa su desarrollo de propiedades en el comportamiento de solución sólida y el endurecimiento por deformación en frío, en lugar del tratamiento térmico por envejecimiento; no es apta para tratamientos térmicos y se fortalece principalmente mediante trabajo en frío. Sus características clave incluyen excelente conductividad eléctrica y térmica, destacada resistencia a la corrosión en muchas atmósferas, superior formabilidad y muy buena soldabilidad, aunque con una resistencia mecánica relativamente baja.
Las industrias típicas que utilizan EN AW-1350 incluyen distribución eléctrica (barras colectoras, conductores), equipos para la industria química y alimentaria, arquitectura y componentes para intercambiadores de calor. Los ingenieros seleccionan EN AW-1350 cuando la máxima conductividad, calidad superficial y facilidad de conformado son prioritarias sobre la máxima resistencia estructural, o cuando se requiere una pureza muy alta para compatibilidad electroquímica o química.
La aleación se elige frente a otras cuando su combinación de conductividad, resistencia a la corrosión y ductilidad supera a las aleaciones con enfoque en resistencia; a menudo se prefiere sobre aleaciones de las series 6xxx o 5xxx cuando el rendimiento eléctrico y la formabilidad son los principales criterios de diseño.
Variantes de temple
| Temple | Nivel de resistencia | Elongación | Formabilidad | Soldabilidad | Notas |
|---|---|---|---|---|---|
| O | Bajo | Alta | Excelente | Excelente | Recocido completo, máxima ductilidad y conductividad eléctrica |
| H12 | Bajo–Moderado | Moderada | Muy buena | Excelente | Algún endurecimiento por trabajo para uso estructural ligero |
| H14 | Moderado | Moderada | Buena | Excelente | Temple comercial común, equilibrio entre resistencia y formabilidad |
| H16 | Moderado–Alto | Menor | Regular | Excelente | Mayor endurecimiento por deformación para chapa usada en piezas conformadas |
| H18 | Alto | Baja | Limitada | Excelente | Fuertemente endurecida por deformación, formabilidad limitada |
| H19 | Muy alto | Muy baja | Pobre | Excelente | Resistencia casi máxima por trabajo en frío para formas especificadas por el proveedor |
La selección del temple controla el desempeño mecánico y eléctrico a través de la cantidad de trabajo en frío aplicado. El recocido (O) se usa cuando la complejidad del formado o la conductividad son críticos, mientras que los temple H se emplean cuando se necesitan incrementos de resistencia a costa de cierta reducción en ductilidad y conductividad.
Composición química
| Elemento | Rango % | Notas |
|---|---|---|
| Al | Balance (típicamente ≥99.5) | Constituyente principal; define conductividad y resistencia a la corrosión |
| Si | ≤0.15–0.25 | Impureza en traza; reduce ligeramente la conductividad cuando está presente |
| Fe | ≤0.30–0.40 | Impureza común; puede formar intermetálicos que afectan resistencia y acabado superficial |
| Mn | ≤0.05–0.10 | Mínimo en este grado; no es un elemento de fortalecimiento |
| Mg | ≤0.05–0.10 | Usualmente muy bajo; potencial de endurecimiento por envejecimiento despreciable |
| Cu | ≤0.05–0.10 | Muy bajo para preservar conductividad y resistencia a la corrosión |
| Zn | ≤0.05–0.10 | Trazas; efecto limitado en bajos niveles |
| Cr | ≤0.05 | Trazas; modificador menor de microestructura |
| Ti | ≤0.03 | Presente en cantidades microaleantes para refinamiento del grano |
| Otros | Cada uno ≤0.05; total ≤0.15–0.20 | Residuos y microaleaciones intencionadas mantenidas al mínimo |
EN AW-1350 es esencialmente un aluminio de alta pureza con niveles de impurezas estrictamente controlados. La fracción muy alta de aluminio asegura elevada conductividad eléctrica y térmica, con pequeños elementos residuales que afectan principalmente las características superficiales, el comportamiento de recristalización y el potencial para formación de partículas intermetálicas que pueden influir en el formado y la calidad superficial.
Propiedades mecánicas
En condición recocida O, EN AW-1350 presenta bajas resistencias a la tracción y límite elástico, con ductilidad muy alta; la resistencia a tracción típica es baja en comparación con aleaciones estructurales, y la elongación suele ser suficiente para embutición profunda y formado complejo. El endurecimiento por deformación (templados H) eleva el límite elástico y la resistencia a la tracción mientras reduce la elongación de manera predecible; el grado de trabajo en frío determina el incremento de propiedades mecánicas.
La dureza en estado recocido es baja y aumenta con temple H; el material es blando en comparación con aleaciones 5xxx y 6xxx pero conserva una tenacidad excelente. El comportamiento a fatiga es moderado y está regulado por la condición superficial y las tensiones inducidas por el formado; superficies lisas y evitar muescas agudas son importantes para preservar la vida a fatiga.
El espesor y la calibre de la chapa influyen significativamente en la respuesta mecánica—calibres finos se trabajan en frío más fácilmente para alcanzar temple H con mayor resistencia, mientras que placas gruesas muestran menor eficacia de endurecimiento por deformación y tamaños de grano mayores tras el procesamiento.
| Propiedad | O/Recocido | Temple clave (ej. H14) | Notas |
|---|---|---|---|
| Resistencia a tracción | Típicamente baja (ej. ~50–90 MPa) | Moderada (ej. ~100–150 MPa) | Los valores varían según espesor y trabajo en frío |
| Límite elástico | Muy bajo (a menudo ≤30–40 MPa) | Moderado (ej. 60–110 MPa) | Incrementos substanciales con temple H |
| Elongación | Alta (≥30–40 % típico) | Moderada (10–25 %) | El trabajo en frío reduce progresivamente la elongación |
| Dureza | Baja (blando) | Aumentada | La dureza se eleva con el endurecimiento por deformación; valores HB/HRB dependen del temple específico |
Propiedades físicas
| Propiedad | Valor | Notas |
|---|---|---|
| Densidad | ~2.70–2.71 g/cm³ | Típico para aleaciones de aluminio casi puro |
| Rango de fusión | ~660 °C (sólido/líquido cerca del aluminio puro) | Rango de fusión estrecho debido al alto contenido de Al |
| Conductividad térmica | ~210–235 W/m·K | Muy alta; una de las ventajas de la serie 1xxx |
| Conductividad eléctrica | ~55–63 % IACS (dependiendo del temple) | Alta conductividad en condición O; ligeramente reducida por trabajo en frío |
| Calor específico | ~900 J/kg·K (0.9 J/g·K) | Valor típico cerca de temperatura ambiente |
| Coeficiente de expansión térmica | ~23–24 µm/m·K (23–24 ×10⁻⁶/K) | Comportamiento típico de la expansión térmica del aluminio |
Las constantes físicas reflejan la matriz de aluminio casi puro y condicionan muchas elecciones de aplicación: la conductividad térmica y eléctrica están entre las mejores disponibles en aleaciones de aluminio. El punto de fusión relativamente estrecho y la alta conductividad térmica también influyen en las decisiones de soldadura y procesos térmicos.
Formas de producto
| Forma | Espesor/Tamaño típico | Comportamiento de resistencia | Templados comunes | Notas |
|---|---|---|---|---|
| Chapa | 0.1–6.0 mm | Chapa fina puede endurecerse por deformación hasta temple H | O, H12, H14, H16, H18 | Ampliamente disponible; usada para formado y tiras conductoras |
| Placa | >6 mm | Endurecimiento limitado por trabajo en frío en placa gruesa; generalmente más blanda | O, H112 | Usada para componentes más gruesos no estructurales y tanques |
| Extrusión | Varias secciones transversales | Resistencia depende del trabajo en frío post-extrusión | O, H12, H14 | Buena para perfiles donde la conductividad y acabado superficial son importantes |
| Tubo | Diámetro exterior desde pequeño a grande | Comportamiento similar a chapa/placa; límite de formado depende del espesor de pared | O, H12, H14 | Usado para intercambiadores térmicos y secciones arquitectónicas |
| Barra/Vara | Diámetros hasta varias decenas de mm | Puede suministrarse estirada para aumentar resistencia | O, H12, H14 | Usada donde la maquinabilidad y conductividad son importantes |
El factor de forma y el espesor determinan los templados y prestaciones alcanzables. Las chapas y extrusiones permiten un fuerte endurecimiento por trabajo en frío y tolerancias ajustadas, mientras que las placas y secciones pesadas suelen suministrarse en templados recocidos o ligeramente trabajados debido a las limitaciones del trabajo en frío en material grueso.
Grados equivalentes
| Norma | Grado | Región | Notas |
|---|---|---|---|
| AA / ASTM | 1350 | EE. UU. | Designación comúnmente referenciada en EE. UU. para aleación correspondiente a EN AW-1350 |
| EN AW | 1350 | Europa | Designación europea estándar; químicamente comparable a AA1350 |
| JIS | A1050 / A1050P | Japón | Grados de aluminio de pureza comercial estrechamente relacionados usados en Japón |
| GB/T | 1350 | China | Marcas estándar chinas con composición química ampliamente equivalente |
Las tablas de grados equivalentes muestran convenciones de nomenclatura regionales más que coincidencias exactas de rendimiento uno a uno; pueden existir pequeñas diferencias en límites de impurezas, definiciones de temple o pruebas de laminación entre normas. Los ingenieros deben revisar las tablas químicas y mecánicas específicas de cada norma para la calificación cruzada en aplicaciones críticas.
Resistencia a la corrosión
EN AW-1350 presenta muy buena resistencia general a la corrosión atmosférica debido a una alta fracción de aluminio que forma una película estable y protectora de Al2O3. En atmósferas industriales y rurales su desempeño es excelente, y resiste la oxidación y la mayoría de ambientes químicos suaves cuando no está expuesto a cloruros fuertes o ácidos agresivos.
En ambientes marinos o con presencia de cloruros la aleación tiene un desempeño razonable pero es más susceptible a la corrosión por picaduras y por grietas que las aleaciones Al-Mg o Al-Mn formuladas para servicio marino; a menudo se emplean acabados superficiales y recubrimientos para mejorar su comportamiento a largo plazo. La corrosión por fisuración bajo estrés es poco común en esta clase de aleación debido a su baja resistencia y ausencia de endurecimiento por precipitación, aunque tensiones residuales y ambientes agresivos pueden iniciar ataques localizados.
Se deben considerar las interacciones galvánicas cuando se une EN AW-1350 con aceros inoxidables o aleaciones de cobre; la alta nobleza del aluminio provoca comportamiento anódico en algunas combinaciones y puede requerir protección sacrificial o aislamiento. Comparado con aleaciones de las series 5xxx o 6xxx, el 1350 generalmente ofrece resistencia a la corrosión comparable o superior debido a un menor contenido de elementos de aleación que forman sitios intermetálicos activos.
Propiedades de fabricación
Soldabilidad
La soldadura de EN AW-1350 es sencilla con procesos de fusión como TIG y MIG debido a la alta pureza y bajo contenido de aleación. Los rellenos recomendados son varillas de aluminio con química similar (por ejemplo, tipos Al99.5) o de Al-Si (p. ej. ER4043) cuando se desea mejor fluidez y menor tendencia a fisuras; la elección del aporte debe considerar la conductividad final y las necesidades de resistencia a la corrosión. El riesgo de grietas en caliente es bajo comparado con materiales de mayor aleación, pero el calor de la soldadura puede alterar localmente las propiedades mecánicas debido a la recristalización y pérdida de resistencia por trabajo en la zona afectada por el calor (HAZ).
Mecanizado
El comportamiento al mecanizado es típico de aleaciones de aluminio blandas y dúctiles: excelente maquinabilidad con fuerzas de corte bajas y buen acabado superficial. Se prefieren herramientas de carburo o acero rápido con geometría de filo positiva para evitar el efecto built-up edge; las velocidades y avances de corte deben optimizarse según el temple y sección para evitar el arrastre. La formación de viruta suele ser continua, y se debe prestar atención a la evacuación de la viruta; lubricantes o soplado de aire pueden mejorar la calidad superficial y la vida útil de la herramienta.
Conformabilidad
La conformabilidad es una de las mayores virtudes de EN AW-1350, especialmente en temple recocido O, donde el embutido profundo y el plegado complejo son rutinarios. Los radios mínimos de doblado son generosos en condición O y se vuelven más pequeños con el aumento de temple H; la práctica típica usa radios mayores para tempers H16–H18 para evitar fisuras. El rebote elástico (springback) es moderado pero predecible; los ingenieros de procesos deben calibrar las herramientas según el temple y espesor para lograr precisión dimensional.
Comportamiento al tratamiento térmico
EN AW-1350 no es tratable térmicamente y no responde a ciclos de envejecimiento por solución para aumentar la resistencia. El control de propiedades se realiza mediante niveles de trabajo en frío y recocido: el recocido completo se usa para restaurar ductilidad y conductividad tras conformado. Los ciclos típicos de recocido (recristalización) se realizan a temperaturas entre aproximadamente 300–415 °C (según el espesor de la sección) con enfriado controlado; esto disuelve las estructuras de dislocación y devuelve la microestructura a la condición blanda O.
Al no existir un mecanismo de endurecimiento por precipitación, los intentos de envejecimiento artificial no producen los incrementos de propiedades observados en aleaciones de las series 2xxx/6xxx/7xxx. Por tanto, el diseño y procesamiento deben considerar los límites de propiedades alcanzables únicamente mediante trabajo en frío y ciclos de recocido térmico.
Desempeño a altas temperaturas
EN AW-1350 mantiene propiedades mecánicas útiles a temperaturas moderadamente elevadas, pero muestra una pérdida progresiva de resistencia por encima de aproximadamente 100–150 °C. La resistencia a la fluencia es limitada respecto a grados de aluminio aleados diseñados para servicio a alta temperatura; cargas prolongadas a temperatura elevada requieren márgenes de diseño conservadores. La oxidación del aluminio forma una delgada capa protectora de alúmina que brinda buena resistencia a la corrosión a alta temperatura, pero el comportamiento de la escala y la difusión a temperaturas muy altas pueden alterar la apariencia superficial y la resistencia térmica de contacto.
Las uniones soldadas expuestas a altas temperaturas pueden presentar reblandecimiento local en la HAZ y reducción de conductividad eléctrica; los diseñadores deben considerar reducciones mecánicas y eléctricas para componentes que se espera sufran ciclos térmicos.
Aplicaciones
| Industria | Ejemplo de componente | Por qué se usa EN AW-1350 |
|---|---|---|
| Eléctrica | Barras colectoras, conductores, cintas | Alta conductividad eléctrica y facilidad de conformado |
| Marina / Química | Revestimiento de tanques, tuberías, accesorios | Resistencia a la corrosión y pureza para compatibilidad química |
| Arquitectura | Revestimientos, paneles decorativos | Acabado superficial, resistencia a la corrosión y conformabilidad |
| Transferencia de calor | Aletas de disipadores, aletas de radiadores | Alta conductividad térmica y buena conformabilidad |
| Alimentaria / Empaque | Equipos de proceso, envases | Pureza, resistencia a la corrosión y superficies higiénicas |
EN AW-1350 se selecciona comúnmente para componentes donde la conductividad, la calidad superficial y la capacidad de conformado son requisitos primarios más que la máxima resistencia mecánica. Su uso generalizado en hardware eléctrico y de transferencia de calor refleja el equilibrio optimizado del material entre propiedades térmicas/elétricas y manufacturabilidad.
Consideraciones para la selección
Elija EN AW-1350 cuando la conductividad eléctrica o térmica, alta conformabilidad y resistencia a la corrosión sean más importantes que una alta resistencia estructural. Su bajo contenido de aleación lo convierte en una opción económica para conductores, intercambiadores de calor y elementos arquitectónicos conformados.
Comparado con aluminio comercialmente puro como el 1100, EN AW-1350 ofrece típicamente pureza similar o ligeramente superior con conformabilidad y conductividad comparables, aunque puede diferir en tolerancias de laminación y límites de impurezas; sacrifica muy poca conductividad por ganancias modestas de resistencia mediante trabajo controlado en frío. Frente a aleaciones endurecidas por trabajo como 3003 o 5052, 1350 tiene menor resistencia pero a menudo mayor conductividad y ligeramente mejor compatibilidad química en ciertos casos. Comparado con aleaciones tratables térmicamente como 6061 o 6063, EN AW-1350 se prefiere cuando la conductividad y la conformabilidad priman sobre la resistencia máxima y se quiere un procesamiento sencillo (trabajo en frío/recocido) en lugar de ciclos térmicos.
Resumen final
EN AW-1350 sigue siendo relevante porque ofrece una combinación rara de conductividad muy alta, excelente resistencia a la corrosión y soberbia conformabilidad en un paquete económico y fácilmente fabricable. Para diseños que priorizan desempeño eléctrico o térmico y requieren formados complejos, sigue siendo una opción principal en múltiples industrias.