Dos familias tratables con calor-, dos intenciones de diseño diferentes
El aluminio 6061 pertenece a la serie 6xxx, un sistema de Al-Mg-Si en el que el magnesio y el silicio forman la fase de refuerzo Mg2Si. El aluminio 7075 pertenece a la serie 7xxx, un sistema Al-Zn-Mg-Cu que alcanza los niveles de resistencia más altos de cualquier aleación de aluminio forjado comercial. Ambos son tratables térmicamente, lo que significa que su resistencia proviene del tratamiento térmico de la solución, el enfriamiento y el envejecimiento por precipitación en lugar del trabajo en frío. Las designaciones de temperamento siguen ANSI H35.1, por lo que una designación como 6061-T6 o 7075-T73 describe tanto la aleación como la ruta termomecánica exacta utilizada para alcanzar la condición de entrega.
Las formas de los productos están controladas por especificaciones separadas. Las láminas y placas se solicitan según ASTM B209/B209M, varillas, barras y perfiles extruidos según ASTM B221, barras y varillas laminadas o-acabadas en frío según ASTM B211, y formas estructurales 6061-T6 según ASTM B308/B308M. En el sistema europeo, los mismos dos materiales aparecen como EN AW-6061 (EN AW-AlMg1SiCu) y EN AW-7075 (EN AW-AlZn5.5MgCu) según EN 573-3. Los compradores que busquen un grado equivalente siempre deben comparar los límites de composición y las definiciones de temperamento, no solo los números de aleación.
Límites de composición estándar
Los rangos de aleación a continuación son los límites registrados publicados para estos dos grados y son los valores con los que se compara un certificado de fábrica.
| Elemento (% en peso) | 6061 | 7075 |
|---|---|---|
| Magnesio | 0.8 - 1.2 | 2.1 - 2.9 |
| Silicio | 0.40 - 0.8 | máximo 0,40 |
| Cobre | 0.15 - 0.40 | 1.2 - 2.0 |
| Zinc | máximo 0,25 | 5.1 - 6.1 |
| Cromo | 0.04 - 0.35 | 0.18 - 0.28 |
| Balance | Aluminio | Aluminio |
La combinación de zinc, magnesio y cobre en 7075 es lo que produce su respuesta excepcional al envejecimiento, y también lo que hace que la aleación sea difícil de soldar y menos resistente a la corrosión que 6061. La adición de cromo en ambos grados actúa como refinador de grano y mejora la resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión.
Propiedades mecánicas y físicas típicas
Las cifras siguientes son valores típicos publicados para material producido comercialmente. Los valores mínimos para un espesor y forma de producto determinados se establecen en la norma de producto ASTM o EN aplicable y en el certificado de la fábrica, y esos mínimos rigen la aceptación.
| Propiedad | 6061-T6 | 7075-T6 | 7075-T73 |
|---|---|---|---|
| Resistencia a la tracción (típica) | 310MPa | 572 MPa | 505MPa |
| Resistencia al rendimiento, compensación del 0,2 % (típica) | 276 MPa | 503 MPa | 435 MPa |
| Alargamiento (típico, calibre 50 mm) | 12% | 11% | 13% |
| Densidad | 2,70 g/cm3 | 2,81 g/cm3 | 2,81 g/cm3 |
| Conductividad térmica a 25 C. | 167 W/(m.K) | 130 W/(m.K) | 130 W/(m.K) |
| Conductividad eléctrica | 43% SIGC | 33% SIGC | 33% SIGC |
| módulo elástico | 69 GPa | 71 GPa | 71 GPa |
| Soldadura por arco con relleno. | Soldado rutinariamente | No recomendado | No recomendado |
Formabilidad, Mecanizado y Unión
6061-T6 tiene ductilidad limitada y los planos de fabricación que exigen curvaturas cerradas en el material T6 generalmente provocan grietas. Las rutas prácticas son doblar en la condición T4 o recocido y envejecer después, o ampliar el radio de curvatura interior y orientar la línea de curvatura transversal a la dirección de laminado. . 7075 en el temple T6 tiene una conformabilidad aún menor y normalmente se mecaniza para darle forma en lugar de formarse.
El comportamiento de mecanizado favorece al 7075: su mayor dureza y su baja-tendencia de filo acumulado permiten cortes más pesados con excelente acabado superficial, por lo que domina bien las herramientas de moldeo, las plantillas y los accesorios estructurales. 6061 de alto-esfuerzo{3}} a velocidades y avances más altos, proporciona un mejor control de viruta y es considerablemente menos costoso por kilogramo, lo cual es importante en el trabajo con placas de gran-volumen.
Para la unión, 6061 se suelda con relleno ER4043 o ER5356 a AWS A5.10 y también es adecuado para remachar y unir adhesivos.. 7075 no se recomienda para soldadura por arco o gas porque los límites de grano ricos en zinc-fomentan el agrietamiento en caliente y la zona afectada por el calor-pierde una gran parte de su resistencia envejecida. Las alternativas aceptadas son uniones fijadas mecánicamente y unidas con adhesivo, o soldadura por fricción y agitación en estado sólido-.
Comportamiento de corrosión y condiciones de servicio
6061 desarrolla una película de óxido estable y funciona bien en servicios atmosféricos, de agua dulce y marinos templados, particularmente cuando el anodizado. 7075 es notablemente más sensible y el templado T6 es susceptible al agrietamiento por corrosión bajo tensión en ambientes húmedos o que contienen cloruro-. Cuando se debe utilizar 7075 en dicho servicio, en su lugar se especifican los temperamentos T73 o T7351 sobreenvejecidos; Las pruebas de aceptación para estas propiedades se realizan comúnmente según ASTM G47 o ASTM G44 para corrosión por tensión y ASTM G34 para resistencia a la exfoliación. El anodizado según ISO 7599 o un recubrimiento de conversión sin cromato-mejora la apariencia y agrega protección de barrera, pero no corrige una elección de aleación fundamentalmente inadecuada.
Guía de selección por aplicación
Elija 6061 cuando la pieza deba soldarse, formarse, anodizarse o producirse en grandes cantidades a un costo controlado: bastidores de camiones y remolques, herrajes marinos, cuadros de bicicletas, colectores hidráulicos, conjuntos de tuberías y tubos, disipadores de calor y extrusiones estructurales. Elija 7075 cuando gobierne la relación resistencia-a-peso y la pieza pueda mecanizarse en lugar de formarse: accesorios estructurales de aviones, componentes de alas y fuselajes, hardware de misiles y artillería, componentes de escalada y bicicletas de alta-carga, piezas de suspensión de automóviles de competición y componentes robóticos de precisión. Una regla útil es que 7075 es una decisión de resistencia, mientras que 6061 es una decisión de fabricación y costo.
Preguntas frecuentes
Q:¿Qué aleación es más resistente, 6061-T6 o 7075-T6?
R: 7075-T6 es más fuerte. La resistencia a la tracción típica es de aproximadamente 572 MPa frente a aproximadamente 310 MPa para 6061-T6, un aumento de aproximadamente el 85 %, con un límite elástico que aumenta de aproximadamente 276 MPa a aproximadamente 503 MPa.
Q:¿Se puede soldar aluminio 7075?
R: No se recomienda para soldadura por arco u oxi-combustible. El contenido de cobre y zinc provoca grietas en caliente y una grave pérdida de resistencia en la zona afectada por el calor-. En su lugar, utilice sujeción mecánica, unión adhesiva estructural o soldadura por fricción y agitación en estado sólido-.
Q:¿Qué grado tiene mejor resistencia a la corrosión?
R: 6061 tiene una mejor resistencia general a la corrosión.. 7075-El T6 es propenso a agrietarse por corrosión bajo tensión en entornos que contienen cloruro-y solo los templados T73 o T7351 sobreenvejecidos normalmente están aprobados para dicho servicio.
Q:¿Por qué el 6061-T6 se agrieta cuando se dobla?
R: El temple T6 está completamente envejecido, por lo que el alargamiento es solo de alrededor del 12 % y el material tiene poca capacidad de deformación plástica. Doble en condición T4 o recocida, aumente el radio de curvatura interior o cambie a 5052-H32 para la pieza formada.
Q:¿Están disponibles ambas aleaciones en forma de lámina, placa y extrusión?
R: Sí. Las láminas y placas se suministran según ASTM B209/B209M y las extrusiones según ASTM B221 para ambos grados, con formas estructurales 6061-T6 cubiertas adicionalmente por ASTM B308/B308M.
Q:¿Tiene el 7075 un mejor acabado superficial mecanizado que el 6061?
R: Generalmente sí. Una mayor dureza y una microestructura más fina permiten velocidades de corte más altas con menos filo-, por lo que se prefiere el 7075 para herramientas y componentes de precisión donde el acabado de la superficie y la estabilidad dimensional son importantes.
