1. Tengo una pregunta
En proyectos mecánicos, solemos utilizar aleaciones de aluminio. Por ejemplo, 6061-T6 y 7075-T651 son las dos aleaciones de aluminio más utilizadas.
Debido a que tienen una buena relación resistencia-peso, lo que significa que son livianos pero también fuertes, se usan popularmente en áreas sensibles al peso, como plataformas de alta velocidad, estructuras de aviones y cuadros de bicicletas.
Entonces la pregunta es: ¿Cuál es la diferencia entre 6061-T6 y 7075-T651? ¿Qué significan las designaciones “6xxx” y “7xxx”? ¿Y qué indican “T6” y “T651”?
Hablando de eso, debemos mencionar el método de clasificación y nomenclatura de las aleaciones de aluminio.
2. Clasificación de las aleaciones de aluminio.
(1) Aleaciones de aluminio forjado y fundido:
Sabemos que las aleaciones de aluminio se basan en aluminio y se les añade uno o dos elementos de aleación principales que tienen características metálicas.
En la mayoría de las aleaciones de aluminio, el contenido de aluminio está entre el 90% y el 96%, y otros elementos de aleación incluyen cobre, zinc, manganeso, magnesio, silicio, etc.
Según el tipo de proceso de producción, las aleaciones de aluminio se pueden clasificar en aleaciones de aluminio forjado y aleaciones de aluminio fundido.
Las aleaciones de aluminio forjado se producen en forma de lingotes o palanquillas y luego se procesan mediante diversos procesos, como laminado, extrusión, deformación, trefilado, etc., para producir aleaciones que los usuarios finales pueden mecanizar en piezas.
Las aleaciones de aluminio fundido se fabrican mediante métodos de fundición para producir aleaciones en lingotes.
| Aleaciones de aluminio forjado de diferentes grados. | ||||||
| Nota | Principales elementos de aleación. | Método de fortalecimiento | Fortaleza | Resistencia a la corrosión | Procesabilidad/formabilidad | Rendimiento de conexión/soldadura |
| 1xxx | No conectado (99% IA) | endurecimiento por deformación | 5 | 1 | 1 | 3 |
| 2xxx | cobre | tratamiento térmico | 1 | 4 | 4 | 5 |
| manganeso | endurecimiento por deformación | 3 | dos | 1 | 1 | |
| 4xxx | silicio | Magnesio endurecido por deformación que contiene tratamiento térmico. | 3 | 4 | 1 | 1 |
| 5xXx | magnesio | endurecimiento por deformación | dos | 1 | 1 | 1 |
| 6xxx | magnesio, silicio | tratamiento térmico | dos | 3 | dos | dos |
| 7xxx | zinc | tratamiento térmico | 1 | 1 | 4 | 3 |
| 8xxx | Litio, estaño | tratamiento térmico | ||||
| Aleaciones de aluminio fundido de diferentes grados. | ||||||
| Nota | Principales elementos de aleación. | Método de fortalecimiento | Sensibilidad a la rotura | Resistencia a la corrosión | Actuación final | Rendimiento de soldadura |
| 1xx.x | No conectado (99% A) | endurecimiento por deformación | – | 1 | 1 | 1 |
| 2xx.x | cobre | tratamiento térmico | 4 | 4 | 1-3 | 2-4 |
| 3xx.x | Silicio, magnesio, cobre. | tratamiento térmico | 1-2 | 2-3 | 3-4 | 1-3 |
| 4xx.x | silicio | endurecimiento por deformación | 1 | 2-3 | 4-5 | 1 |
| 5xx.x | magnesio | endurecimiento por deformación | 4 | dos | 1-2 | 3 |
| 6xx.x | cualquier cosa | cualquier cosa | – | – | ||
| 7xx.x | zinc | tratamiento térmico | 4 | 4 | 1-2 | 4 |
| 8xx.x | Estaño, cobre, níquel | tratamiento térmico | 5 | 5 | 3 | 5 |
| Nota: Las celdas sin números a menudo no están especificadas o son difíciles de resumir. El nivel 1 indica una calificación muy buena, mientras que el nivel 5 indica una calificación baja y los niveles 2 a 4 se encuentran en el rango intermedio. | ||||||
Aleaciones de aluminio forjado y aleaciones de aluminio fundido.
Las aleaciones de aluminio forjado no contienen más del 4% de elementos de aleación, mientras que las aleaciones de aluminio fundido tienen una composición de aleación superior al 10%.
Esto se debe a que el mayor contenido de elementos de aleación conduce a una menor ductilidad, lo que puede dificultar el procesamiento posterior.
Por lo tanto, en la ingeniería práctica, la mayoría de los casos utilizan aleaciones de aluminio forjado, como las comúnmente utilizadas 6061, 7075, 5083, 1100 e incluso AL-Li8090-T8771.
(2) Aleaciones de aluminio tratables térmicamente y aleaciones de aluminio no tratables térmicamente.
Las aleaciones de aluminio también se pueden clasificar en categorías tratables térmicamente y no tratables térmicamente según si pueden someterse a tratamiento térmico. Las aleaciones de aluminio tratables térmicamente dependen de elementos de aleación principales (y algunos menores) para proporcionar una solución sólida significativa y un endurecimiento por precipitación durante el proceso de envejecimiento, mejorando así la resistencia y dureza de la aleación.
Esto involucra varios conceptos como el tratamiento térmico de solución sólida y el envejecimiento. Más adelante, cubriremos otros conceptos relacionados con el fortalecimiento de aleaciones, como el trabajo en frío y el endurecimiento por deformación.
El trabajo en frío se refiere a la deformación plástica que ocurre en los metales a una determinada temperatura y velocidad, lo que logra un endurecimiento por deformación (por ejemplo, mediante laminación o trefilado) para aumentar la resistencia.
El principio detrás del trabajo en frío es que crea dislocaciones y espacios en la microestructura, que suprimen el movimiento relativo entre los átomos y, en última instancia, aumentan la resistencia de la aleación.
El endurecimiento por deformación es una forma de modificar la estructura metálica mediante trabajo en frío, lo que aumenta la resistencia y la dureza pero disminuye la ductilidad. Consulte la Figura 4 en este artículo para comprender mejor el endurecimiento por deformación.
El tratamiento térmico de soluciones sólidas es un método para calentar un producto a una temperatura adecuada y mantenerlo allí durante un período de tiempo suficiente para permitir que los solutos entren en soluciones sólidas, seguido de un enfriamiento rápido para mantener sólidos los elementos solutos en solución.
Para las aleaciones de aluminio, el tratamiento térmico en solución sólida implica calentar la aleación a una temperatura alta de 440 °C a 530 °C (la temperatura específica depende de los elementos de aleación), cuyo objetivo es disolver los elementos de aleación en el aluminio para ablandarlo. .
Luego, el material normalmente se enfría en agua para mantener la distribución de elementos solutos dentro de la aleación.
El envejecimiento se refiere a la precipitación de átomos de soluto de una solución sólida sobresaturada después del tratamiento térmico de la solución sólida. Esto puede ocurrir naturalmente a temperatura ambiente o artificialmente en un horno de baja temperatura, lo que da como resultado una precipitación atómica más fina y, por lo tanto, mejora la resistencia de la aleación.
Para las aleaciones de aluminio, el envejecimiento es el proceso de precipitación de una porción de los elementos o compuestos de aleación de la solución sólida sobresaturada para producir las propiedades mecánicas deseadas.
Después del tratamiento térmico y el enfriamiento con solución sólida, el material es relativamente blando, lo que lo hace adecuado para estirarlo y fortalecerlo.
Si el material envejece naturalmente en el aire después del enfriamiento, gradualmente se volverá más duro. Sin embargo, este cambio se produce muy lentamente y algunas aleaciones pueden tardar varios años en alcanzar su dureza máxima.
Alternativamente, si el material se somete inmediatamente a envejecimiento artificial, calentándolo nuevamente a 100-200°C y manteniéndolo durante un cierto período de tiempo, se endurecerá debido a la precipitación de compuestos endurecedores y su resistencia aumentará considerablemente.
En el proceso de envejecimiento es fundamental controlar adecuadamente la temperatura y el tiempo. Una temperatura alta con un tiempo de envejecimiento prolongado puede dar como resultado la formación de elementos de precipitación más grandes y reducir en gran medida el efecto de endurecimiento por precipitación.
Por otro lado, una temperatura de envejecimiento demasiado baja consumirá demasiado tiempo de precipitación para producir buenos efectos de fortalecimiento. Un tiempo más largo significa menor eficiencia y mayor costo.
Recocido: calentamiento y enfriamiento lento para eliminar tensiones internas y mejorar la tenacidad.
Enfriamiento: recalentar después del enfriamiento. La palabra inglesa “temper” también significa estar enojado. Cuando alguien está tranquilo, su temperamento es pequeño, pero cuando se enoja, su temperamento aumenta. Se puede entender que cuando alguien se enoja, su temperamento regresa, de ahí el término “temperamento” (sólo para que sea más fácil de recordar).
Ahora que hemos explicado varios conceptos, continuemos.
Las aleaciones de aluminio no tratables térmicamente no pueden proporcionar efectos significativos de endurecimiento por solución sólida y precipitación con sus elementos de aleación primarios durante el tratamiento térmico de solución y los procesos de envejecimiento. Por lo tanto, su resistencia sólo puede mejorarse mediante métodos de endurecimiento por deformación, como el laminado en frío o el estirado.
Por ejemplo, las aleaciones de aluminio forjado de las clases 1, 3 y 5 no son tratables térmicamente, mientras que las clases 2, 6 y 7 sí pueden tratarse térmicamente.
Para las aleaciones de aluminio fundido, los tipos 1, 4 y 5 no son tratables térmicamente, mientras que los tipos 2, 3, 7 y 8 sí pueden tratarse térmicamente.
Las aleaciones de aluminio no tratables térmicamente solo pueden aumentar su resistencia mediante procesos de endurecimiento como el laminado y el estirado, que crean dislocaciones y espacios en la estructura, inhibiendo el movimiento atómico relativo y aumentando así la resistencia de la aleación.
Las aleaciones de aluminio tratables térmicamente pueden aumentar su resistencia mediante tratamiento térmico y endurecimiento por trabajo.
En otras palabras, el hecho de que una aleación de aluminio pueda o no ser tratada térmicamente determina su método de fortalecimiento.
| Resistencia de las aleaciones de aluminio forjado. | ||||
| Nota | Contenido del elemento principal (%) |
Método de fortalecimiento | Resistencia a la tracción (MPa) |
Fuerza de producción (MPa) 0,2% |
| 1xxx | Aluminio: 99,00-99,99 | Trabajo frio | 75-175 | 28-152 |
| 2xxx | Cobre: 2,2-6,8 | tratamiento térmico | 170-520 | 76-345 |
| 3xxx | Manganeso: 0,3-1,5 | Trabajo frio | 140-280 | 41-248 |
| 4xxx | Silicio: 3,6-13,5 Cobre: 0,1-4,7 Magnesio: 0,05-1,3 |
Trabajo en frío, algunos pueden tratarse térmicamente. | 105-350 | 45-180 |
| 5xxx | Magnesio: 0,5-5,5 | Trabajo frio | 140-380 | 41-345 |
| 6xXx | Silicio: 0,2-1,8 Magnesio: 0,35-1,5 |
tratamiento térmico | 150-380 | 55.2-276 |
| 7xXx | Cinc: 0,8-8,2 Magnesio: 0,1-3,4 Cobre: 0,05-2,6 |
tratamiento térmico | 380-620 | 103-503 |
| Nota: La resistencia a la tracción y el límite elástico en la tabla son valores promedio | ||||
| Resistencia de las aleaciones de aluminio fundido. | ||||
| Nota | Contenido del elemento principal (%) |
Método de fortalecimiento | Resistencia a la tracción (MPa) |
Fuerza de producción (MPa) 0,2% |
| 1xx.x | Aluminio: 99-99,99 | Trabajo frio | 131-448 | 28-152 |
| 2xx.x | Cobre: 4-4,6 | tratamiento térmico | 131-276 | 90-345 |
| 3xx.x | Silicio: 5-17 | tratamiento térmico | 117-172 | 66-172 |
| 4xx.X | Silicio: 5-12 | Trabajo frio | 117-172 | 41-48 |
| 5xx.x | Magnesio: 5-12 | Trabajo frio | 131-448 | 62-152 |
| 6xx.x | / | |||
| 7xx.x | Zinc: 6,2-7,5 | tratamiento térmico | 207-379 | 117-310 |
| Nota: La resistencia a la tracción y el límite elástico en la tabla son valores promedio. | ||||
3. Representación de las Aleaciones de Aluminio
Las aleaciones de aluminio se representan con cuatro dígitos seguidos de algunos símbolos, como 5083-H112, 7075-T73, etc.
El método de representación también distingue claramente entre aleaciones de aluminio forjado y aleaciones de aluminio fundido.
Hay un punto decimal en los primeros 4 dígitos de las aleaciones de aluminio fundido, mientras que no hay punto decimal en las aleaciones de aluminio forjado.
Por ejemplo, 1xxx, 3xxx, 5xxx, 7xxx representan aleaciones de aluminio forjado, mientras que 1xx.x, 3xx.x, 5xx.x, 7xx.x representan aleaciones de aluminio fundido.
Dado que las aleaciones de aluminio forjado se utilizan más comúnmente en la ingeniería real, a continuación me centraré principalmente en las aleaciones de aluminio forjado.
El primer dígito representa el tipo de aleación de aluminio y consta de los dígitos del 1 al 9, y diferentes dígitos representan diferentes composiciones de aleaciones.
El segundo dígito representa la modificación de la composición de la aleación, donde 0 representa la composición original, 1 representa la primera modificación, 2 representa la segunda modificación, y así sucesivamente, indicando las diferencias en el contenido de diferentes elementos en la aleación. Por ejemplo, 7075 representa la aleación de aluminio y zinc original, mientras que 7175 y 7475 representan aleaciones de aluminio y zinc modificadas. 7175 y 7475 son grados modificados de 7075.
El tercer y cuarto dígito representan ligas específicas de la serie de ligas. Los valores de estos dígitos no tienen ningún significado especial.
Serie 1xxx
La serie 1xxx de aleaciones de aluminio no es en realidad una verdadera aleación de aluminio ya que su contenido de aluminio es del 99%, lo que las convierte en aluminio comercialmente puro.
Desde un punto de vista mecánico, este tipo de aleación tiene buena ductilidad. Por ejemplo, el 1100 se utiliza comúnmente para el conformado de láminas de metal y para envases de papel de aluminio para alimentos y productos farmacéuticos comunes, que también están hechos de aleaciones de la serie 1xxx.
Además, las aleaciones de la serie 1xxx tienen buena resistencia a la corrosión, procesabilidad y pueden endurecerse mediante procesamiento para aumentar su resistencia.
Debido a su excelente conductividad y conductividad térmica, estas aleaciones se utilizan ampliamente en el campo de la transmisión de energía.
Serie 2xxx
El principal elemento de aleación de la serie 2xxx es el cobre, con una pequeña cantidad de magnesio.
Debido a que el cobre puede disolverse en aluminio a altas temperaturas, este tipo de aleación reacciona al fortalecimiento de una solución sólida y se denomina aleación de aluminio tratable térmicamente.
Después del tratamiento térmico, puede tener una resistencia excelente, comparable a la del acero con bajo contenido de carbono.
Naturalmente, debido a la presencia de cobre, también es más susceptible a la corrosión.
2024 es una aleación de aluminio de la serie 2xxx típica y ampliamente utilizada.
Serie 3xxx
El principal elemento de aleación de las aleaciones de aluminio de clase 3 es el manganeso.
Estas aleaciones tienen resistencia moderada y excelente trabajabilidad.
Por ejemplo, la aleación de aluminio 3003 de esta clase se usa comúnmente para dispositivos de disipación de calor debido a su buena formabilidad.
Otro ejemplo es la aleación de aluminio 3004, que tiene buena ductilidad y trabajabilidad y se utiliza a menudo en la fabricación de latas de bebidas.
serie 4xxx
El principal elemento de aleación de las aleaciones de aluminio de clase 4 es el silicio.
Agregar silicio puede reducir el punto de fusión sin afectar la ductilidad. Por lo tanto, estas aleaciones se utilizan generalmente como alambres de soldadura para conectar otros materiales de aluminio.
Además, la capa de óxido de las aleaciones de Clase 4 es estéticamente agradable, lo que las hace populares en aplicaciones de construcción. La aleación más representativa de esta clase es la 4047, que presenta buena conductividad térmica y eléctrica, así como resistencia a la corrosión.
Estas aleaciones generalmente no son tratables térmicamente, pero dependiendo del contenido de silicio y otros elementos de aleación, algunas pueden someterse a un cierto grado de tratamiento térmico.
serie 5xxx
El elemento principal de las aleaciones de aluminio de clase 5 es el magnesio, con una pequeña cantidad de manganeso en aleaciones específicas.
Estas aleaciones pueden reforzarse mediante endurecimiento por deformación, son fáciles de soldar y tienen una excelente resistencia a la corrosión, lo que las hace adecuadas para entornos marinos como cascos de barcos, pasarelas y otros equipos marinos.
Por ejemplo, la aleación 5052 tiene buena resistencia a la corrosión del agua de mar y excelente formabilidad, lo que la hace comúnmente utilizada en embarcaciones marinas. La aleación 5083 es adecuada para tanques y aviones de combate, mientras que la aleación 5005 se utiliza a menudo en estructuras de construcción.
La serie 6xxx
Los principales elementos de aleación de la aleación de aluminio de la serie 6xxx son el magnesio y el silicio, que formarán Mg2Si durante el tratamiento térmico de solución sólida.
Este tipo de aleación puede mejorar su resistencia mediante tratamiento térmico. Aunque no tiene la alta resistencia de las aleaciones de aluminio de las series 2xxx y 7xxx, combina buena resistencia, trabajabilidad, soldabilidad, conformabilidad y resistencia a la corrosión.
La aleación de la serie 6xxx producida por extrusión es la primera opción en los campos de la ingeniería mecánica y estructural.
Por ejemplo, la aleación de aluminio 6061 es la aleación de aluminio tratable térmicamente más flexible y mantiene la mayoría de las excelentes características del aluminio. Por ello, también es la aleación de aluminio más utilizada en nuestros proyectos. Este grado tiene una amplia gama de propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión, excelente trabajabilidad en condiciones de recocido, puede procesarse utilizando métodos convencionales y también puede soldarse.
aleaciones de aluminio serie 7xxx
El principal elemento de aleación de las aleaciones de aluminio de la serie 7xxx es el zinc, generalmente con una cierta cantidad de cobre y magnesio.
Debido al uso de zinc, este tipo de aleación es la más fuerte de todas las aleaciones de forja y su resistencia puede incluso superar a la de algunos aceros.
Por este motivo, las aleaciones 7xxx se utilizan habitualmente en la industria aeronáutica. Aunque la adición de zinc reduce su trabajabilidad, su excelente resistencia compensa estas deficiencias.
Por ejemplo, la aleación de aluminio 7075, que tiene una excelente relación resistencia-peso, es la opción ideal para piezas sometidas a altas tensiones. Puede formarse y procesarse según las necesidades, así como tratarse térmicamente y otras operaciones.
aleaciones de aluminio serie 8xxx
Las aleaciones de aluminio de la serie 8xxx utilizan elementos inusuales como elementos de aleación, como litio, estaño o hierro.
Este tipo de aleación se utiliza generalmente en aplicaciones específicas como rendimiento a altas temperaturas, menor densidad, mayor rigidez y otros requisitos.
Por ejemplo, la aleación de aluminio y litio 8090-T8771 se utiliza para rotación a alta velocidad, momento de inercia bajo y plato giratorio grande y de alta rigidez.
Las aleaciones 8xxx también se utilizan habitualmente en componentes de helicópteros y otras aplicaciones aeroespaciales.
4. Tratamiento de enfriamiento de aleaciones de aluminio.
Las aleaciones de aluminio se agrupan y representan mediante números de cuatro dígitos, y diferentes dígitos representan diferentes composiciones de aleaciones.
Por ejemplo, el principal elemento de aleación de las aleaciones 2xxx es el cobre, mientras que los principales elementos de aleación de las aleaciones de aluminio 6xxx son el magnesio y el silicio, y el principal elemento de aleación de las aleaciones de aluminio 7xxx es el zinc.
El tratamiento térmico de la aleación de aluminio se representa mediante letras mayúsculas y números.
Las letras mayúsculas como F, O, H, W, T, etc. representan diferentes tipos de tratamientos térmicos.
Por ejemplo, 6061-T6: esta aleación de aluminio pertenece a la aleación de aluminio de la serie 6xxx, que es una aleación de aluminio-magnesio-silicio, ha sido sometida a un tratamiento térmico con solución sólida y luego a un envejecimiento artificial: T6.
Otro ejemplo es el 7075-T651, que básicamente está templado como el T6. Esto significa que ha sido sometido a un tratamiento térmico con solución sólida, enfriamiento y luego envejecimiento artificial. El número 5 representa el alivio de la tensión y el número 1 indica que el alargamiento después del alivio de la tensión está entre 0,5 y 2 %.
| Métodos de enfriamiento y fortalecimiento de aleaciones de aluminio. | ||||
| F | – | F=Tal como fue fabricado, indicando un producto elaborado mediante un proceso de moldeo. Por ejemplo, los productos de aleación forjados o fundidos se fabrican mediante procesos como laminación, extrusión, forja, trefilado o fundición, que no tienen un control especial sobre las condiciones térmicas durante el procesamiento o el endurecimiento por deformación. Por ejemplo, 2014-F representa la forma de producto procesado de la aleación de aluminio 2014, que puede representar cualquier proceso o forma de producto, como productos producidos mediante procesos de laminación, extrusión, forjado o combinaciones de estos procesos. | ||
| oh | – | Recocido. Este símbolo indica productos de aleación forjados o fundidos fabricados mediante ciertos procesos de conformado, como laminado, extrusión, forja, trefilado o fundición. Se utiliza para lograr el estado de resistencia mínimo de la aleación relevante, mejorar la maquinabilidad posterior o mejorar la ductilidad y la tenacidad. | ||
| h | – | Estrés endurecido por el trabajo en frío. Para las aleaciones de aluminio no tratables térmicamente, la resistencia generalmente mejora mediante el endurecimiento por deformación a temperatura ambiente. H suele ir seguido de dos o tres símbolos para indicar la cantidad de trabajo en frío y el tratamiento térmico posterior. | ||
| H1 | Endurecimiento por estrés. Se aplica a productos que no sufren tratamiento térmico, sino que sólo obtienen la resistencia necesaria mediante endurecimiento por deformación. El número después de H1 indica la cantidad de endurecimiento por deformación. | |||
| H2 | Endurecimiento por deformación y recocido parcial. Cuando se utiliza este tipo de templado, la aleación se sobreesfuerza intencionalmente y luego se recoce parcialmente para reducir su resistencia al valor requerido. El número después de H2 indica la cantidad de endurecimiento por deformación que queda después del recocido parcial. | |||
| H3 | Endurecimiento por deformación seguido de tratamiento de estabilización térmica. Se aplica a productos que se endurecen por deformación y luego estabilizan el tejido mediante el calor generado por el tratamiento o procesamiento térmico a baja temperatura. El tratamiento de estabilización a menudo puede mejorar la ductilidad. El templado H3 solo se utiliza para aleaciones que envejecen naturalmente a temperatura ambiente y, por lo tanto, se ablandan, como las aleaciones que contienen magnesio. El número después de H3 indica la cantidad restante de endurecimiento por deformación después de la estabilización. | |||
| H4 | Endurecimiento por deformación y pintura. Aplicar sobre productos pintados después del endurecimiento por deformación. Durante el proceso de pintura, se introduce algo de calor, lo que puede reducir la cantidad de endurecimiento residual en la aleación y mejorar la estabilidad de la aleación. | |||
| El número después de H4 indica la cantidad de endurecimiento por deformación que queda después de pintar. | ||||
| HX2 | 2/8 = 1/4 veces el refuerzo, con un aumento de la resistencia a la tracción del 25% de la cantidad total de endurecimiento en comparación con el recocido | |||
| HX4 | 4/8 = 1/2 veces el refuerzo, con un aumento de la resistencia a la tracción del 50% de la cantidad total de endurecimiento en comparación con el recocido | |||
| HX6 | 6/8 = 3/4 veces el refuerzo, la resistencia a la tracción aumentó en un 75% de la cantidad total de endurecimiento en comparación con el recocido | |||
| HX8 | Totalmente endurecido. Utilice 8 para refuerzo básico. | |||
| HX9 | Extremadamente reforzado, generalmente 14 Mpa más grande que el HX8 o más | |||
| H111 | Indica que después del recocido, se realiza un ligero endurecimiento por deformación durante el estiramiento y generalmente se aplica a perfiles extruidos que deben enderezarse después del recocido para obtener una tolerancia de rectitud. | |||
| H112 | Se utiliza para productos que han logrado una pequeña cantidad de templado a través de un proceso de moldeo a alta temperatura y no tienen un control especial sobre el endurecimiento por deformación y el tratamiento térmico, pero tienen ciertos requisitos para las propiedades mecánicas o las pruebas mecánicas. | |||
| HX11 | Adecuado para productos que pueden producir suficiente endurecimiento por deformación después del recocido final. | |||
| t | Tratamiento térmico | |||
| T1 | Después del moldeado a alta temperatura (laminación o extrusión) y el enfriamiento, envejece naturalmente hasta alcanzar un estado estable. | |||
| T2 | Moldeo y enfriamiento a alta temperatura, seguido de procesamiento en frío y envejecimiento natural hasta el estado estable. | |||
| T3 | Tratamiento térmico de la solución seguido de procesamiento en frío seguido de envejecimiento natural hasta un estado estable. Ampliamente utilizado en aleaciones de aluminio de 2 series como 2024. | |||
| T4 | Después del tratamiento térmico de la solución, envejece naturalmente hasta un estado estable. Se utiliza principalmente para ligas de 2 series. | |||
| T5 | Tras moldear y enfriar a alta temperatura se procede al envejecimiento artificial. | |||
| TX51 | La tensión se libera mediante estiramiento, normalmente entre el 1% y el 3%. Adecuado para productos extruidos de placas laminadas y varillas, utilizado ocasionalmente para moldes o anillos forjados. | |||
| TX510 | ||||
| TX511 | ||||
| TX52 | "El alivio de tensiones mediante la compresión se utiliza comúnmente para forjados manuales y troquelados". | |||
| TX54 | Alivia el estrés estirando y comprimiendo. | |||
| T6 | Después del tratamiento térmico de la solución, se lleva a cabo un envejecimiento artificial para lograr el endurecimiento por precipitación. | |||
| T651 | Después del tratamiento con T6, la tensión interna se elimina estirando entre un 0,5% y un 2%. | |||
| T7 | Tratamiento térmico de la solución seguido de envejecimiento en un horno hasta un estado sobreenvejecido (o estado estable). | |||
| T8 | Tratamiento térmico en solución, endurecimiento por trabajo en frío y luego tratamiento de envejecimiento artificial. | |||
| T9 | El tratamiento térmico de solución, el endurecimiento por edad artificial y el trabajo en frío aumentan la resistencia. | |||
| T10 | Después del moldeo y enfriamiento a alta temperatura, se lleva a cabo un procesamiento en frío y luego se lleva a cabo un envejecimiento artificial para lograr el endurecimiento por precipitación. | |||
| W. | – | Solución tratada térmicamente | ||
Métodos de enfriamiento y fortalecimiento de aleaciones de aluminio.
Los significados específicos de las diferentes letras son los siguientes:
F = As Fabricated, que representa productos fabricados mediante procesos de conformado.
Estas aleaciones no tienen requisitos especiales de endurecimiento por deformación y tratamiento térmico, y pueden recibir algo de revenido durante el proceso de conformación. No hay limitaciones en las propiedades mecánicas.
Por ejemplo, 2014-F representa un producto formado a partir de una aleación de aluminio 2014, que puede formarse mediante laminación, extrusión, forja, trefilado o fundición, y estos procesos no tienen un control especial sobre las condiciones térmicas.
O: recocido
El objetivo principal del recocido es mejorar la trabajabilidad, la ductilidad y el alargamiento, y llevar las aleaciones de aluminio a su estado de resistencia más bajo.
Por ejemplo, 5083-O representa cualquier forma de producto 5083 cuyo tratamiento más reciente fue calentar a una temperatura alta de 345 °C y luego enfriar naturalmente a temperatura ambiente.
H: Endurecido por deformación
Para las aleaciones de aluminio no tratables térmicamente, la resistencia generalmente aumenta mediante el endurecimiento por deformación a temperatura ambiente. H suele tener 2 o 3 símbolos, que indican la cantidad de trabajo en frío y el tratamiento térmico posterior.
Por ejemplo, el primer número después de H, H1 representa endurecimiento por deformación únicamente, H2 representa endurecimiento por deformación y recocido parcial, H3 representa endurecimiento por deformación seguido de estabilización a baja temperatura y H4 representa endurecimiento por deformación y pintura.
Los significados específicos de H1-H4 son los siguientes:
H1: Sin proceso de tratamiento térmico, solo endurecimiento por deformación para aumentar la resistencia. El valor numérico después de este código representa el grado de endurecimiento.
H2: Endurecimiento por deformación y recocido parcial. Se utiliza para productos que han sufrido un endurecimiento excesivo por deformación y luego han sido parcialmente recocidos para reducir la resistencia al nivel requerido. El número después de H2 representa el endurecimiento por deformación restante después del recocido.
H3: Endurecimiento por deformación y estabilización a baja temperatura. Se utiliza para productos que se han sometido a endurecimiento por deformación y luego se han estabilizado a baja temperatura para reducir la resistencia y aumentar la ductilidad. El número después de este símbolo representa el endurecimiento restante después del endurecimiento por deformación y la estabilización a baja temperatura.
El segundo número después de H, como X en H1X, representa el nivel real de endurecimiento por deformación de la aleación.
Por ejemplo, X en H2X representa la cantidad efectiva de trabajo en frío restante después de exceder la cantidad requerida de trabajo en frío y recocido parcial.
X en H3X representa la cantidad efectiva de trabajo en frío restante después del trabajo en frío y el tratamiento de estabilización de temperatura.
X en H4X representa la cantidad efectiva de trabajo en frío restante después del trabajo en frío, los procesos posteriores de conformado y pintura que involucran exposición al calor.
Como se mencionó anteriormente, el segundo dígito después de H representa el grado de endurecimiento por deformación. Si un número sigue a HX (X = 1, 2, 3, 4), el significado específico es el siguiente:
2: 1/4 de la cantidad de endurecimiento.
4: 1/2 cantidad de endurecimiento.
6: 3/4 de la cantidad de endurecimiento.
8: Cantidad total de endurecimiento.
9: Endurecimiento excesivo.
En resumen, el segundo dígito después de H representa la cantidad restante de trabajo en frío.
El tercer dígito después de H, como HXX1, es una variación del templado de dos dígitos, que se utiliza para controlar las propiedades mecánicas o el mecanizado de precisión, pero las diferencias no suelen ser significativas.
Por ejemplo, H111 representa un recocido seguido de un ligero endurecimiento por deformación durante el estiramiento, que normalmente se utiliza para perfiles extruidos que deben enderezarse después del recocido para obtener tolerancia a la rectitud.
H112 se utiliza para productos que se han sometido a un templado ligero a través de procesos de conformado a alta temperatura y no tienen un control especial sobre las cantidades de endurecimiento por deformación y tratamiento térmico, pero tienen ciertos requisitos para las propiedades mecánicas.
H111, H311 y H321 se utilizan para aleaciones con menor endurecimiento que H11, H31 y H32.
W: solución tratada térmicamente
Este es un enfriamiento inestable y solo se aplica a aleaciones que se han sometido a un tratamiento térmico de solución y luego a un envejecimiento natural a temperatura ambiente. Este símbolo sólo se utiliza cuando se requiere un período específico de envejecimiento natural.
T: Tratado térmicamente, Tratado térmicamente
T representa el tratamiento térmico, que produce un revenido estable distinto de F, O o H después del tratamiento térmico.
T es el símbolo más utilizado en aleaciones tratables térmicamente y puede utilizarse para cualquier aleación tratable térmicamente.
Después del tratamiento térmico en solución, las aleaciones tratables térmicamente generalmente se enfrían rápidamente y envejecen de forma natural o artificial.
Siempre hay uno o más números después de T para definir los diferentes tratamientos posteriores.
T1: Después de formar y enfriar a alta temperatura, envejecimiento natural hasta el estado básico estabilizado.
Se utiliza para productos que se someten a procesos de formación a alta temperatura (como fundición o extrusión) y luego a un tratamiento de envejecimiento a temperatura ambiente de acuerdo con una velocidad de enfriamiento suficiente para aumentar la resistencia.
Aplicable a productos que no han sido trabajados en frío después de conformado y enfriamiento a alta temperatura, o productos cuyo efecto sobre las propiedades mecánicas como el aplanamiento o el estiramiento no es significativo.
T2: Después de conformado y enfriamiento a alta temperatura, trabajo en frío y envejecimiento natural hasta estado estabilizado.
T3: Solución tratada térmicamente, luego trabajada en frío y finalmente envejecida naturalmente hasta un estado estable. Se utiliza para productos que pueden reforzarse mediante trabajo en frío, como alisar o estirar.
T4: Solución tratada térmicamente y luego envejecida naturalmente hasta su estado estabilizado. Se utiliza para productos que no han sido trabajados en frío después del tratamiento térmico de solución o productos cuyo trabajo en frío no puede aumentar la resistencia.
T5: Después de formar y enfriar a alta temperatura, envejecido artificialmente. Se utiliza para productos que se someten a conformado a alta temperatura (como fundición o extrusión) y enfriamiento, y luego envejecidos artificialmente para mejorar la resistencia mecánica y la estabilidad dimensional.
T6: Solución tratada térmicamente y luego envejecida artificialmente. Se utiliza para productos que no han sido trabajados en frío después del tratamiento térmico de solución o para productos cuyo trabajo en frío no puede aumentar la resistencia.
T7: Solución tratada térmicamente y luego envejecida en el horno para su estabilización. El propósito de la estabilización es aumentar su resistencia a la tracción.
T8: Solución tratada térmicamente, luego trabajada en frío para endurecer y finalmente envejecida artificialmente. Se utiliza para productos que pueden reforzarse mediante trabajo en frío, como alisar o estirar.
T9: Solución tratada térmicamente, luego envejecida artificialmente para endurecerse y finalmente trabajada en frío para aumentar la resistencia.
T10: Después de conformado y enfriamiento a alta temperatura, trabajado en frío y luego envejecido artificialmente para lograr el endurecimiento por precipitación.
5. La diferencia entre 6061-T6 y 7075-T651.
Bien, en este punto tenemos una comprensión global de los sistemas de aleación de aluminio.
Ahora hablemos de 6061 y 7075, que deberían ser relativamente fáciles de entender.
Primero presentemos los resultados y luego profundicemos en los detalles.
| Comparación de propiedades de materiales entre aleaciones de aluminio 60617075 | ||
| 6061-T6/6061-T651 | 7075-T6/7075-T651 | |
| Límite elástico (Mpa) 0,2% | 276 | 503 |
| Resistencia a la tracción (Mpa) | 310 | 572 |
| Fuerza de corte (Mpa) | 207 | 330 |
| Módulo de elasticidad (Gpa) | 68,9 | 71,7 |
| Dureza Brinell (HB) | 95 | 150 |
| Alargamiento (%) a 24 ℃ | 17 | 11 |
| Densidad (g/cm3) | 2.7 | 2.81 |
| Procesabilidad | bien | Un poco pobre (más difícil) |
| Soldabilidad | soldable | No soldable |
| Rendimiento del tratamiento térmico | Tratable térmicamente | Tratable térmicamente |
| Resistencia a la corrosión | Alta resistencia a la corrosión, resistente al agrietamiento por corrosión bajo tensión. | Un poco más abajo. Propenso a agrietarse por corrosión bajo tensión. |
| solicitud | Plataforma deportiva, cuadro de bicicleta, construcción y otras estructuras. | Engranajes de aviación, varillas y otras aplicaciones de alto estrés. |
| Coeficiente de expansión térmica (um/m/C) @ 20-100 ℃ | 23.6 | 23.4 |
| Conductividad térmica (W/m/K) | 167 | 130 |
| Punto de fusión (C) | 582-652 | 477-635 |
| Resistividad (ohmcm) | tres punto nueve nueve × 10-6 | 515×10-6 |
Comparación de rendimiento entre las aleaciones de aluminio 6061 y 7075.
6061-T6: Esta aleación de aluminio pertenece a la sexta categoría de aleaciones de aluminio-magnesio-silicio y ha sido sometida a un tratamiento térmico en solución y un tratamiento de envejecimiento artificial: T6.
T6” indica que la aleación de aluminio ha sido sometida a un tratamiento térmico de enfriamiento.
Este tratamiento térmico se divide en dos etapas. En el primer paso, la aleación se calienta a una temperatura constante de aproximadamente 527°C y se mantiene durante aproximadamente 1 hora para disolver los elementos de la aleación en el aluminio y distribuirlos uniformemente en el aluminio.
Luego se retira la aleación y se enfría rápidamente en agua fría para retener los elementos de la aleación, como el magnesio y el silicio, en una posición fija. Si la pieza se enfría lentamente, a menudo se produce la precipitación del elemento de aleación.
El segundo paso, el tratamiento de envejecimiento, consiste en recalentar la pieza a 177°C y mantenerla caliente durante 1 a 18 horas (el tiempo de retención específico se determina según factores como el tamaño, la forma y la aplicación de la pieza). El propósito de este paso es precipitar y fortalecer el elemento endurecedor Mg2Si en la aleación de aluminio.
7075-T651: Esta es una aleación típica de la serie 7, que es una aleación de aluminio con zinc como elemento principal de aleación.
Su tipo de tratamiento térmico es similar al 6061-T6, y el templado básico es T6, lo que indica tratamiento térmico en solución, seguido de enfriamiento y finalmente envejecimiento artificial. Los elementos fortalecedores del envejecimiento son Mg y ZnAlCu2.
Una diferencia es que "5" indica que se estiró para liberar tensión y "1" indica que la cantidad de tensión liberada al estirar es del 0,5 al 2 %.
