Aluminio EN AW-5754: Composición, Propiedades, Guía de Temple y Aplicaciones

Resumen Completo

EN AW-5754 pertenece a la serie 5xxx de aleaciones de aluminio, específicamente un grado Al–Mg comúnmente designado como AlMg3 en muchas normas. Esta familia se caracteriza por tener el magnesio como principal elemento de aleación, lo que proporciona un endurecimiento por solución sólida y una mejor resistencia a la corrosión en comparación con las series 1xxx y 3xxx.

Los principales elementos de aleación en EN AW-5754 son magnesio, con adiciones menores de manganeso, cromo y trazas de impurezas como hierro y silicio. El endurecimiento se logra principalmente mediante el trabajo en frío y el endurecimiento por solución sólida aportado por el magnesio; la aleación no es susceptible de tratamiento térmico para aumentar su resistencia por endurecimiento por precipitación.

Las características clave incluyen una combinación favorable de resistencia de moderada a alta, muy buena resistencia a la corrosión general y localizada en ambientes atmosféricos y marinos, y excelente soldabilidad con la selección adecuada de relleno. La conformabilidad es buena en estados recocidos y ligeramente endurecidos por deformación, lo que hace que la aleación sea atractiva para chapa conformada y componentes formados en múltiples industrias.

Las industrias típicas de aplicación son paneles de carrocería y estructuras automotrices, embarcaciones y herrajes marítimos, recipientes a presión y fabricación general para transporte y productos de consumo. Los ingenieros suelen seleccionar EN AW-5754 cuando se requiere un equilibrio entre resistencia a la corrosión, soldabilidad y resistencia moderada con bajo peso, y cuando las rutas de tratamiento térmico no son prácticas o necesarias.

Variantes de Estado

Estado	Nivel de Resistencia	Elongación	Conformabilidad	Soldabilidad	Notas
O	Baja	Alta	Excelente	Excelente	Condición totalmente recocida; mejor conformabilidad
H111	Baja–Media	Alta	Muy Buena	Excelente	Ligero endurecimiento por deformación; buena para conformado complejo
H14	Media	Moderada	Buena	Excelente	Endurecido por deformación hasta cuarto duro; resistencia mejorada
H22	Media	Moderada	Regular	Buena	Endurecido por deformación y luego parcialmente recocido para equilibrio
H32	Media–Alta	Menor	Reducida	Buena	Endurecido por deformación y estabilizado; mayor resistencia, menos dúctil

El estado tiene un efecto principal y predecible en EN AW-5754 al desplazar la aleación a lo largo del compromiso entre conformabilidad y resistencia. La condición recocida (O) maximiza la ductilidad para embutición profunda y conformado con martillo, mientras que los estados H proporcionan aumentos controlados en límite elástico y resistencia a tracción mediante trabajo en frío.

La selección de un estado requiere considerar las operaciones finales de conformado, el rebote elástico requerido y el uso previsto de los ensamblajes soldados, ya que un mayor endurecimiento por deformación reduce la conformabilidad y puede aumentar el rebote y la resistencia a la flexión.

Composición Química

Elemento	Rango %	Notas
Si	≤ 0.40	Impureza; controlada para limitar intermetálicos y conservar la ductilidad
Fe	≤ 0.40	Impureza común; aumenta ligeramente la resistencia pero puede reducir la corrosión
Mn	0.50–1.00	Refina la estructura de grano y mejora resistencia y tenacidad
Mg	2.6–3.6	Endurecedor principal; mejora la resistencia a la corrosión en ambientes marinos
Cu	≤ 0.10	Mantenido bajo para evitar degradación de la resistencia a la corrosión
Zn	≤ 0.20	Impureza menor; pequeña influencia en la resistencia
Cr	0.05–0.25	Control de grano y resistencia a la sensibilización durante el procesamiento
Ti	≤ 0.15	Refinador de grano en productos fundidos o semielaborados
Otros (cada uno)	≤ 0.05	Residuos incluyendo V, Zr; en conjunto ≤ 0.15

La química de EN AW-5754 está diseñada para priorizar el magnesio para el endurecimiento por solución sólida y el desempeño anticorrosivo, manteniendo bajos los niveles de cobre y hierro para evitar susceptibilidad galvánica y picaduras inducidas por intermetálicos. Manganeso y cromo proveen control de la estructura de grano y estabilidad contra recristalización durante el procesamiento termomecánico, lo que ayuda a mantener propiedades mecánicas consistentes a través del espesor.

El control del silicio y hierro es especialmente importante en productos de chapa porque los intermetálicos gruesos pueden fragilizar el material durante el doblado y reducir la resistencia a la fatiga; por ello, las especificaciones de fabricación a menudo incluyen límites estrictos de limpieza y tamaño de inclusiones.

Propiedades Mecánicas

EN AW-5754 presenta un comportamiento a tracción fuertemente dependiente del estado y nivel de trabajo en frío. En condición recocida muestra límite elástico relativamente bajo y resistencia a tracción moderada con alta elongación, lo que se traduce en una fractura progresiva y dúctil ante sobrecarga y una favorable absorción de energía en operaciones de conformado.

El límite elástico y la resistencia a tracción aumentan sustancialmente con el endurecimiento por deformación; los estados H típicos se producen mediante laminado en frío controlado o nivelado por estiramiento para alcanzar las tensiones de prueba objetivo mientras se preserva suficiente ductilidad para el conformado. La dureza aumenta con el trabajo en frío y se correlaciona con el incremento del límite elástico al 0.2% y la resistencia a tracción en chapa y secciones extruidas.

El comportamiento a fatiga es generalmente bueno para aleaciones 5xxx cuando las superficies están bien terminadas y se evitan picaduras por corrosión; el espesor influye en la vida a fatiga mediante la distribución de tensiones residuales y gradientes microestructurales a través del espesor introducidos por el laminado. Placas más gruesas tienden a mostrar una ligera mayor dispersión en propiedades mecánicas por velocidades de enfriamiento más lentas y posible desarrollo de textura, por lo que datos específicos de espesor son esenciales para el diseño.

Propiedad	O/Recocido	Estado Clave (ej. H32/H111)	Notas
Resistencia a Tracción (UTS)	95–145 MPa	160–260 MPa	Valores varían según estado y espesor; los proveedores suministran valores certificados
Límite Elástico (prueba 0.2%)	35–85 MPa	120–240 MPa	El aumento de resistencia depende del trabajo en frío y nivel de endurecimiento
Elongación (A%)	20–35%	6–18%	La elongación disminuye notablemente conforme el estado se endurece
Dureza (HB)	20–40 HB	45–90 HB	Correlaciona con resistencia; se reporta en Brinell o Vickers según especificación

Propiedades Físicas

Propiedad	Valor	Notas
Densidad	2.66 g/cm³	Típica de aleaciones Al–Mg; usada para cálculos de masa y peso
Rango de Fusión	~ 640–650 °C (aprox. solidus a liquidus)	Rango de fusión cercano al aluminio puro; evitar sobrecalentamiento durante soldadura
Conductividad Térmica	~ 120–140 W/m·K	Inferior al aluminio puro en forma moderada por la aleación; buena para disipadores térmicos
Conductividad Eléctrica	~ 30–38 % IACS	Reducida respecto al aluminio puro pero aún conductiva para barras colectoras y conductores
Calor Específico	~ 900 J/kg·K	Valor típico cerca de 20–100 °C para aleaciones de aluminio
Coeficiente de Expansión Térmica	~ 23–24 µm/m·K (20–100 °C)	Coeficiente de expansión relativamente alto que requiere atención de diseño en ciclos térmicos

EN AW-5754 conserva muchas de las favorables características térmicas y eléctricas del aluminio, aunque la aleación reduce la conductividad respecto al aluminio puro. Los datos de conductividad térmica y expansión son importantes para aplicaciones de intercambio térmico y electrónica, ya que afectan los gradientes térmicos y las restricciones mecánicas durante la operación.

El comportamiento de fusión y térmico también influye en los parámetros de soldadura y procesos de brazing/pintura, ya que las temperaturas de solidus/liquidus de la aleación definen las ventanas seguras de procesamiento para evitar el inicio de fusión o crecimiento excesivo de grano.

Formas del Producto

Forma	Espesor/Tamaño Típico	Comportamiento de Resistencia	Temple Común	Notas
Chapa	0.3–4.0 mm	Uniforme en espesores delgados; el trabajo en frío eleva la resistencia	O, H111, H14, H32	Uso amplio en paneles de carrocería y componentes marinos
Placa	>4.0–100+ mm	Productos más gruesos pueden presentar propiedades ligeramente diferentes	O, H111, H32	Usada para componentes estructurales donde se requiere rigidez
Extrusión	Perfiles hasta 200 mm de sección transversal	La resistencia depende del envejecimiento o deformación posterior	O, H32, H111	Común para rieles, marcos y extrusiones estructurales
Tubo	Diámetro exterior 6 mm–200 mm	Respuesta mecánica similar a chapa/placa del mismo temple	O, H111, H32	Uso extendido en manejo de fluidos y tubería marina
Barra/Barras	Diámetros hasta 100 mm	Mecanizabilidad y resistencia dependen del temple	O, H111	Usadas para accesorios, ejes y componentes torneados

Las rutas de procesamiento influyen en la microestructura final, estabilidad dimensional y textura. Chapa y placa se producen típicamente mediante laminado en caliente seguido de secuencias controladas de laminado en frío para alcanzar los temple y calidad superficial deseados. Las extrusiones se conforman mediante procesos de extrusión directa o indirecta, frecuentemente seguidos por solución térmica de lingotes fundidos y enfriamiento controlado para obtener microestructuras homogéneas.

La selección del producto debe reflejar el método de conformado y unión previsto; por ejemplo, chapa para embutición profunda debe especificarse en temple O o H111, mientras que extrusiones estructurales que requieren mayor resistencia estática pueden suministrarse en H32 o en estado endurecido por deformación.

Grados Equivalentes

Norma	Grado	Región	Notas
AA	5754	USA	Designación común en USA alineada con la serie internacional 5xxx
EN AW	5754	Europa	Designación europea; composición y temple según normas EN
JIS	A5054 (aprox.)	Japón	Existen equivalentes JIS, pero debe verificarse la correspondencia directa según especificación
GB/T	5754	China	Norma china que nominalmente se alinea con las designaciones EN/AA pero debe comprobarse tolerancias

Las normas entre regiones son muy similares para aleaciones Al–Mg, pero pueden existir diferencias sutiles en rangos garantizados de propiedades mecánicas, calidad superficial e impurezas permitidas. Al sustituir entre normas, revise los certificados de material y números de lote para asegurar cumplimiento con requisitos específicos de tracción, elongación y pruebas de corrosión del proyecto.

Debido a estas pequeñas diferencias, los ingenieros de compras deben solicitar análisis composicional certificados y reportes de ensayos mecánicos para confirmar equivalencia en aplicaciones críticas como recipientes a presión o accesorios marinos.

Resistencia a la Corrosión

EN AW-5754 presenta muy buena resistencia a la corrosión atmosférica y es especialmente resistente a la corrosión por picaduras y en grietas en ambientes con cloruros, en comparación con muchas aleaciones tratables térmicamente. El contenido de magnesio mejora la estabilidad de la película pasiva en agua de mar y aumenta la resistencia a largo plazo respecto a grados casi puros de aluminio.

En aplicaciones marinas, el 5754 funciona bien para chapas de casco, accesorios y fijaciones cuando se implementan recubrimientos adecuados y estrategias de protección catódica. El ataque localizado puede ocurrir donde haya daño en el recubrimiento o acoplamientos galvánicos perjudiciales; la preparación de superficie y el sellado de uniones mitigan estos riesgos de manera efectiva.

La susceptibilidad a la corrosión bajo esfuerzo es generalmente baja para aleaciones 5xxx procesadas correctamente con niveles moderados de magnesio como el 5754, siempre que la aleación no esté envejecida en exceso y se controlen las tensiones residuales. Las interacciones galvánicas deben abordarse aislando los metales disímiles y seleccionando fijaciones compatibles, dado que el aluminio actuará como ánodo frente a muchos aceros y aleaciones con cobre.

Comparado con aleaciones de la serie 6xxx, EN AW-5754 suele ofrecer un desempeño superior en ambientes con cloruros pero con menor resistencia máxima; en comparación con las series 1xxx y 3xxx proporciona mayor resistencia con una reducción moderada de la conductividad eléctrica.

Propiedades de Fabricación

EN AW-5754 es fácil de fabricar usando técnicas convencionales de conformado metálico; la combinación de ductilidad y endurecimiento por deformación lo hace apto para estampado, doblado, conformado por rodillos y conformado rotatorio. La soldabilidad y la conformabilidad en frío son dos de sus fortalezas, pero los parámetros de proceso deben ajustarse a temple y espesor para evitar ablandamiento en la zona afectada por el calor (ZAC) o rebote excesivo.

Soldabilidad

La soldadura TIG y MIG de EN AW-5754 está bien establecida y produce uniones de alta calidad con bajo riesgo de fisuras en caliente al usar cordones de aporte apropiados. Los aportes comunes incluyen 5356 y 5183 (aleaciones Al-Mg) para igualar o elevar ligeramente el contenido de Mg y reducir la pérdida de ductilidad en el metal de soldadura; rara vez se requiere prerrecalentamiento, pero es importante controlar la entrada térmica para limitar el ablandamiento de la ZAC y la distorsión.

Mecanizabilidad

El rendimiento de mecanizado del 5754 es moderado y suele ser inferior al de aleaciones de la serie 6xxx debido a su mayor endurecimiento por trabajo y menor tendencia a romper viruta. Se recomienda utilizar herramientas de carburo, fijación rígida y abundante refrigerante; las velocidades de avance son típicamente menores que para aleaciones más blandas y la atención a la evacuación de viruta evita la formación de rebaba adherida y marcas superficiales.

Formabilidad

Al ofrecer excelente conformabilidad en frío en temple O y H111, EN AW-5754 permite radios de curvatura reducidos y geometrías complejas con bajo rebote cuando está correctamente recocido. Para doblados severos o embutición profunda, se prefiere temple O o endurecimiento muy ligero por deformación, y los radios de herramienta deben ajustarse de forma conservadora (radio mínimo típico interior ~1.5–3 × espesor del material según temple y acabado).

Comportamiento al Tratamiento Térmico

EN AW-5754 es una aleación no tratable térmicamente; los cambios en propiedades mecánicas se logran casi exclusivamente mediante trabajo en frío (endurecimiento por deformación) y recocido térmico. Los tratamientos de solución y envejecimiento típicos de las series 6xxx y 7xxx no son efectivos para producir endurecimiento por precipitación estable en esta aleación.

El recocido industrial típico para ablandar completamente el 5754 se realiza a temperaturas entre 300–415 °C seguido por enfriamiento al aire; esto recupera ductilidad y reduce tensiones residuales pero disminuye la resistencia. Algunos temple H aplican tratamientos térmicos de estabilización que alivian tensiones residuales sin recocido total para proporcionar estabilidad dimensional conservando gran parte de la resistencia por trabajo en frío.

Por su naturaleza no tratable térmicamente, los diseñadores deben confiar en un control cuidadoso del proceso en laminado, conformado y soldadura para alcanzar las propiedades mecánicas requeridas; frecuentemente se aplican recocidos posteriores para mejorar la conformabilidad o restaurar propiedades, pero deben programarse para evitar pérdida de dureza en componentes críticos.

Desempeño a Alta Temperatura

EN AW-5754 comienza a perder resistencia mecánica significativa mucho antes de su rango de fusión, con reducciones notables en límite elástico y resistencia máxima variables aproximadamente a partir de 100–150 °C según temple y tiempo de carga. Para servicio continuo a temperaturas elevadas, los ingenieros deben verificar comportamiento ante fluencia y límite elástico, ya que la aleación no está optimizada para resistencia a alta temperatura ni para resistencia a la fluencia de largo plazo.

La oxidación no es un modo primario de falla porque el aluminio forma una capa protectora de óxido, pero las temperaturas elevadas pueden acelerar cambios intergranulares y el crecimiento de características microestructurales, afectando la vida a fatiga y tenacidad. En ensamblajes soldados, las zonas afectadas por el calor pueden sufrir reducción de resistencia y deben evaluarse la exposición térmica y posible restauración post-soldadura si las temperaturas de servicio son elevadas.

Los diseñadores deben limitar las temperaturas de operación a rangos conservadores para componentes estructurales y considerar aleaciones alternativas o aceros inoxidables donde se requiera resistencia sostenida por encima de 150 °C, o implementar regímenes de enfriamiento y barreras térmicas para proteger componentes de aluminio.

Aplicaciones

Industria	Ejemplo de Componente	Por qué se Usa EN AW-5754
Automotriz	Paneles de carrocería, tanques de combustible	Buena formabilidad, soldabilidad y resistencia a la corrosión
Marina	Chapado de casco, herrajes de cubierta	Excelente resistencia a cloruros y soldabilidad
Aeronáutica	Estructuras secundarias, accesorios interiores	Alta relación resistencia-peso y buen desempeño frente a la corrosión
Electrónica	Disipadores de calor, carcasas	Conductividad térmica favorable y buena mecanizabilidad
Recipientes a presión	Tanques y tuberías	Buena soldabilidad y resistencia en espesores medios

EN AW-5754 se elige comúnmente cuando se requiere un equilibrio entre resistencia a la corrosión, fabricabilidad y resistencia moderada en un amplio rango de espesores. Sus propiedades son adecuadas para componentes que requieren conformado y unión para operar en atmósferas corrosivas o donde el ahorro de peso es importante.

Consejos para la Selección

Seleccione EN AW-5754 cuando necesite mayor resistencia y mejor resistencia a la corrosión que el aluminio comercialmente puro, manteniendo buena soldabilidad y formabilidad. Es un candidato fuerte para chapa estructural y herrajes marinos donde las aleaciones tratables térmicamente no son necesarias o prácticas.

En comparación con el aluminio comercialmente puro (1100), el 5754 sacrifica algo de conductividad eléctrica y térmica y presenta una ligera reducción