El documento habla sobre el aluminio y sus aleaciones. Explica que el aluminio 6061 es una aleación común utilizada para extruisiones estructurales debido a su buena combinación de propiedades como resistencia media-alta, buena soldabilidad y maquinabilidad. También compara el aluminio 6061 con otras aleaciones como el 7075, 5052 y 2024, señalando las ventajas y desventajas de cada una para diferentes aplicaciones.

1. TEMA:
Aluminio
Ing. Gustavo Adolfo Vázquez Martínez
Abril 2020
OBJETIVO:

3. Los metales y las aleaciones no ferrosas cubren una amplia gama, desde los
metales más comunes (como el aluminio, cobre y magnesio) hasta aleaciones de alta
temperatura y alta resistencia (como el tungsteno, tantalio y molibdeno). Aunque por
lo general cuestan más que los metales ferrosos (tabla 6.1), los metales y aleaciones
no ferrosas tienen aplicaciones mportantes debido a propiedades como la resistencia
a la corrosión, alta conductividad térmica y eléctrica, baja densidad y facilidad de
fabricación (tabla 6.2). Ejemplos típicos de sus aplicaciones son el aluminio para los
utensilios de cocina y los fuselajes de los aviones, el alambre de cobre empleado en
electricidad, la tubería de cobre para suministro de agua residencial, el zinc para
láminas metálicas galvanizadas que se utilizan en carrocerías de automóviles, el
titanio para álabes de turbinas de motores de propulsión e implantes ortopédicos,
y el tantalio para motores de cohetes.

4. Nota: Los costos varían significativamente según la cantidad de compra, oferta y
demanda, forma y tamaño, además de otros factores.

6. Sección transversal de un motor de propulsión (PW2037) mostrando diversos
componentes y las aleaciones utilizadas para fabricarlos. Fuente: Cortesía de United
Aircraft Pratt & Whitney.

11. 1xxx—Aluminio comercialmente puro. Excelente resistencia a la corrosión, alta
conductividad eléctrica y térmica, buena capacidad de trabajo, baja resistencia,
no tratable térmicamente.
2xxx—Cobre. Alta relación resistencia-peso, baja resistencia a la corrosión, tratable
térmicamente.
3xxx—Manganeso. Buena capacidad de trabajo, resistencia moderada, por lo
general
no tratable térmicamente.
4xxx—Silicio. Punto de fusión más bajo, forma una película de óxido de color gris
oscuro a negro, en general no tratable térmicamente.
5xxx—Magnesio. Buena resistencia a la corrosión y soldabilidad, resistencia de
moderada a elevada, no tratable térmicamente.
6xxx—Magnesio y silicio. Resistencia media; buena formabilidad, maquinabilidad,
soldabilidad y resistencia a la corrosión; tratable térmicamente.
7xxx—Zinc. Resistencia de moderada a muy elevada, tratable térmicamente.
8xxx—Otro elemento.

12. Denominación de las aleaciones de aluminio fundido
1xx.x—Aluminio (99.00% mínimo)
2xx.x—Aluminio-cobre
3xx.x—Aluminio-silicio (con cobre y/o magnesio)
4xx.x—Aluminio-silicio
5xx.x—Aluminio-magnesio
6xx.x—Serie no utilizada
7xx.x—Aluminio-zinc
8xx.x—Aluminio-estaño
El primer dígito identifica el principal elemento de aleación
El segundo dígito en estas denominaciones indica modificaciones a la aleación

14. Composición Química del Aluminio 6061
Esta aleación pertenece a la serie 6000, y como tal, sus elementos añadidos
principales son el magnesio y el silicio. El primero añade resistencia, mientras
que el segundo reduce la temperatura de fusión del metal. Aquí podemos ver
las directrices de la composición química del aluminio 6061.
Magnesium 0.8 1.2
Silicon 0.4 0.8
Iron No Min 0.7
Copper 0.15 0.4
Manganese No Min 0.15
Chromium 0.04 0.35
Zinc No Min 0.25
Titanium No Min 0.15

15. Es una aleación de una resistencia entre media y alta. Resiste bien la corrosión, y
tiene buena soldabilidad, ductilidad y maquinabilidad.
Strength Medium to High
Corrosion Resistance Good
Weldability & Brazability Good
Workability Good
Machinability Good
Es una de las más comunes y versátiles para extrusiones. Se conoce también
como aluminio estructural, por ser ideal su resistencia para tales aplicaciones.
Dada su buena combinación de propiedades, sin embargo, sirve también para
otros tipos diversos de proyectos
La aleación de aluminio 6061

16. Propiedades Materiales de los Aluminios 6061-T4 y 6061-T6
Por lo general, el aluminio 6061 se trata con una solución caliente y se envejece,
de forma natural el de templado T4, y de modo artificial para obtener la máxima
resistencia en el caso del T6.
Propiedades Físicas del Aluminio 6061
Aquí podemos ver la densidad de las aleaciones. Se puede observar que no hay
diferencia de densidad entre los templados T4 y T6.
Density 2.70 g/cc | 0.0975 lb/in³ 2.70 g/cc | 0.0975 lb/in³
Propiedad 6061-T4 6061-T6

17. Tensile Strength 241 MPa | 35000 psi 310 MPa | 45000 psi
Yield Strength 145 MPa | 21000 psi 276 MPa | 40000 psi
Modulus of Elasticity 68.9 GPa | 10000 ksi 68.9 GPa | 10000 ksi
Propiedades Mecánicas del Aluminio 6061
Aquí podemos ver la tensión de rotura, fluencia, y módulo elástico para los
templados T4 y T6.
Propiedad 6061-T4 6061-T6

18. Propiedades Térmicas del Aluminio 6061
Aquí podemos ver algunas propiedades térmicas de la aleación, como el
coeficiente de expansión térmica y la conductividad térmica. Incluye ambos
templados, el T4 y el T6.
Coefficient of Thermal
Expansion @ 20.0 - 100 °C
Temp
23.6 µm/m-°C | 13.1
µin/in-°F
23.6 µm/m-°C | 13.1
µin/in-°F
Thermal Conductivity
154 W/m-K | 1070 BTU-
in/hr-ft²-°F
167 W/m-K | 1160 BTU-
in/hr-ft²-°F
Propiedad 6061-T4 6061-T6

19. Su grado de resistencia a la corrosión es inferior al de
esta, sin embargo, y también es más difícil de soldar.
El 6075 se emplea en aplicaciones marinas,
automotrices y aeroespaciales en las que la
resistencia es muy prioritaria. Se usa también en la
manufactura de armas de fuego, e incluso en la
estructura de las alas delta.
6061 versus 7075
Una de las razones clave para considerar el aluminio
7075 es su gran resistencia mecánica. Combinado
con cinc, forma una de las aleaciones más
resistentes disponibles, y más que el 6061.
Comparación del Aluminio 6061 con Otras Aleaciones

20. 6061 y 6063 son las dos aleaciones más comunes
usadas para hacer extrusiones.
El aluminio 6063 ocupa el primer lugar, y el 6061,
el segundo. Como aleaciones de la serie 6000
series, ambos contienen magnesio y silicio como
elementos primarios de la aleación, y por tanto,
tienen muchas propiedades semejantes.
El 6061 es más resistente, sin embargo, y por ello
suele emplearse en aplicaciones estructurales.
6061 versus 6063
El 6063, en cambio, se destina a fines tales como pasamanos, adornos, ventanas y
puertas, en los que la resistencia no es un factor tan decisivo.
Comparación del Aluminio 6061 con Otras Aleaciones

21. 6061 versus 5052
Como el 6061, el aluminio 5052 tiene el
magnesio como elemento principal de la
aleación, y en el caso del 5052, es el único
elemento primario de la aleación. El 6061
incluye también silicio. Una de las ventajas
clave de esta aleación es su alto grado de
soldabilidad comparada con otras. Para
proyectos en los que la soldabilidad es
clave, merece la pena considerarla. Un
inconveniente del 5052, sin embargo, es
que no puede tratarse con calor. Es
adecuado para diversas aplicaciones de
soldadura y funciona bien en las marinas,
por su alta resistencia a la corrosión.
Comparación del Aluminio 6061 con Otras Aleaciones

22. Usado principalmente en aplicaciones
aeroespaciales, la aleación 2024 se conocida
por su gran resistencia.
El principal elemento de esta aleación es el
cobre, y aunque resistente mecánicamente y a
la fatiga, es menos maquinable y soldable que
el aluminio 6061.
Su resistencia a la corrosión es también escasa,
y suele emplearse en estructuras de las alas y
el fuselaje de los aviones sometidas a gran
tensión.
6061 versus 2024
Comparación del Aluminio 6061 con Otras Aleaciones

23. Aleaciones de Aluminio- Litio
El porcentaje de otros metales presentes en las aleaciones aluminio-litio es:
Aleación 2090 2.7 Cu, 2.2 Li, 0,12 Zr
Aleación 2091 2.1 Cu, 2 .0 Li, 0,10 Zr
Aleación 8090 1.3 Cu, 2,45 Li, 0,12 Zr, 0,95 Mg
Aleación CP276 2.7 Cu, 2.2 Li, 0,5 Mg, 0,12 Zr
Aleación 2050 3,5 Cu, 1 Li, 0,10 Zr, 0,40 Mg, 0,35 Mn
Aleación 2099 2,7 Cu, 1,8 Li, 1, 0,08 Zr, 0,6 Zn, 0,3 Mg, 0,3 Mn
 Alta rigidez
 Tenacidad
 Resistencia a fatiga
 Resistencia a la propagación de grietas de fatiga

25. Un automóvil totalmente de aluminio
Tenían que desarrollarse nuevas aleaciones y otras metodologías de diseño y
manufactura. Por ejemplo, debían refinarse procedimientos de soldadura y unión
con adhesivos, optimizarse el diseño del marco estructural y desarrollarse nuevos
diseños de herramental (para permitir dar forma al aluminio). Debido a estas nuevas
tecnologías, los ahorros ambientales deseados pudieron realizarse sin disminuir el
desempeño o la seguridad. De hecho, el Audi A8 es el primer automóvil de lujo que
obtiene una clasificación de cinco estrellas doble (la mayor seguridad) tanto para el
conductor como para el pasajero del asiento delantero en el New Car Assessment
Program (Programa de Evaluación de Automóviles Nuevos) de la National Highway
Transportation Safety Administration (NHSTA) en Estados Unidos.

26. El uso del aluminio en automóviles y
camiones ligeros ha aumentado con
firmeza: en 1990 no había en
producción vehículos con
estructuras de aluminio en ninguna
parte del mundo; pero en 1997 ya
había siete de ellos, incluyendo el
Plymouth Prowler y el Audi A8
Con ahorros de peso
hasta de 47% respecto
de los vehículos de
acero, estos carros
utilizan menos
combustible, producen
menos contaminación
y son reciclables.

27. Tenían que desarrollarse nuevas aleaciones y otras metodologías de diseño y
manufactura. Por ejemplo, debían refinarse procedimientos de soldadura y unión
con adhesivos, optimizarse el diseño del marco estructural y desarrollarse nuevos
diseños de herramental (para permitir dar forma al aluminio)

28. Debido a estas nuevas tecnologías, los ahorros ambientales deseados pudieron
realizarse sin disminuir el desempeño o la seguridad. De hecho, el Audi A8 es el
primer automóvil de lujo que obtiene una clasificación de cinco estrellas doble (la
mayor seguridad) tanto para el conductor como para el pasajero del asiento
delantero en el New Car Assessment Program (Programa de Evaluación de
Automóviles Nuevos) de la National Highway Transportation Safety Administration
(NHSTA) en Estados Unidos.

30. Gracias