Aluminio EN AW-5454: Composición, Propiedades, Guía de Tratamientos y Aplicaciones

Descripción General Completa

EN AW-5454 es una aleación de aluminio de la serie 5xxx, definida por el magnesio como el principal elemento de aleación. La familia 5xxx se caracteriza por su microestructura no tratable térmicamente y endurecible por deformación, y está típicamente destinada a composiciones Al–Mg diseñadas para equilibrar resistencia y resistencia a la corrosión para uso estructural.

Los principales elementos de aleación en EN AW-5454 son el magnesio (primario), con niveles controlados de silicio, hierro, manganeso, cromo y elementos traza como titanio y zinc. La resistencia en esta aleación se desarrolla predominantemente mediante el endurecimiento por solución sólida del Mg y el trabajo en frío (endurecimiento por deformación) en sus estados H; no se fortalece mediante tratamiento térmico por precipitación como las aleaciones de las series 6xxx o 7xxx.

Las características clave de EN AW-5454 incluyen una elevada resistencia específica en relación con el aluminio comercial puro, muy buena resistencia a la corrosión en ambientes atmosféricos y marinos, buena soldabilidad con metales de aporte adecuados, y formabilidad de regular a buena dependiendo del temple y espesor. Las industrias típicas que utilizan el 5454 son la naval y construcción de embarcaciones, carrocería de camiones y remolques, recipientes a presión y aplicaciones estructurales generales donde se requiere resistencia a la corrosión y resistencia moderada.

Los ingenieros seleccionan EN AW-5454 sobre otras aleaciones cuando se necesita un equilibrio de mayor resistencia que las aleaciones 1xxx y 3xxx, manteniendo una resistencia a la corrosión superior en comparación con muchas aleaciones tratables térmicamente. Se elige sobre algunas aleaciones 5xxx con mayor contenido de magnesio cuando se requiere un compromiso entre el rendimiento frente a la corrosión y la capacidad de endurecimiento por deformación, y sobre aleaciones 6xxx cuando la soldabilidad y la evitación del endurecimiento por precipitación son prioridades.

Variantes de Temple

Temple	Nivel de Resistencia	Elongación	Formabilidad	Soldabilidad	Notas
O	Bajo	Alto	Excelente	Excelente	Estado completamente recocido, ideal para embutición profunda y conformado complejo
H111	Bajo–Moderado	Alto–Moderado	Muy Bueno	Excelente	Ligeramente endurecido por deformación en una dirección; común para productos en chapa
H11 / H12	Moderado	Moderado	Bueno	Excelente	Endurecimiento ligero por deformación, límite elástico mejorado para piezas de calibre moderado
H14	Moderado–Alto	Bajo–Moderado	Regular–Bueno	Excelente	Temple comercial típico semiduro para chapa y plancha delgada
H16	Alto	Bajo	Limitada	Excelente	Endurecido por deformación a mayor resistencia para paneles estructurales rígidos
H24 / H32	Variable	Variable	Variable	Excelente	Combinaciones de endurecimiento por deformación y recocido parcial para ajustar propiedades

El temple influye fuertemente en el equilibrio entre resistencia y ductilidad. El material recocido (O) ofrece la máxima formabilidad y elongación para operaciones de embutición profunda, mientras que los temple H incrementan progresivamente el límite elástico y la resistencia a tracción a costa de ductilidad y capacidad de doblado.

Para la planificación de fabricación, se deben elegir temple más blandos para conformado y temple con números H mayores para la rigidez estructural final; la selección del temple también controla el rebote elástico, los límites de embutición y la sensibilidad a la iniciación de fatiga en piezas sometidas a cargas cíclicas.

Composición Química

Elemento	Rango %	Notas
Si	≤ 0.40	Controlado para limitar fases interdendríticas de bajo punto de fusión y mantener ductilidad
Fe	≤ 0.40	Impureza típica que influye en la formación de partículas intermetálicas y tenacidad
Mn	≤ 0.50	Pequeñas adiciones ayudan a controlar la estructura de grano e inhibir la recristalización
Mg	2.6 – 3.6	Elemento principal de endurecimiento por solución sólida; controla comportamiento frente a corrosión y endurecimiento por trabajo
Cu	≤ 0.10	Mantenido bajo para preservar la resistencia a la corrosión y minimizar la susceptibilidad a la corrosión bajo tensión (SCC)
Zn	≤ 0.25	Bajo nivel para evitar efectos galvánicos y resistencia elevada que podría reducir la resistencia a la corrosión
Cr	≤ 0.20	Microaleación para controlar el crecimiento del grano y mejorar la endurecibilidad por deformación y el comportamiento frente a corrosión bajo tensión
Ti	≤ 0.15	Refinador de grano en productos fundidos y forjados; pequeñas cantidades mejoran la tenacidad
Otros (cada uno)	≤ 0.05	Residuos y elementos contaminantes; total de otros limitado a máximos especificados

La composición está diseñada para maximizar el endurecimiento por solución sólida del Mg limitando elementos que formarían fases intermetálicas perjudiciales o reducirían la resistencia a la corrosión. El nivel de magnesio impulsa el límite elástico y la resistencia a tracción en los temple de trabajo, mientras que las adiciones de cromo y manganeso refinan granos y mejoran la resistencia a recristalización y corrosión localizada.

Las impurezas traza como hierro y silicio se controlan para reducir el tamaño y distribución de partículas intermetálicas que pueden actuar como sitios de iniciación para picaduras y grietas por fatiga. El rango composicional mantiene bajo el cobre y zinc para preservar el desempeño frente a corrosión marina y minimizar el riesgo de SCC.

Propiedades Mecánicas

El comportamiento a tracción de EN AW-5454 depende fuertemente del temple y del espesor; el material recocido muestra límite elástico relativamente bajo y alta elongación, mientras que los temple H alcanzan resistencias a límite elástico y tracción sustancialmente mayores mediante trabajo en frío. La resistencia a fluencia aumenta notablemente con el número H, permitiendo a los diseñadores elegir un compromiso entre resistencia y ductilidad para conformado o uso estructural.

La elongación en temple O supera típicamente los valores requeridos para embutición profunda y estampado complejo; en temple H medios a altos, la elongación disminuye y se deben aumentar los radios de curvado. La dureza sigue la misma tendencia que la resistencia a la tracción, aumentando con el trabajo en frío. El comportamiento a fatiga es generalmente bueno para aleaciones 5xxx debido a la ausencia de precipitados duros y frágiles, pero la calidad superficial, el espesor y el temple influyen en la iniciación de grietas por fatiga.

Los efectos de espesor son importantes: calibres más delgados pueden endurecerse por deformación a niveles de resistencia más altos que la plancha gruesa, y las distribuciones de tensiones residuales en conformados o soldaduras de múltiples pasadas afectarán el límite elástico local y la vida a fatiga. Los diseñadores deben considerar temple, espesor y condición superficial para especificar componentes críticos en fatiga.

Propiedad	O/Recocido	Temple Clave (ej. H14/H16)	Notas
Resistencia a la Tracción	aprox. 110–150 MPa	aprox. 200–280 MPa	Valores varían con el temple y espesor; temple frío muestra ganancias sustanciales
Límite Elástico	aprox. 40–70 MPa	aprox. 130–240 MPa	El límite elástico aumenta fuertemente con número H; considerar rebote elástico para conformado
Elongación	aprox. 18–30%	aprox. 6–15%	El recocido ofrece alta ductilidad, temple H reduce elongación y aumenta rigidez
Dureza	aprox. 25–45 HV	aprox. 60–95 HV	La dureza se correlaciona con propiedades a tracción; usada como control de calidad rápida para trabajo en frío

Propiedades Físicas

Propiedad	Valor	Notas
Densidad	2.67 g/cm³	Típica de aleaciones Al–Mg forjadas; útil para cálculos de masa e inercia
Rango de Fusión	aprox. 570–650 °C	El rango solidus/liquidus depende de constituyentes menores; evitar exposiciones a altas temperaturas
Conductividad Térmica	~120–150 W/m·K	Inferior al Al puro debido a la aleación; aún excelente para disipación de calor
Conductividad Eléctrica	~30–40 %IACS	Reducida respecto a Al puro; compromiso por mayor resistencia mecánica y resistencia a la corrosión
Calor Específico	~0.90 J/g·K (900 J/kg·K)	Valor típico para aleaciones de aluminio para almacenamiento térmico y modelado de respuesta transitoria
Expansión Térmica	~23–24 µm/m·K	Expansión isotrópica típica para Al forjado; importante para cálculo de tensiones térmicas

EN AW-5454 conserva muchas de las favorables propiedades físicas del aluminio como baja densidad y buena conductividad térmica, volviéndola atractiva cuando se requiere ligereza y disipación de calor. La conductividad térmica y eléctrica están reducidas respecto a aluminio puro por la presencia de Mg y otros solutos; los diseñadores deben tenerlo en cuenta al especificar para funciones térmicas o eléctricas.

El rango de fusión/solidus y los datos de expansión térmica influyen en los límites de procesamiento: los procedimientos de soldadura y brazing deben controlarse para evitar sobrecalentamiento, y la expansión térmica debe considerarse en ensamblajes con materiales disímiles para evitar deformaciones o concentraciones de esfuerzo.

Formas del Producto

Forma	Espesor/Tamaño Típico	Comportamiento de Resistencia	Temple Común	Notas
Chapa	0.3 – 6 mm	Responde bien al laminado en frío; disponible en muchos temple H	O, H111, H14, H16	Forma más común para paneles de carrocería y chapas marinas
Placa	6 – 200+ mm	Tasa de trabajo en frío más baja en secciones gruesas; la placa más gruesa suele suministrarse más blanda	O, H32, H111	Utilizada en construcción de cascos y componentes estructurales
Extrusión	Dependiente de la sección transversal	La deformación por extrusión y el posterior trabajo en frío ajustan las propiedades finales	O, H111	Perfiles para estructuras y refuerzos
Tubo	Variable	Tubos estirados en frío o soldados exhiben resistencia similar dependiente del temple	O, H14	Usados en tuberías, chasis y estructuras ligeras
Barra / Varilla	Ø pocos mm – 100+ mm	Tamaños comerciales limitados, se comporta de forma predecible bajo trabajo en frío	O, H11	Usado para componentes mecanizados y accesorios

Las diferencias de procesamiento entre formas surgen de la historia termomecánica. Los productos en chapa y calibre delgado se conforman fácilmente en frío y pueden alcanzar mayores resistencias por endurecimiento por deformación. La placa y las secciones pesadas son más difíciles de trabajar en frío y a menudo se suministran en temple más blando o requieren tratamientos posteriores para cumplir con las propiedades mecánicas especificadas.

La producción de extrusión y tubo genera estructuras de grano alineadas y anisotropía direccional, lo que los ingenieros deben considerar para cargas por fatiga y conformado direccional. El acabado superficial y el procesamiento en molino también afectan la iniciación de corrosión y el comportamiento a fatiga en las aplicaciones finales.

Grados Equivalentes

Norma	Grado	Región	Notas
AA	5454	USA	Equivalente común en listados ASTM/AMS para aleaciones Al–Mg
EN AW	5454	Europa	Designación estándar bajo el sistema numérico EN
JIS	Familia A5049 / A5052	Japón	Los equivalentes más cercanos en JIS provienen de la serie Al–Mg trabajada; las coincidencias directas requieren referencia cruzada
GB/T	5A05 / 5454	China	Normas locales usan designaciones similares Al–Mg; pueden diferir en tolerancias químicas y de temple

Las normas de cada región utilizan distintos sistemas de designación y tolerancias; EN AW-5454 es la designación europea y a menudo se referencia con AA 5454 en especificaciones internacionales. Los sistemas JIS y GB/T tienen grados relacionados Al–Mg, pero la sustitución precisa requiere revisión de límites de composición permitidos, tablas de propiedades mecánicas y designaciones de temple específicas de cada norma.

Al adquirir material a nivel global, especifique la norma y el temple exacto, y solicite certificados de molino y reportes de ensayos mecánicos para verificar conformidad, especialmente para aplicaciones marinas críticas o recipientes a presión.

Resistencia a la Corrosión

EN AW-5454 exhibe muy buena resistencia a la corrosión atmosférica, especialmente en ambientes marinos e industriales, debido a su contenido moderado de Mg y bajos niveles de cobre/cinc. La aleación forma una capa protectora de óxido y es comparativamente resistente a la corrosión por picado y general cuando está adecuadamente terminada y mantenida.

En servicio marino, 5454 se comporta bien para cascos, superestructuras y accesorios expuestos, pero la susceptibilidad a la fisuración por corrosión bajo tensión (SCC) aumenta con el incremento del contenido de Mg y en ambientes con cloruros a temperaturas elevadas. Aleaciones con Mg > 3.5–4% muestran mayor sensibilidad a SCC; el rango de Mg de 5454 lo ubica en una categoría de riesgo moderado bajo condiciones severas de servicio.

Las interacciones galvánicas son típicas en aleaciones de aluminio: 5454 en contacto con metales más nobles (por ejemplo, cobre, acero inoxidable) requiere aislamiento o medidas protectoras para evitar ataque galvánico. Comparado con aleaciones serie 6xxx, 5454 generalmente ofrece mejor resistencia a la corrosión en ambientes con cloruros pero no alcanza la mayor resistencia de familias tratables térmicamente.

Propiedades de Fabricación

Soldabilidad

EN AW-5454 se suelda bien mediante métodos de fusión comunes (MIG/GMAW, TIG/GTAW y soldadura por resistencia) con bajo riesgo de fisuración a caliente si se aplican buenas prácticas. Los metales de aporte recomendados para igualar la resistencia a la corrosión y ductilidad en uniones de la serie 5xxx incluyen aportes Al–Mg como 5356 o 5183, elegidos para igualar el contenido de magnesio del metal base y asegurar comportamiento mecánico y electroquímico compatible.

Las zonas afectadas térmicamente (ZAT) pueden experimentar cierto ablandamiento relativo al metal base endurecido por deformación debido al recocido local; los diseñadores deben considerar la reducción de límite elástico en las ZAT para cálculos estructurales. La limpieza pre y post soldadura, control del aporte térmico y diseño adecuado de juntas reducen la porosidad y mantienen el rendimiento anticorrosivo.

Mecanizado

La mecanizabilidad de EN AW-5454 es moderada —mejor que muchas aleaciones de aluminio de alta resistencia pero peor que el aluminio puro. La aleación tiende a producir virutas continuas y puede ser ligeramente pegajosa; se recomienda herramienta con carburo y ángulos positivos para un corte estable. La práctica habitual usa velocidades de husillo elevadas y avances moderados para optimizar el acabado superficial y la vida útil de la herramienta, siendo aconsejado el uso de lubricante o refrigerante al generar virutas largas o cortes profundos.

Los procesos CNC de fresado y torneado son sencillos para los temple O y bajos en H, mientras que los temple muy endurecidos por deformación requieren mayores fuerzas y pueden aumentar el desgaste de la herramienta. Las tolerancias de mecanizado deben planificarse considerando el posible endurecimiento superficial por trabajo en frío.

Conformabilidad

La conformabilidad es excelente en temple O y se mantiene buena en temple H111/H11 para operaciones estándar de estampado y plegado. Los radios mínimos de curvatura dependen del temple y espesor; como regla general, el temple O puede conformarse a radios más cerrados (por ejemplo, 1–2× el espesor para muchas geometrías) mientras que H14/H16 puede requerir 2.5–4× el espesor para evitar grietas.

La respuesta al trabajo en frío es predecible: el material se endurece de forma gradual, permitiendo a los diseñadores usar estrategias de conformado intermedio + alivio de tensiones para alcanzar geometrías finales sin fractura. Para conformados complejos o severos, recocer a temple O y volver a trabajar controla el rebote y limita la iniciación de fractura.

Comportamiento al Tratamiento Térmico

EN AW-5454 es una aleación no tratable térmicamente y, por lo tanto, no responde al tratamiento de solución y envejecimiento artificial para aumentar la resistencia. Intentar tratamientos térmicos convencionales tipo T usados en serie 6xxx no producirá endurecimiento por precipitación significativo en esta aleación.

Los ajustes de resistencia se realizan mediante deformación mecánica (trabajo en frío) y recocido. El recocido completo (O) se logra calentando a la temperatura prescrita para restaurar la ductilidad, mientras que los temple intermedios (números H) se obtienen por trabajo en frío controlado y, cuando es necesario, recocidos parciales para fijar la combinación deseada de resistencia y ductilidad.

La exposición térmica durante la soldadura puede recocer localmente zonas endurecidas por deformación, por lo que los diseñadores deben considerar el impacto del ablandamiento en las ZAT sobre miembros estructurales y pueden requerir tratamientos mecánicos post-soldadura o márgenes de diseño para mantener el comportamiento estructural.

Comportamiento a Alta Temperatura

EN AW-5454 sufre pérdida progresiva de resistencia con el aumento de temperatura y no es adecuado para servicio estructural sostenido a altas temperaturas por encima de aproximadamente 100–150 °C. La aleación mantiene propiedades mecánicas razonables a temperaturas moderadamente elevadas, pero el fluencia y la degradación de resistencia se aceleran con el tiempo y el esfuerzo a temperaturas mayores.

La oxidación en aleaciones de aluminio es mínima debido a la capa estable de óxido, pero a temperaturas elevadas la capa protectora puede crecer y desprenderse bajo ciclos térmicos. Las juntas soldadas expuestas a altas temperaturas experimentan zonas afectadas térmicamente ampliadas y reducciones adicionales de límite elástico local, requiriendo un diseño conservador para aplicaciones a temperatura elevada.

Para exposiciones a corto plazo o intermitentes hasta varios cientos de grados Celsius durante conformado o brazing, controlar el aporte térmico y la velocidad de enfriamiento previene crecimiento de grano excesivo y pérdida de integridad mecánica.

Aplicaciones

Industria	Ejemplo de Componente	Por Qué Se Usa EN AW-5454
Automotriz / Transporte	Cuerpos de trailers, tanques, paneles estructurales	Buena relación resistencia-peso, resistencia a la corrosión y conformabilidad para componentes estampados
Marino / Construcción naval	Paneles de casco, chapas de superestructura	Excelente resistencia a la corrosión por agua de mar y soldabilidad para conjuntos de casco
Aeroespacial (estructuras secundarias)	Accesorios, carenados, paneles interiores	Buena relación resistencia-peso y resistencia a fatiga para estructuras no primarias
Energía / Recipientes a presión	Tanques de combustible, recipientes de almacenamiento	Resistencia a la corrosión y buena soldabilidad para contención de fluidos
Electrónica / Transferencia de calor	Disipadores térmicos, carcasas	Baja densidad y buena conductividad térmica para necesidades moderadas de gestión térmica

EN AW-5454 es preferida cuando se requiere una combinación de resistencia a la corrosión, soldabilidad y resistencia moderada en una forma ligera. Su variedad de formas de producto y temple la hacen versátil en industrias que equilibran facilidad de fabricación con durabilidad ambiental a largo plazo.

Aspectos para la Selección

EN AW-5454 es la opción preferida cuando un ingeniero necesita mejor resistencia mecánica que el aluminio comercialmente puro (por ejemplo, 1100) mientras se mantiene gran parte de la ductilidad y conformabilidad requeridas para operaciones de conformado de chapa. En comparación con 1100, el 5454 sacrifica algo de conductividad eléctrica y térmica a cambio de una resistencia al límite elástico y a la tracción sustancialmente mayor, lo que lo convierte en un material estructural superior.

En comparación con aleaciones endurecidas por trabajo comunes como 3003 y 5052, EN AW-5454 generalmente ofrece mayor resistencia para una conformabilidad similar o ligeramente reducida; a menudo proporciona igual o mejor resistencia a la corrosión en ambientes marinos que el 5052, dependiendo del contenido exacto de Mg y el estado de temple. Frente a aleaciones tratables térmicamente como 6061/6063, el 5454 no alcanza las mismas resistencias máximas, pero es preferido cuando se requiere una soldabilidad superior, menor susceptibilidad a variaciones en el tratamiento térmico y mejor desempeño ante la corrosión, más que valores máximos de resistencia a la tracción.

Seleccione EN AW-5454 cuando las prioridades de diseño sean la soldabilidad, resistencia a la corrosión en grado marino y un comportamiento predecible con resistencia por endurecimiento por deformación. Si se requiere la máxima resistencia de aleaciones tratables térmicamente y las propiedades mecánicas post-soldadura son menos críticas, considere aleaciones 6xxx; si se requiere máxima conductividad eléctrica o extrema conformabilidad, considere aleaciones 1xxx o 3xxx más blandas.

Resumen Final

EN AW-5454 sigue siendo una aleación de aluminio forjado altamente relevante para la ingeniería moderna porque ofrece un equilibrio práctico entre resistencia por solución sólida, excelente resistencia a la corrosión —especialmente en atmósferas marinas—, buena soldabilidad y conformabilidad útil en una variedad de formas de producto. Su comportamiento predecible bajo trabajo en frío y composición estable lo convierten en una opción confiable para aplicaciones estructurales, de transporte y marinas donde se requiere durabilidad a largo plazo y flexibilidad en la fabricación.