¿Cuál es la diferencia entre aluminio y aleación de aluminio?
Mucha gente piensa que el aluminio es sólo una cosa. Pero el aluminio puro y la aleación de aluminio son muy diferentes. Elegir el equivocado puede provocar fallos de diseño, mayores costes o la retirada de productos.
El aluminio es un elemento único, mientras que las aleaciones de aluminio son mezclas de aluminio con otros metales. Las aleaciones son más resistentes, duraderas y versátiles que el aluminio puro.
Si utiliza aluminio en la construcción, la automoción o la fabricación, debe conocer la diferencia. Afectará al rendimiento y al coste de su producto.
¿Cuál es la diferencia entre aluminio puro y aleación de aluminio?
El aluminio puro es blando y fácil de doblar. Es bueno para alambres o láminas, pero no para la construcción. Las aleaciones de aluminio mezclan otros elementos para hacerlo más duro y resistente.
El aluminio puro es aproximadamente aluminio 99%, mientras que las aleaciones de aluminio combinan aluminio con metales como cobre, magnesio o silicio para mejorar la resistencia, la dureza y la resistencia a la corrosión.
Comparación por pares
| Propiedad | Aluminio puro (1100) | Aleación de aluminio (6061-T6) |
|---|---|---|
| Contenido en aluminio | 99% | ~97% + otros elementos |
| Resistencia a la tracción (MPa) | ~90 | ~290 |
| Resistencia a la corrosión | Excelente | Muy buena |
| Trabajabilidad | Excelente | Bien |
| Fuerza | Bajo | Alta |
El aluminio puro es más fácil de trabajar, pero su baja resistencia limita su uso en funciones estructurales o de soporte de carga. Por eso casi todas las aplicaciones comerciales utilizan aleaciones.
Uso en el mundo real
Una vez tuve un cliente que utilizó aluminio puro para el bastidor de una máquina. Se doblaba bajo tensión. Cambiamos a una aleación de aluminio y el problema se resolvió de la noche a la mañana.
La aleación de aluminio contiene otros metales además del aluminio.Verdadero
La aleación de aluminio incluye pequeñas cantidades de metales como el cobre o el magnesio para mejorar sus propiedades.
El aluminio puro es más resistente que la aleación de aluminio.Falso
Las aleaciones de aluminio son más resistentes que el aluminio puro gracias a la adición de otros metales.
¿Por qué las aleaciones de aluminio son más resistentes que el aluminio puro?
Si el aluminio es blando, ¿cómo podemos hacerlo más fuerte? La respuesta es la aleación, es decir, la adición de otros metales que modifican el comportamiento del aluminio.
Las aleaciones de aluminio son más resistentes porque elementos añadidos como el cobre, el magnesio y el silicio modifican la estructura del metal, aumentando su resistencia a la deformación y mejorando su resistencia mecánica.
¿Cómo funciona?
La adición de otros metales altera la suave estructura cristalina del aluminio puro. Esto limita la facilidad con la que se mueven los átomos, lo que hace que la aleación sea más dura y resistente.
Por ejemplo:
- Magnesio aumenta la fuerza y la resistencia a la corrosión.
- Cobre añade alta resistencia pero disminuye la resistencia a la corrosión.
- Silicio mejora la resistencia al desgaste y reduce el punto de fusión.
La ciencia detrás de la fuerza
Los métodos de refuerzo incluyen:
- Fortalecimiento de la solución sólida: los átomos del elemento añadido se mezclan con los átomos de aluminio.
- Endurecimiento por precipitación: las pequeñas partículas bloquean el movimiento de las dislocaciones.
- Trabajo en fríoel metal se moldea a temperatura ambiente para aumentar su dureza.
Esto permite a los ingenieros elegir la aleación adecuada para cada trabajo. Ya se trate de construir un tren de alta velocidad o un cuadro de bicicleta ligero, la aleación hace que el aluminio sea más útil.
Las aleaciones de aluminio son más resistentes gracias a los metales añadidos y a los procesos de tratamiento térmico.Verdadero
Los metales añadidos, como el cobre y el magnesio, refuerzan la matriz de aluminio, y los tratamientos térmicos, como el envejecimiento, mejoran la dureza.
La aleación del aluminio lo hace más débil y blando.Falso
La aleación de aluminio con otros elementos aumenta la resistencia, la dureza y la resistencia al desgaste.
¿Cuáles son los tipos más comunes de aleaciones de aluminio?
No todas las aleaciones de aluminio son iguales. Algunas son blandas y resistentes a la corrosión. Otras son fuertes y tratables térmicamente. La aleación adecuada depende de su aplicación.
Las aleaciones de aluminio más comunes son las series 1xxx, 3xxx, 5xxx, 6xxx y 7xxx. Cada grupo tiene diferentes resistencias, resistencia a la corrosión y usos en la industria.
Resumen de las series de aleación
| Serie | Elemento principal de aleación | Características | Usos comunes |
|---|---|---|---|
| 1xxx | Ninguno (99%+ Al) | Suave, muy resistente a la corrosión | Láminas, conductores |
| 3xxx | Manganeso | Buena corrosión, resistencia media | Tejados, revestimientos, utensilios de cocina |
| 5xxx | Magnesio | Fuerte y resistente a la corrosión | Paneles marinos y de automoción |
| 6xxx | Mg + Si | Resistente, soldable, termotratable | Construcción, puentes, barandillas |
| 7xxx | Zinc | Muy alta resistencia | Aeronáutica, aeroespacial |
¿Cuál debe utilizar?
Para la mayoría de los trabajos estructurales y de carga, la serie 6xxx es una buena elección. Ofrece un equilibrio entre resistencia, resistencia a la corrosión y coste. La serie 7xxx es para trabajos de resistencia ultraelevada, como piezas aeroespaciales.
A menudo recomendamos el 6061-T6 a los clientes que necesitan mecanizado CNC. Es fácil de trabajar y lo suficientemente resistente para la mayoría de las necesidades industriales.
Las aleaciones de la serie 6xxx se utilizan habitualmente en la construcción y en aplicaciones estructurales.Verdadero
Las aleaciones de la serie 6xxx, como la 6061, son fuertes, resistentes a la corrosión y fáciles de fabricar, por lo que resultan ideales para usos estructurales.
Las aleaciones de aluminio de la serie 1xxx son las más resistentes que existen.Falso
Las aleaciones de la serie 1xxx son de aluminio casi puro y tienen poca resistencia en comparación con las series aleadas.
¿Qué es mejor para aplicaciones estructurales, el aluminio o la aleación?
Cuando se trata de estructuras, la resistencia es importante. También lo es la resistencia a la corrosión. El material debe resistir las tensiones y durar años.
Las aleaciones de aluminio son mejores que el aluminio puro para aplicaciones estructurales. Las aleaciones ofrecen la resistencia y durabilidad necesarias para edificios, puentes y piezas de maquinaria.
Por qué ganan las aleaciones
El aluminio puro es demasiado blando para la mayoría de las estructuras portantes. Las aleaciones como la 6061 o la 7075 están diseñadas para soportar la fuerza, la intemperie y el paso del tiempo. Mantienen su forma, resisten la corrosión y ofrecen una buena soldabilidad.
Aplicaciones
- 6061: Ampliamente utilizado en la construcción, bastidores de camiones y piezas marinas.
- 7075: Se utiliza en la industria aeroespacial, de defensa y en herramientas de alto rendimiento.
- 5083: Popular en la construcción naval y estructuras offshore.
Aunque el aluminio puro resiste mejor la corrosión, las aplicaciones estructurales exigen resistencia. Ahí es donde brillan las aleaciones de aluminio.
Tuvimos un cliente que utilizaba la aleación de aluminio 5083 para los bastidores de los barcos. Soportaba perfectamente tanto el agua salada como la carga estructural.
La aleación de aluminio es preferible al aluminio puro para aplicaciones estructurales.Verdadero
Las aleaciones como 6061 y 7075 ofrecen mayor resistencia y durabilidad, por lo que son adecuadas para estructuras portantes.
El aluminio puro se utiliza habitualmente para construir puentes y armazones de gran resistencia.Falso
El aluminio puro carece de la resistencia necesaria para aplicaciones estructurales o de carga.
Conclusión
El aluminio puro es blando, ligero y resistente a la corrosión. Pero las aleaciones de aluminio son más resistentes y versátiles. Para trabajos estructurales, la elección inteligente es siempre una aleación. Equilibra la resistencia, el coste y la facilidad de uso.
