Qué es el aluminio 5083 y qué contiene
5083 es una aleación de aluminio-magnesio no-tratable térmicamente-de la familia 5xxx. El magnesio es su principal adición de aleación, respaldado por manganeso y una pequeña adición de cromo que juntos controlan la estructura del grano y mejoran la resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión. Los límites de composición típicos de la aleación son magnesio 4,0–4,9%, manganeso 0,40–1,00%, cromo 0,05–0,25%, hierro 0,40% máximo, silicio 0,40% máximo, cobre 0,10% máximo, zinc 0,25% máximo y titanio 0,15% máximo, siendo el resto aluminio.
Debido a que el 5083 no puede reforzarse mediante endurecimiento por precipitación, toda su resistencia se desarrolla mediante endurecimiento por trabajo y tratamiento térmico controlado. Ese único hecho explica todo el código de temperamento: cada dígito en una designación de endurecimiento por deformación-describe cuánto trabajo en frío aplicó el molino y qué hizo después para estabilizar el producto.
Los diseñadores trabajan con una densidad de 2,66 g/cm³, un rango de fusión de aproximadamente 570 a 640 grados, un módulo de elasticidad de aproximadamente 70 a 71 GPa y una conductividad térmica en la región de 117 a 121 W/(m·K). La conductividad eléctrica se sitúa entre el 28 % y el 30 % de IACS, lo que es lo suficientemente bajo como para que la aleación nunca se elija para el servicio de transporte actual.
Lectura de la designación de temperamento H131
La cadena de temperamento es un código de cuatro-partes y cada elemento contiene información sobre procesamiento en lugar de química.
H– endurecido por deformación. La fuerza proviene del trabajo en frío, no del tratamiento térmico.
1– sólo endurecido por deformación. No se aplica ningún tratamiento térmico suplementario para ablandar el producto después del laminado.
3– nivel de endurecimiento por trabajo de tres-cuartos-de dureza, ubicado entre medio y totalmente duro.
1como dígito final: un paso de laminado aplicado para aliviar las tensiones internas creadas por el laminado, de modo que las láminas y placas permanezcan más planas y se mecanicen con menos movimiento.
Ese paso final es la diferencia práctica que notan los ingenieros. Una placa 5xxx muy trabajada en frío-que no se alivia la tensión puede arquearse o saltar cuando se mecaniza una gran superficie de metal. El material suministrado con el dígito en relieve se comporta de manera mucho más predecible en un centro de mecanizado y mantiene la planitud mediante operaciones secundarias.
Propiedades mecánicas indicativas
La tabla proporciona la banda de propiedades normalmente indicada para 5083 en estado recocido, la familia H3x semid{1}}dura y la serie H1 de tres-cuartos-dura, por lo que la posición de H131 en la escala de resistencia es clara. Los valores varían con el espesor y la forma del producto, y los valores de aceptación que rigen un contrato son siempre los indicados en la especificación del producto para el tamaño solicitado.
| Condición | Resistencia a la tracción | Límite elástico (0,2%) | Alargamiento | Deber típico |
|---|---|---|---|---|
| O - recocido | 275–305 MPa | 125–145 MPa | 16–20% | Piezas de conformado severo y embutidas profundas |
| Medio duro (H32) | 315–330 MPa | 235–250 MPa | 12–15% | Fabricación general, paneles. |
| Tres{0}}durante tres cuartos (H131) | 330–350 MPa | 250–275 MPa | 9–12% | Chapa estructural, piezas mecanizadas. |
| Templado marino (H116 / H321) | 305–317 MPa | 215–228 MPa | 10–12% | Cascos, cubiertas, estructuras marinas. |
El patrón es deliberado: la resistencia aumenta a medida que aumenta la cantidad de trabajo en frío y la ductilidad disminuye con ella. Por lo tanto, seleccionar H131 en lugar de un templado recocido es una decisión de cambiar la conformabilidad por rigidez y capacidad de carga, no simplemente una preferencia de compra.
Comportamiento de la corrosión y la cuestión del temperamento marino
5083 resiste el agua de mar, las atmósferas industriales y muchos productos químicos de proceso mucho mejor que las aleaciones 1xxx o 6xxx y no necesita revestimiento protector. El único modo de fallo contra el que se debe diseñar es la sensibilización. Cuando una aleación 5xxx con alto contenido de magnesio-se mantiene durante períodos prolongados a una temperatura moderadamente elevada, una fase beta rica en magnesio-precipita a lo largo de los límites de los granos y puede producirse un agrietamiento por corrosión bajo tensión intergranular.
Los templados marinos H116 y H321 se desarrollaron específicamente para controlar la distribución de la fase beta-, razón por la cual los cascos, cubiertas y estructuras costa afuera generalmente se especifican en esos temperamentos y por qué los límites de temperatura de servicio aparecen en las especificaciones de construcción naval y costa afuera. En trabajos protegidos o no-inmersos, un templado-endurecido por deformación como el H131 ofrece mayor resistencia con un rendimiento aceptable frente a la corrosión, siempre que la temperatura de servicio se mantenga cómodamente por debajo de la ventana de sensibilización.
Fabricación: soldadura, conformado y mecanizado
Soldadura– una de las aleaciones de aluminio más soldables. Tanto MIG como TIG son comunes y un relleno 5xxx correspondiente produce una alta eficiencia en las juntas con una pérdida post-soldadura limitada, porque no se altera el tratamiento térmico.
formando– el temple recocido acepta una conformación severa; el templado de tres-cuartos-duro H131 necesita radios de curvatura generosos. Cuando sea inevitable una curva cerrada, oriente la línea de curvatura a lo largo de la dirección de laminado y forme a temperatura ambiente o ligeramente elevada.
Mecanizado– la aleación es gomosa. Las herramientas afiladas y pulidas con ángulos de ataque altos y refrigerante generoso brindan acabados limpios, y se prefiere el templado H131 con alivio de tensión cuando las tolerancias estrictas deben sobrevivir al mecanizado de una placa grande.
Tratamiento superficial– Tanto el anodizado como la pintura funcionan bien. Una capa de conversión debajo de la pintura mejora la adhesión y la protección-de los bordes, lo cual es importante en las instalaciones costeras.
Dónde se pone a trabajar 5083 H131
Construcción naval: superestructuras, mamparos, casetas y paneles estructurales internos.
Transporte ferroviario y por carretera: cajas de vagones, cajas basculantes, bastidores de cisternas y suelos de remolques.
Equipos de almacenamiento y proceso: recipientes a presión, cámaras de vacío, tanques criogénicos para gas licuado, silos y tolvas.
Industria pesada: contenedores de minas, volquetes, plantillas, fijaciones y protectores de máquinas.
Construcción: revestimientos-portantes, pasarelas, sistemas de pasamanos y elementos arquitectónicos costeros.
Lista de verificación de pedidos para 5083 H131
Forma del producto: lámina, placa o bobina, con espesor, ancho y largo.
Temperamento expresado en su totalidad como H131, no abreviado como un temperamento vago y duro.
Especificaciones que rigen el producto: ASTM B209 para láminas y placas, ASTM B928 para placas marinas, EN 485-2 y EN 573-3, ISO 6361-2 o GB/T 3880.2.
Clase de tolerancia y requisito de planitud, que determinan si el temperamento aliviado de tensión-es esencial.
Inspección y documentación: pruebas ultrasónicas para trabajos de presión, además de un certificado de prueba de fábrica que informa los resultados químicos y mecánicos.
Condición de la superficie y película protectora, especialmente donde la placa se almacenará al aire libre antes de su fabricación.
Preguntas frecuentes
P: ¿Qué significa el temperamento H131 en términos sencillos?
Significa que el metal se trabajó en frío hasta obtener una resistencia de aproximadamente tres{0}}cuartos-de dureza, no recibió ningún tratamiento térmico de ablandamiento posterior y se le dio un paso de alivio de tensión-para que se mecanice y se mantenga plano de manera más predecible.
P: ¿Es el 5083 H131 más fuerte que el 5083 H32?
Sí. El templado H131 ocupa un lugar más alto en la escala de endurecimiento por trabajo-que el templado H32 semiduro, por lo que ofrece mayor límite elástico y de tracción con un alargamiento correspondientemente menor.
P: ¿Se puede soldar 5083 H131 sin perder resistencia?
Se suelda fácilmente mediante MIG o TIG con un relleno 5xxx correspondiente. La zona afectada por el calor-se ablanda ligeramente, por lo que las uniones en estructuras altamente cargadas deben diseñarse en torno a las propiedades-soldadas en lugar de los valores de la placa-principal.
P: ¿5083 H131 resistirá el agua salada?
La propia aleación tiene una excelente resistencia al agua de mar. Para tareas estructurales en zonas de inmersión continua y salpicaduras-, los templados marinos H116 y H321 siguen siendo la opción normal porque su microestructura está controlada contra la sensibilización.
P: ¿Por qué el 5083 necesita alivio de tensión antes del mecanizado?
El laminado deja tensiones residuales equilibradas a lo largo del espesor. Una vez que se retira el metal de una cara, ese equilibrio se rompe y la pieza se distorsiona. Un temperamento aliviado del estrés-elimina la mayor parte de ese riesgo.
P: ¿Se puede tratar térmicamente el 5083 para obtener una mayor resistencia como el 6061?
No. 5083 no es una aleación-tratable térmicamente, por lo que el endurecimiento por precipitación es imposible. Sólo se obtiene una mayor resistencia mediante trabajo en frío adicional, razón por la cual existen temperamentos endurecidos por deformación.
