6061 es una de las aleaciones de aluminio más especificadas para piezas mecanizadas y estructurales, y casi toda llega al cliente en un estado templado-tratado térmicamente. Dos designaciones causan la mayor confusión: T6 y T651. Comparten la misma química y el mismo tratamiento térmico básico, y la diferencia se reduce a una operación adicional que cambia el comportamiento del material una vez cortado.
Qué describen las designaciones T6 y T651
Las designaciones de temperamento son un resumen codificado del tratamiento mecánico y térmico que ha recibido un producto. La letra T marca un producto tratado térmicamente y los dígitos que siguen describen la secuencia. T6 significa que el material fue tratado térmicamente con solución y luego envejecido artificialmente hasta una condición sustancialmente estable, sin aplicar trabajo en frío después del envejecimiento. T651 agrega un paso antes del envejecimiento: el producto templado se estira-para obtener una cantidad controlada de fraguado permanente, generalmente en el rango de 1,5 a 3 por ciento, de modo que las tensiones residuales dejadas por el enfriamiento se redistribuyan a través de la sección. Las designaciones equivalentes para productos extruidos son T6510 y T6511, mientras que la placa normalmente se suministra como T651.
Tratamiento de solución, enfriamiento y envejecimiento
6061 es una aleación de aluminio-magnesio-silicio. El magnesio y el silicio son las adiciones que hacen que la aleación responda al tratamiento térmico, y pequeñas cantidades de cobre y cromo respaldan la resistencia y el rendimiento contra la corrosión. La secuencia de tratamiento convierte esas adiciones en una fina dispersión de partículas endurecidas.
Tratamiento térmico de solución.– la aleación se mantiene a aproximadamente 530 grados (alrededor de 985 a 1000 grados F) el tiempo suficiente para que el magnesio y el silicio se disuelvan en una solución sólida de una sola fase.
Temple– el enfriamiento rápido en agua o en un medio polimérico bloquea esos elementos en una solución sobresaturada. En el enfriamiento también es donde se introduce la mayor tensión residual, porque la superficie se enfría y se contrae más rápido que el núcleo.
Envejecimiento artificial– el material se recalienta a aproximadamente 160 a 180 grados y se mantiene durante varias horas, lo que permite que se formen finos precipitados y que la aleación se endurezca hasta el nivel T6.
Alivio del estrés– en la secuencia T651, el producto templado se estira más allá de su límite elástico y luego se envejece, lo que lo aplana y fija mientras se libera la tensión interna.
Propiedades mecánicas típicas
Los templados T6 y T651 alcanzan niveles de resistencia muy similares, porque difieren sólo en el paso de alivio de tensión y no en el ciclo de envejecimiento.
| Propiedad | 6061-T6 y T651, típico | Unidad |
|---|---|---|
| Resistencia a la tracción | alrededor de 310 | MPa |
| Resistencia al rendimiento, compensada en un 0,2 por ciento | alrededor de 276 | MPa |
| Alargamiento | alrededor de 10 a 12 | por ciento |
| Dureza Brinell | alrededor de 95 | media pensión |
| Módulo de elasticidad | alrededor de 69 | GPa |
Esas cifras son los valores normalmente cotizados para chapas y barras comerciales. Los mínimos reales dependen de la forma del producto, el espesor y la dirección de la prueba, por lo que cada lote debe compararse con su certificado de fábrica y con los resultados de las pruebas de tracción tomados del material entregado. Las pruebas de dureza son útiles como verificación rápida, pero no pueden reemplazar una prueba de tracción, y las mediciones de conductividad son una forma común de detectar un error de envejecimiento antes de que una pieza llegue a la máquina.
T651: Por qué el estiramiento mejora la estabilidad del mecanizado
Cuando se templa una placa gruesa, la superficie y el núcleo se enfrían a velocidades diferentes y la tensión interna resultante se equilibra dentro del material en lugar de ser visible en su superficie. Cuando un maquinista retira material, ese equilibrio se altera y la pieza de trabajo puede arquearse, torcerse o cambiar de dimensión después del corte, que es la razón clásica por la que una pieza mide correctamente en la máquina y no pasa la inspección en el banco.
El alisado por estiramiento en la secuencia T651 reduce ese problema. Después del tratamiento con solución y el enfriamiento, la placa se somete a una pequeña deformación permanente, lo que lleva gran parte del material a un estado de tensión uniforme y luego mantiene la estabilidad dimensional durante el corte posterior. Para placas grandes y delgadas, cavidades profundas y piezas con requisitos estrictos de planitud o paralelismo, la T651 suele ser la especificación más segura. El efecto es más visible en trabajos de remoción alta-, donde una placa T6 puede moverse varias décimas de milímetro a lo largo de un tramo largo, mientras que el mismo trabajo en T651 mantiene su geometría mucho mejor.
Selección entre T6 y T651
Ambos templados se mecanizan bien y ambos tienen un buen acabado anodizado o pintado, por lo que la elección suele depender de la geometría más que de la resistencia.
Elige T6para componentes mecanizados en general, soportes, accesorios, piezas pequeñas y extrusiones donde la sección es relativamente robusta y el riesgo de distorsión es bajo.
Elija T651para placas grandes, paredes delgadas, piezas largas, placas para herramientas de precisión y cualquier componente donde la planitud o la estabilidad dimensional después del mecanizado sean fundamentales.
Considere la soldadura– soldar 6061 en cualquier estado suaviza la zona afectada por el calor y la resistencia total no se recupera con el envejecimiento natural, razón por la cual los ensamblajes soldados a menudo requieren un margen de diseño o una decisión temprana sobre el tratamiento térmico posterior a la soldadura.
Consulta la ruta de llegada– En la práctica se pueden lograr tolerancias de mecanizado controladas de hasta más o menos 0,005 mm, pero dependen de la máquina, las herramientas, los accesorios y la estabilidad de la culata, no solo del temple.
Preguntas frecuentes
P: ¿Es el 6061-T651 más fuerte que el T6?
No. Los dos temples alcanzan esencialmente el mismo límite elástico y de tracción porque el ciclo de envejecimiento es idéntico. T651 se diferencia por la adición de estiramiento y enderezamiento antes del envejecimiento, lo que mejora la estabilidad dimensional en lugar de la resistencia.
P: ¿Por qué mi pieza se mueve después de mecanizar la placa 6061-T6?
El enfriamiento deja la tensión residual equilibrada dentro de la placa. Cuando se retira material de un lado, ese equilibrio se altera y la pieza puede distorsionarse. La placa T651 con alivio de estiramiento, el mecanizado equilibrado de ambas caras y un paso de alivio de tensión entre el desbaste y el acabado reducen el efecto.
P: ¿Qué temperaturas se utilizan para tratar térmicamente el 6061?
El tratamiento de la solución se lleva a cabo a aproximadamente 530 grados, seguido por enfriamiento y envejecimiento artificial a aproximadamente 160 a 180 grados. Los tiempos exactos de remojo dependen del espesor de la sección y del horno y equipo de enfriamiento que se utilicen.
P: ¿El paso de estiramiento cambia la química de la aleación?
No. El estiramiento es una operación mecánica que impone una pequeña tensión permanente y no altera la composición de la aleación. El endurecimiento en sí todavía se debe a la precipitación que se forma durante el envejecimiento artificial.
P: ¿Cómo puedo verificar el temperamento del material entrante?
Utilice el certificado del molino como registro principal, luego confirme con pruebas de dureza y, para trabajos críticos, pruebas de tracción y verificaciones de conductividad. El marcado, el embalaje y la trazabilidad deberían permitir vincular el lote entregado a su historial de tratamiento térmico.
