Aluminio EN AW-5086: Composición, Propiedades, Guía de Temple y Aplicaciones

Descripción General Completa

EN AW-5086 es un miembro de la serie 5xxx de aleaciones de aluminio, caracterizada principalmente por el magnesio como elemento principal de aleación. Esta familia se clasifica como aleaciones no tratables térmicamente, cuya resistencia mecánica se obtiene mediante el endurecimiento por solución sólida del Mg y por deformación plástica (endurecimiento por trabajo) y envejecimiento por deformación en ciertos tratamientos.

Los principales elementos de aleación en EN AW-5086 son magnesio con adiciones significativas de manganeso y niveles controlados menores de hierro, silicio, cromo y elementos traza. El nivel de Mg proporciona el aumento principal en resistencia y mejora el desempeño frente a la corrosión en ambientes con cloruros, mientras que el Mn refina la estructura de grano y ayuda a mantener la resistencia después del procesamiento.

Las características clave de EN AW-5086 incluyen una combinación favorable de resistencia moderada a alta para un aluminio no tratable térmicamente, muy buena resistencia al agua de mar y atmósferas marinas, excelente soldabilidad con métodos convencionales de fusión y una conformabilidad razonable cuando se suministra en tratamientos más blandos. Estas propiedades lo hacen común en aplicaciones marítimas, transporte, recipientes a presión y criogénicas.

Los ingenieros seleccionan EN AW-5086 frente a otras aleaciones cuando el equilibrio entre resistencia a la corrosión, soldabilidad y tenacidad es más importante que la máxima resistencia absoluta alcanzable con aleaciones tratables térmicamente. Se prefiere cuando se requiere integridad estructural en ambientes salinos o agresivos sin ciclos complejos de tratamiento térmico.

Variantes de Tratamiento

Tratamiento	Nivel de Resistencia	Elongación	Conformabilidad	Soldabilidad	Notas
O	Baja	Alta	Excelente	Excelente	Totalmente recocido; ideal para conformado complejo y embutición
H111	Media-Baja	Moderada	Muy buena	Excelente	Ligeramente endurecido por deformación; a menudo tratamiento natural tras laminado
H32	Media	Moderada	Buena	Excelente	Endurecido por deformación y estabilizado; común para chapa estructural
H34	Media-Alta	Moderada-Baja	Regular	Excelente	Mayor endurecimiento por deformación para aumentar la resistencia
H36	Alta	Baja-Moderada	Reducida	Excelente	Condición más endurecida para secciones pesadas
H116	Media	Moderada	Buena	Excelente	Estabilizado para mejorar propiedades de corrosión y soldabilidad; grado marino
H321	Media	Moderada	Buena	Excelente	Estabilizado por envejecimiento a baja temperatura para resistir sensibilización

La elección del tratamiento afecta significativamente la respuesta mecánica y el comportamiento en conformado porque EN AW-5086 es no tratable térmicamente; todos los tratamientos de mayor resistencia se producen por deformación plástica y estabilización natural o controlada. Los diseñadores deben equilibrar la resistencia deseada al límite elástico/resistencia a la tracción frente a los radios de doblado y elongación requeridos, eligiendo tratamientos más blandos para embutición profunda y tratamientos H más duros para rigidez estructural y reducción del rebote elástico.

Composición Química

Elemento	Rango %	Notas
Si	≤ 0.40	Bajo control de silicio para reducir intermetálicos y mantener tenacidad
Fe	≤ 0.50	El hierro es una impureza que forma intermetálicos duros; limitado para preservar ductilidad
Mn	0.20–0.7	Refina la estructura de grano y contrarresta algo de fragilización por Mg; mejora resistencia
Mg	3.5–4.5	Elemento principal de endurecimiento; influencia crítica en resistencia a corrosión y soldabilidad
Cu	≤ 0.10	Mantenido bajo para evitar reducción en resistencia a la corrosión y susceptibilidad a corrosión por tensión
Zn	≤ 0.25	Elemento menor; exceso de Zn puede promover corrosión galvánica y localizada
Cr	0.05–0.25	Añadido para control de grano y mejorar retención de resistencia tras deformación en caliente
Ti	≤ 0.15	Refinador de grano en pequeñas cantidades; mejora consistencia mecánica
Otros (cada uno)	≤ 0.05	Elementos traza controlados para mantener propiedades predecibles

La composición de EN AW-5086 lo sitúa entre la serie 3xxx de menor resistencia y los variantes 5xxx con más Mg; el magnesio proporciona endurecimiento por solución sólida mientras que el manganeso y cromo controlan el tamaño de grano y mitigan la recristalización. El control estricto de Fe, Si y Cu es importante para prevenir intermetálicos frágiles y preservar la resistencia a la picadura y el comportamiento de la soldadura en ambientes con cloruros.

Propiedades Mecánicas

El comportamiento a tracción de EN AW-5086 es típico de las aleaciones Al-Mg no tratables térmicamente: el endurecimiento por deformación aumenta la resistencia pero reduce la ductilidad. La aleación presenta buena tenacidad y mantiene elongación a bajas temperaturas; el espesor y el tratamiento influyen significativamente en la curva de tracción y ductilidad medida.

La resistencia al límite elástico varía según el tratamiento y el espesor; los tratamientos H producidos por trabajo en frío controlado generalmente tienen mayores límites elásticos y resistencias a la tracción que los tratamientos O o H111. La dureza sigue la misma tendencia, con condiciones endurecidas mostrando incrementos en Vickers/Brinell; sin embargo, el endurecimiento por trabajo reduce la conformabilidad y aumenta el rebote elástico.

El desempeño a fatiga es generalmente bueno para estructuras soldadas y no soldadas debido a la ductilidad de la aleación y su resistencia a la fatiga por corrosión en agua de mar, cuando se detalla adecuadamente. Las secciones más gruesas pueden mantener mayor rigidez absoluta pero pueden exhibir patrones diferentes de envejecimiento y tensiones residuales después de la soldadura y el trabajo en frío, requiriendo pruebas de calificación para componentes críticos.

Propiedad	O/Recocido	Tratamiento Clave (H32 / H116)	Notas
Resistencia a la Tracción	~120–200 MPa	~220–330 MPa	Amplio rango debido a espesor y endurecimiento por deformación; seleccione el tratamiento según requerimiento de diseño
Límite Elástico	~55–120 MPa	~140–260 MPa	El límite elástico aumenta sustancialmente con endurecimiento por deformación/estabilización
Elongación	~20–35%	~8–18%	Los tratamientos más blandos proporcionan mayor elongación para operaciones de conformado
Dureza	~30–45 HV	~60–95 HV	La dureza se correlaciona con el nivel de endurecimiento y afecta mecanizado y conformado

Propiedades Físicas

Propiedad	Valor	Notas
Densidad	2.66 g/cm³	Típica para aleaciones Al-Mg; buena relación resistencia-peso
Rango de Fusión	~570–650 °C	Rango sólido-líquido varía con composición e impurezas
Conductividad Térmica	~140–165 W/m·K	Menor que aluminio puro pero adecuada para disipación de calor
Conductividad Eléctrica	~30–40 %IACS	Reducida respecto a aluminio puro debido a Mg en solución sólida
Calor Específico	~0.90 kJ/kg·K	Calor específico típico del aluminio cerca de temperatura ambiente
Coeficiente de Expansión Térmica	~23–24 µm/m·K	Expansión térmica moderada; importante para diseño de juntas con metales disímiles

Las propiedades físicas muestran que EN AW-5086 conserva muchas de las ventajas del aluminio: baja densidad proporciona alta rigidez específica y absorción de energía por masa. Las conductividades térmica y eléctrica son menores que las del aluminio puro pero suficientes para disipación térmica y gestión del calor; el diseño debe considerar la expansión al unir con acero o compuestos.

Formas de Producto

Forma	Espesor/Tamaño Típico	Comportamiento a Resistencia	Tratamientos Comunes	Notas
Chapa	0.5–6.0 mm	El comportamiento varía fuertemente con el tratamiento	O, H111, H32, H116	Muy utilizada para paneles de casco, cubiertas estructurales y recipientes a presión
Placa	6–200+ mm	Secciones gruesas requieren endurecimiento mayor por deformación o tratamiento durante el proceso	H34, H36, H116	Placa de gran espesor usada a menudo en marina y blindaje; conformado en frío limitado
Extrusión	Secciones variables	Perfiles extruidos pueden acabarse en frío con tratamientos H	O, H111, H32	Común para marcos, barandillas y refuerzos
Tubo	Ø10 mm–300 mm	Soldados o sin costura; espesor de pared afecta resistencia y pandeo	H32, H111	Usados en sistemas de fluidos, elementos estructurales y líneas de presión
Barra/Báculo	Ø3 mm–200 mm	Las barras pueden estirarse/laminarse y luego endurecerse por deformación	H111, H34	Usados para accesorios, fijaciones y componentes mecanizados

El procesamiento varía según la forma del producto: chapa y placa se laminan típicamente y luego se trabajan en frío o estabilizan para cumplir con los tratamientos especificados, mientras que las extrusiones requieren control de temperatura del lingote y temple para mantener distribución homogénea de Mg. La placa tiende a ser menos conformable y más frecuentemente soldada y mecanizada, mientras que la chapa se usa cuando se requieren conformados complejos y uniones.

Grados Equivalentes

Norma	Grado	Región	Notas
AA / ASTM	5086	EE. UU.	Designación comercial común; cubierta por múltiples especificaciones ASTM
EN AW	5086	Europa	Equivalente AlMg4.5Mn según normas EN con controles de composición similares
JIS	A5086 (o serie Al-Mg)	Japón	Designación equivalente de la familia Al–Mg–Mn; varían los estándares de procesos
GB/T	5086	China	Grado según norma nacional china con rangos de composición comparables

La equivalencia es cercana entre las principales normas, pero existen pequeñas diferencias en los niveles permitidos de impurezas, definiciones de temple y protocolos de ensayo. Los compradores deben consultar la ficha técnica específica (ASTM, EN, JIS, GB/T) utilizada en la compra para confirmar los límites exactos de composición, los requisitos de pruebas mecánicas y los estándares de acabado superficial.

Resistencia a la Corrosión

EN AW-5086 presenta una excelente resistencia a la corrosión atmosférica y se utiliza ampliamente en ambientes marinos debido a los niveles beneficiosos de Mg que forman películas estables de óxidos/hidróxidos. La resistencia a la corrosión por picaduras en ambientes con cloruros es buena en comparación con muchas aleaciones de aluminio, aunque puede ocurrir corrosión localizada en concentradores de esfuerzo o superficies mal preparadas.

En agua de mar y zonas de salpicaduras, EN AW-5086 resiste mejor la corrosión general y localizada que muchas aleaciones de aluminio tratables térmicamente, pues evita precipitados anódicos que favorecen la picadura. La susceptibilidad a la corrosión bajo tensión (SCC) es generalmente baja para el 5086 en comparación con aleaciones de alta resistencia, pero los riesgos aumentan con mayores contenidos de Mg y con ciertos tempers tras exposiciones térmicas específicas.

Se deben gestionar las interacciones galvánicas cuando el 5086 se acopla con metales catódicos como cobre o acero inoxidable; la aleación es anódica respecto a muchos aceros y puede protegerse o aislarse mediante recubrimientos y juntas aislantes. Comparado con aleaciones de la serie 3xxx (Al-Mn), el 5086 normalmente ofrece mayor resistencia manteniendo un comportamiento de corrosión similar o mejor; en comparación con las aleaciones tratables térmicamente de las series 6xxx y 7xxx, el 5086 es muy superior en resistencia a la corrosión marina.

Propiedades de Fabricación

Soldabilidad

EN AW-5086 suelda muy bien con procesos comunes de fusión como TIG y MIG; las uniones típicamente alcanzan propiedades cercanas al metal base cuando se usan consumibles y procedimientos adecuados. Los consumibles recomendados son aleaciones Al‑Mg (p. ej., 5183, 5356) seleccionados por su resistencia y comportamiento anticorrosivo compatibles; la elección del consumible y el pre/post-tratamiento de la soldadura controlan el comportamiento de la zona afectada por el calor (HAZ). El riesgo de grietas en caliente es bajo para el 5086 en comparación con aleaciones de alto contenido de cobre, pero es necesario controlar la porosidad de hidrógeno y la contaminación mediante una buena protección con gas y limpieza.

Mecanizado

La mecanización de EN AW-5086 es moderada y no tan favorable como en aleaciones trabajadas de las series 2xxx o 6xxx diseñadas para mecanizado a alta velocidad. La aleación mecaniza mejor en tempers más blandos; la formación de virutas suele ser continua y dúctil, requiriendo velocidades de avance controladas y ruptor de virutas. Se recomienda el uso de herramientas de carburo para mecanizados de mayor volumen, con velocidades de corte y avances reducidos para tempers H más duros para limitar el desgaste de herramienta y el endurecimiento térmico.

Conformabilidad

La conformabilidad es excelente en condiciones recocidas (temperamento O) y ligeramente trabajadas como H111, permitiendo embutición profunda, estirado y estampado complejo. Los radios de curvado deben seleccionarse según el temperamento y el espesor; los radios mínimos internos típicos van de 1× a 3× el espesor para tempers más blandos, aumentando para condiciones H32/H36. El trabajo en frío incrementa la resistencia pero reduce la elongación y aumenta el rebote elástico; a veces se utiliza conformado en caliente o deformaciones escalonadas para lograr radios ajustados en material de mayor espesor.

Comportamiento al Tratamiento Térmico

EN AW-5086 es una aleación no tratable térmicamente; no responde al tratamiento térmico de solución ni al envejecimiento artificial para desarrollar mayor resistencia como las aleaciones 6xxx o 7xxx. En cambio, el aumento de resistencia se obtiene mediante trabajo en frío (endurecimiento por deformación) seguido de estabilización natural o controlada para reducir tensiones residuales y limitar el envejecimiento por deformación.

El recocido (temperamento O) se usa para eliminar el endurecimiento por trabajo y restaurar la ductilidad; los ciclos típicos de recocido se realizan a temperaturas elevadas seguidos de enfriamiento controlado para evitar distorsiones y crecimiento de grano. Los tratamientos de estabilización (p. ej., H116) implican envejecimiento a baja temperatura o almacenamiento controlado para lograr un equilibrio entre resistencia, resistencia a la corrosión y soldabilidad sin introducir precipitados perjudiciales.

Comportamiento a Alta Temperatura

EN AW-5086 mantiene propiedades mecánicas útiles hasta temperaturas elevadas moderadas, pero el servicio a temperatura elevada reduce significativamente el límite elástico y la resistencia a la fatiga respecto a condiciones ambiente. Se produce una pérdida de resistencia significativa conforme la temperatura llega a 100–150 °C según el temper, por lo que para aplicaciones estructurales a largo plazo debe limitarse a temperaturas moderadas o requerirse cualificación empírica.

La oxidación y formación de escamas son mínimas en aleaciones de aluminio en aire; sin embargo, una exposición prolongada a atmósferas calientes con cloruros puede acelerar los procesos de corrosión. La zona afectada por el calor (HAZ) de las soldaduras puede experimentar ablandamiento y reducción de resistencia a temperaturas elevadas de servicio, por lo que el diseño y tratamientos post-soldadura deben considerar los efectos combinados de temperatura, esfuerzos y especies corrosivas.

Aplicaciones

Industria	Ejemplo de Componente	Por qué se Usa EN AW-5086
Marina	Placas de casco, cubiertas, superestructura	Excelente resistencia a la corrosión en agua de mar y buena relación resistencia-peso
Automotriz / Transporte	Paneles de remolques, tanques de combustible, miembros estructurales	Buena soldabilidad, resistencia al impacto y comportamiento anticorrosivo
Aeroespacial	Estructuras secundarias, herrajes	Buena tenacidad, soldabilidad y resistencia estructural moderada
Recipientes a Presión / Criogenia	Tanques de almacenamiento, recipientes criogénicos	Tenacidad a baja temperatura y soldabilidad
Industrial / Transferencia de Calor	Intercambiadores de calor, colectores	Conductividad térmica adecuada y resistencia a la corrosión

EN AW-5086 se selecciona cuando se requiere un equilibrio entre resistencia a la corrosión, soldabilidad y resistencia estructural moderada, especialmente en sectores marinos y de transporte. Su conformabilidad en tempers blandos y la posibilidad de unión mediante métodos comunes de soldadura amplían su campo de aplicación en conjuntos fabricados.

Consejos para la Selección

Elija EN AW-5086 cuando el diseño requiera resistencia durable a la corrosión en ambientes ricos en cloruros combinada con buena soldabilidad y resistencia estructural moderada. Es una opción práctica para estructuras marinas y fabricaciones soldadas donde las aleaciones tratables térmicamente pueden sufrir corrosión o problemas relacionados con hidrógeno.

Comparado con aluminio comercialmente puro (1100), EN AW-5086 sacrifica algo de conductividad eléctrica y térmica y una ligera reducción en la conformabilidad a cambio de una resistencia significativamente mayor y mejor desempeño estructural. Frente a aleaciones comúnmente endurecidas por trabajo como 3003 o 5052, EN AW-5086 suele ofrecer mayor resistencia y resistencia a la corrosión marina comparable o mejor, a un costo ligeramente mayor.

En comparación con aleaciones tratables térmicamente como 6061, EN AW-5086 no alcanza las máximas resistencias a la tracción pero es preferido donde se requiere superior resistencia a la corrosión en agua de mar, soldabilidad sin ciclos de temple/recocido y mejor tenacidad.

Resumen Final

EN AW-5086 sigue siendo una aleación de aluminio muy utilizada porque ofrece una combinación robusta de soldabilidad, resistencia a la corrosión y resistencia por endurecimiento por deformación sin la complejidad del tratamiento térmico, lo que la hace especialmente valiosa en contextos marinos, de recipientes a presión y fabricación estructural.