El documento describe las diferentes aleaciones de aluminio, clasificadas por su proceso de fabricación y elementos aleantes. Las principales series son 2000 (Al-Cu), 3000 (Al-Mn), 5000 (Al-Mg), 6000 (Al-Si-Mg) y 7000 (Al-Zn). Las series 2000, 6000 y 7000 pueden ser tratadas térmicamente para lograr un endurecimiento por precipitación, alcanzando altas resistencias mecánicas. Las aleaciones de aluminio se utilizan ampliamente debido a su excelente relación resistencia-peso.

1. El aluminio y sus aleaciones
A pesar de que el aluminio puro es un material poco usado, las aleaciones de aluminio son
ampliamente usadas en una gran variedad de aplicaciones.
Clasificación por su proceso
1. Aluminios forjados
2. Aluminios fundidos
Clasificación por su estado
 F: Estado bruto. Es el material tal como sale del proceso de fabricación.
 O: Recocido. Se aplica a materiales ya sea de forja como de fundición que han sufrido un recocido completo.
 O1: Recocido a elevada temperatura y enfriamiento lento.
 O2: Sometido a tratamiento termo-mecánico.
 O3: Homogeneizado. Esta designación se aplica a los alambrones y a las bandas de colada continua, que son
sometidos a un tratamiento de difusión a alta temperatura.
 W: Solución tratada térmicamente. Se aplica a materiales que después de recibir un tratamiento térmico quedan
con una estructura inestable y sufren envejecimiento natural.
 H: Estado de Acritud. Viene con materiales a los que se ha realizado un endurecimiento por deformación.
 H1. Endurecido por deformación hasta obtener el nivel deseado y sin tratamiento posterior.
 H2. Endurecido en exceso por deformación y recocido parcial para recuperar suavidad sin perder ductilidad.
 H3. Acritud y estabilizado.
 H4. Acritud y lacado o pintado. Son aleaciones endurecidas en frio y que pueden sufrir un cierto recocido en el
tratamiento de curado de la capa de pintura o laca dada. En esta clasificación se usa un segundo dígito (en
ocasiones es necesario un tercer dígito) que indica el grado de endurecimiento por deformación.
 T: Denomina a materiales que has sido endurecidos por tratamiento térmico con o sin endurecimiento por
deformación posterior. Las designaciones de W y T solo se aplican a aleaciones de aluminio ya de forja o de
fundición que sea termo-tratables.
 T1: Enfriado desde un proceso de fabricación realizado a una elevada temperatura y envejecido de forma
natural.
 T2: Enfriado desde un proceso de fabricación realizado a una alta temperatura, trabajado en frio y
envejecido de forma natural.
 T3: Solución tratada térmicamente, trabajada en frío y envejecida a Tamb hasta alcanzar una condición
estable.
 T4: Solución tratada térmicamente y envejecida a Tamb hasta alcanzar una condición estable. Es un
tratamiento similar a T3 pero sin el trabajo en frío.
 T5: Enfriado desde un proceso de fabricación a alta temperatura y envejecida artificialmente.
 T6: Solución tratada térmicamente y envejecida artificialmente. Son designados de esta forma los produc
tos que después de un proceso de conformado a alta temperatura (moldeo o extrusión) no son
endurecidos en frío sino que sufren un envejecimiento artificial.
 T7: Solución tratada térmicamente y sobre-envejecida para su completa estabilización.
 T8: Térmicamente tratada por disolución, trabajada en frío y envejecida artificialmente.
 T9: Solución tratada térmicamente, envejecida artificialmente y trabajada en frío.
 T10: Enfriado desde un proceso de fabricación realizado a una elevada temperatura, trabajado en
frio y envejecido artificialmente hasta una condición sustancialmente estable. Existen variantes del estado T, a
estas variantes se les añade a la T dos
dígitos. Estos dos dígitos son específicos para cada producto y se usan para estado de alivio de
tensiones en productos fabricados mediante el proceso de forja.

2. Series de aluminios según sus aleantes
Las aleaciones de aluminio (tanto las forjadas como las moldeadas) se clasifican en función del elemento
aleante usado (al menos el que esté en mayor proporción). Los elementos aleantes más usados son:
Serie 2xxx
En estas aleaciones el principal elemento aleante es el Cu, pero a veces se añade Mg. Las características de
esta serie son: buena relación dureza-peso y mala resistencia a la corrosión. En lo referente a la primera característica
decir que algunas de las aleaciones de esta serie tienen que ser sometidas a TT de solubilidad y a veces de
envejecimiento para mejorar sus propiedades mecánicas.
Una vez hecho esto, la serie 2xxx tiene unas propiedades mecánicas que son del orden y, a veces superiores,
que las de los aceros bajos en carbono. El efecto de los TT es el aumento de la dureza con una bajada de la
elongación. En lo referente a la segunda característica estas aleaciones generalmente son galvanizadas con aluminio
de alta pureza o con aleaciones de la serie 6xxx para protegerlas de la corrosión y que no se produzca corrosión
intergranular. Los usos más frecuentes que se le dan a estos aluminios son (generalmente son usados en lugares
donde sea necesario una alta relación dureza-peso) en las ruedas de los camiones y de los aviones, en la
suspensión de los camiones, en el fuselaje de los aviones, en estructuras que requieran buena dureza a temperaturas
superiores a 150 ºC. Para finalizar decir que salvo la aleación 2219 estas aleaciones tienen una mala soldabilidad
pero una maquinabilidad muy buena.
Serie 3xxx
En estas aleaciones el principal elemento aleante es el Mn. Estas aleaciones tan solo tienen un 20% más de
dureza que el aluminio puro. Eso es porque el Mn solo puede añadirse de forma efectiva en solo un 1.5%. Por
ello hay muy pocas aleaciones de esta serie. Sin embargo los aluminios 3003, 3×04 y 3105 son muy usados para
fabricar utensilios que necesiten dureza media y que sea necesario buena trabajabilidad para fabricarlos como son
botellas para bebidas, utensilios de cocina, intercambiadores de calor, mobiliario, señales de tráfico, tejados y
otras aplicaciones arquitectónicas.
Serie 4xxx
En esta serie el principal elemento aleante es el Si que suele añadirse en cantidades medianamente elevadas
(por encima del 12%) para conseguir una bajada del rango de fusión de la aleación. El objetivo es conseguir una
aleación que funda a una temperatura más baja que el resto de aleaciones de aluminio para usarlo como elemento de
soldadura.
Estas aleaciones en principio no son tratables térmicamente pero si son usadas en soldadura para soldar otra
aleaciones que son tratables térmicamente parte de los elementos aleantes de las aleaciones tratables
térmicamente pasan a la serie 4xxx y convierten una parte de la aleación en tratable térmicamente. Las aleaciones
con un elevado nivel de Si tienen un rango de colores que van desde el gris obscuro al color
carbón y por ello están siendo demandadas en aplicaciones arquitectónicas. La 4032 tiene un bajo coeficiente
de expansión térmica y una alta resistencia al desgaste lo que la hace bien situada para su uso en la fabricación de
pistones de motores

3. Serie 5xxx. Esta serie usa como principal elemento aleante el Mg y a veces también se añaden pequeñas cantidades
de Mn cuyo objetivo es el de endurecer el aluminio.
El Mg es un elemento que endurece más el aluminio que el Mn (un 0.8 de Mg produce el mismo efecto que un
1.25 de Mn) y además se puede añadir más cantidad de Mg que de Mn. Las principales características de estas
aleaciones son una media a alta dureza por endurecimiento por deformación, buena soldabilidad, buena resistencia a
la corrosión en ambiento marino y una baja capacidad de trabajo en frío. Estas características hacen que estas
aleaciones se usen para adornos decorativos, ornamentales y arquitectónicos, en el hogar, iluminación de las calles y
carreteras, botes, barcos y tanques criogénicos, partes de puentes grúa y estructuras de automóviles.
Serie 6xxx.
En estas aleaciones se usan como elementos aleantes el Mg y el Si en proporciones adecuadas para que se forme el
Mg2Si. Esto hace que esta aleación sea tratable térmicamente. Estas aleaciones son menos resistentes que el resto de
aleaciones, a cambio tiene formabilidad, soldabilidad, maquinabilidad y resistencia a la corrosión. Estas aleaciones
pueden moldearse por un TT T4 y endurecido por una serie de acciones que completen el TT T6. Su uso suele ser el
de aplicaciones arquitectónicas, cuadros de bicicletas, pasamanos de los puentes, equipo de transporte y estructuras
soldadas.
Serie 7xxx.
El Zn añadido en proporciones que van desde el 1 al 8 % es el elemento aleante en mayor proporción en estas
aleaciones. A veces se añaden pequeñas cantidades de Mg para hacer la aleación tratable térmicamente. También es
normal añadir otros elementos aleantes como Cu o Cr en pequeñas cantidades.Debido a que la principal propiedad
de estas aleaciones es su alta dureza se suele usar en las estructuras de los aviones, equipos móviles y otras partes
altamente forzadas. Debido a que esta serie muestra una muy baja resistencia a la corrosión bajo tensión se le
suele aplicar levemente un TT para conseguir una mejor mezcla de propiedades.

4. Aleaciones de aluminio.
El aluminio es un metal ligero con una densidad de 2.70 g/cm3, y por ello, aunque las aleaciones de aluminio
tienen características mecánicas relativamente bajas comparadas con las del acero, su relación resistencia-peso es
excelente. Es precisamente debido a esto que el aluminio se utiliza cuando el peso es un factor importante, como ocurre
en las aplicaciones aeronáuticas y de automoción.
Tabla 13.8. Propiedades mecánicas y aplicaciones de algunas aleaciones comerciales de aluminio.
El aluminio también responde fácilmente a los diferentes mecanismos de endurecimiento, tal como se recoge en la tabla
13.8, donde se observa que el mecanismo más notable es el de endurecimiento por precipitación, donde se consigue
una dureza hasta 30 veces superior a la del aluminio puro.
Por otra parte, el aluminio no suele presentar un límite de resistencia a la fatiga bien definido, de modo que la fractura
puede suceder incluso a niveles muy bajos. Debido a su bajo punto de fusión, el aluminio no se comporta bien a
temperaturas elevadas. Finalmente, las aleaciones de aluminio tienen escasa dureza, lo que origina poca resistencia al
desgaste abrasivo en ocasiones.

5. Tabla 13.9. Designación de las diferentes familias de aluminio.
Las aleaciones de aluminio pueden subdividirse en dos grandes grupos, para forja y aleaciones para fundición, de
acuerdo con el proceso de fabricación. Las aleaciones para forja, es decir chapas, láminas, extrusión, varillas y
alambres, se clasifican de acuerdo con los elementos que contengan en aleación. Para identificar las aleaciones de
aluminio se utiliza una designación numérica de cuatro dígitos, el primero de los cuales indica el grupo de aleación e
indicando el segundo los límites de impurezas.Los dos últimos identifican la aleación o indican la pureza del metal. En
la tabla 13.9 se recogen los diferentes grupos de aleaciones de aluminio indicándose los principales elementos de
aleación de cada uno de ellos.El grado de endurecimiento o tratamiento viene expresado por letras colocadas después
del número de su designación, tal como se recoge en la tabla 13.10, por ejemplo aleación 6061-T6.
Las aleaciones de aluminio para forja pueden subdividirse en dos grupos, aquellas que son tratables
térmicamente y las que no lo son. Las aleaciones de aluminio para forja no tratables térmicamente no pueden ser
endurecidas por precipitación y sólo pueden trabajarse en frío para aumentar su resistencia. Los tres grupos más
importantes de estas aleaciones corresponden a las familias de aluminio puro, Al-Mg y Al-Mn. En la tabla 13.8 se
recogen las composiciones químicas, las propiedades mecánicas y las principales aplicaciones industriales de las
aleaciones más utilizadas.
Las aleaciones de la serie 1000 tienen un contenido en aluminio mínimo del 99%, siendo las principales
impurezas de Fe y Si. En la aleación 1100 se añade hasta un 0.12% de Cu para aumentar su resistencia, 90 MPa. Se
utilizan principalmente para conductores eléctricos y en la obtención de láminas muy finas.

6. Tabla 13.10. Designaciones del grado de endurecimiento de las aleaciones de aluminio.
Las aleaciones de la serie 3000 tienen como elemento de aleación principal el Mn, siendo la aleación más utilizada la
3003 que contiene un 1.2% de Mn que le proporciona una resistencia de 110 MPa en estado de recocido,utilizando muy
frecuentemente cuando se requiere una buena trabajabilidad.
Las aleaciones de la serie 5000 contienen principalmente Mg, que se adiciona por su endurecimiento por solución
sólida hasta cantidades de aproximadamente un 5%, figura 13.24. Una de las alea-ciones más importantes de esta serie
es la 5052, que contiene un 2.5% de Mg y un 0.2% de Cr, que presenta, en estado de recocido, una resistencia de 193
MPa, utilizándose igualmente en forma de chapas para la industria del transporte tanto naval como terrestre.

7. Figura 13.24. Diagrama de equilibrio Al-Mg.
Sin embargo, el grupo quizás más importante de aleaciones está formado por aquellas que son tratables térmicamente,
teniendo lugar el endurecimiento por precipitación. Tales aleaciones combi-nan elementos químicos como el Cu, Zn, Si
y Mg formando las series 2000 de Al-Cu y Al-Cu-Mg, la 6000 de Al-Si-Mg y la 7000 de Al-Zn-Mg, todas ellas
endurecibles por precipitación tal como se ha expuesto en la unidad 6. En la figura 13.25 se representa
esquemáticamente la evolución de la dureza en las diferentes etapas del tratamiento de envejecimiento.

8. Figura 13.25. Evolución de las características mecánicas obtenidas en función del tiempo de envejecimiento.
Las aleaciones de la serie 2000 tienen como principal elemento de aleación el Cu, aunque también contienen pequeñas
cantidades de Mg y algún otro elemento de aleación. Una de las aleacio-nes más importantes de la serie es la 2024,
que contiene alrededor de un 4.5% de Cu, 1.5% de Mg y 0.6% de Mn, que endurece por la precipitación del compuesto
intermetálico Al2CuMg, alcanzando en las condiciones T6 resistencias de hasta 442 MPa.
Las aleaciones de la serie 6000 tienen como principales elementos de aleación el Mg y Si, que al combinarse
entre síforman el compuesto intermetálico Mg2Si, que junto a otros compuestos complejos del tipo FeCrAlSi endurecen
fuertemente el material. La aleación más ampliamente utilizada de esta serie, la 6061, presenta contenidos de 1.0% de
mg y 0.6% de Si, junto a otros elementos como un 0.2% de Cr y hasta un 0.3% de Cu, que en condiciones de T6
alcanza resistencias de 290 MPa, utilizándose para fines estructurales de carácter general.
Las aleaciones de la serie 7000 añaden al aluminio contenidos variables de Zn, Mg y Cu que al combinarse entre
sí forman compuestos intermetálicos del tipo MgZn2 que es el principal elemento endurecedor de estas aleaciones, y
debido a la alta solubilidad del zinc y magnesio en el aluminio, permite una alta densidad de precipitados y por lo tanto
un elevado índice de endurecimiento. La aleación más importante de esta serie es la 7075, que tiene una composición
aproximada de 5.6% de Zn, 2.5% de Mg, 1.6% de Cu y 0.25% de Cr, que con un tratamiento T6 alcanza resistencias a
tracción de 504 MPa. La mayor importancia de las aleaciones de esta serie está en que alcanzan mediante
envejecimiento natural unas elevadas prestaciones mecánicas por lo que se utilizan ampliamente en estructuras de
vehículos de transporte, principalmente en la industria aeronáutica.
Las aleaciones de aluminio para fundición se han desarrollado por sus buenas cualidades de colabilidad,
fluidez y capacidad de alimentación de los moldes, así como por la optimización de las propiedades de resistencia y
tenacidad o resistencia a la corrosión de estas aleaciones. En la tabla 13.8 se recogen las composiciones químicas,
propiedades mecánicas y principales aplicaciones de algunas de las aleaciones más características.
El silicio, en cantidades del 5 al 12%, es el elemento de aleación más importante dentro de estas aleaciones, al
aumentar sobre todo la colabilidad de las mismas. La adición de magnesio, en porcentajes del 0.3 al 1%, facilita el
endurecimiento por precipitación con lo que aumenta las características resistentes. Adiciones de cobre entre el 1 y el
4% aumentan en gran medida la resistencia, sobre todo a temperaturas elevadas.
Para optimizar las propiedades resistentes de las aleaciones de fundición, se realiza el enfriamiento de las piezas
en moldes que permiten elevadas velocidades de enfriamiento, lo que produce estructuras en estado sólido
sobresaturadas, que tras las correspondientes etapas de envejecimiento alcanzan niveles resistentes considerables. Un
buen ejemplo de la aplicación de este proceso es la fabricación de pistones para automoción, que tras su extracción del
molde se somete a un tratamiento de envejecimiento que posibilita su endurecimiento por precipitación, tratamiento
denominado T5.
4.2 Aleaciones de magnesio.
El magnesio es un metal ligero, con una densidad de 1.74 g/cm3, que compite con el aluminio para aplicaciones
que requieren metales de baja densidad, a pesar de su mayor precio,alrededor del doble. Sin embargo, el magnesio y
sus aleaciones muestran una serie de desventajas que limitan su utilización. Por una parte la reactividad del magnesio
es elevada y sin embargo la estabilidad de sus óxidos es pobre por lo que su resistencia a corrosión es pequeña, sus
características mecánicas son del orden de las correspondientes a las aleaciones de aluminio incluso de forma
específica, y muestran pobres resistencia a termofluencia, fatiga y desgaste. Además, resultan aleaciones de difícil
colabilidad y que en estado fundido arde en contacto con el aire, y su transformación en frío resulta igualmente difícil al
cristalizar el Mg en una estructura hexagonal densa que no favorece precisamente su deformación. No obstante tiene
amplias aplicaciones en la ingeniería aeronáutica y aerospacial.

9. Tabla 13.11. Propiedades mecánicas y aplicaciones de algunas aleaciones comerciales de magnesio.
El magnesio tiene el punto de fusión en 651°C, y cristaliza como se ha comentado anteriormente en el sistema
hexagonal denso, por lo que es preferible realizar la conformación de sus aleaciones en caliente. Las aleaciones de Mg
se dividen fundamentalmente en dos tipos: aleaciones de forja y aleaciones de fundición. En ambos tipos la
aleaciones pueden mejorarse mecánicamente por tratamientos de deformación y tratamientos térmicos de
envejecimiento.
Las aleaciones de fundición suelen incorporar Al y Zn, ya que estos elementos contribuyen a
un endurecimiento por solución sólida, tal como se aprecia en el diagrama de equilibrio de la figura 13.26. La
introducción de tierras raras, principalmente cerio, en su composición forma precipitados del tipo Mg9R, que durante la
solidificación precipitan en borde de grano formando una fina red frágil.
Las aleaciones de forja, incorporan igualmente Al y Zn como principales elementos de aleación, que además de
endurecer el material por solución sólida lo hacen por precipitación de compuestos del tipo Mg17Al12 en los
tratamientos de envejecimiento de estas aleaciones. El torio y el circonio también forman, con el magnesio,precipitados
endurecedores que estabilizan las características de la aleación a elevadas temperaturas, alrededor de los 425°C.
Figura 13.26. Diagrama de fases Mg-Al.

10. El aluminio 6061 es una aleación de aluminio endurecido que contiene como principales
elementos aluminio, magnesio y silicio. Originalmente denominado "aleación 61S" fue desarrollada en 1935.1 Tiene
buenas propiedades mecánicas y para su uso en soldaduras. Es una de las aleaciones más comunes de aluminio para
uso general, especialmente estructuras de alta resistencia que requieran un buen comportamiento frente a la corrosión,
camiones, barcos, vehículos ferroviarios, mobiliario y tuberías.2
Se emplea comúnmente en formas pre templadas como el 6061-O y las templadas como el 6061-T6 y 6061-T651.
El aluminio 6061 tiene una densidad de 2,70 g/cm3.
La proporción de aluminio debe oscilar entre el 95,85 y el 98,56 por ciento, mientras que el resto de elementos de la
aleación atiende a los márgenes establecidos en la siguiente tabla, sin que existan otros elementos (distintos a los
señalados en la tabla) en proporciones superiores a 0,05 de forma individual ni el 0,15% en total:
Elemento Mínimo (%) Máximo (%)
Silicio 0,4 0,8
Hierro 0 0,7
Cobre 0,15 0,4
Manganeso 0 0,15
Magnesio 0,8 1,2
Cromo 0,04 0,35
Zinc 0 0,25
Titanio 0 0,15
Propiedades mecánicas
Las propiedades mecánicas de la aleación depende en gran medida del templado del material. El módulo de Young es
de 69 GPa independientemente del templado.3
6061-O[editar]
El 6061 recocido, denominado 6061-0 presenta su máxima resistencia a la tracción a 125 MPa y su límite elástico a 55
MPa. El material experimenta una elongación entre el 25 y 30%.
6061-T4[editar]
La forma templada T4 de la aleación tiene una resistencia máxima a la tracción de 207 MPa y un límite elástico de 110
MPa con una elongación en su longitud del 16%.
6061-T6[editar]
La forma templada T6 presenta una resistencia máxima a la tracción de 290 MPa y un límite elástico de 241 MPa. Otros
valores que pueden alcanzarse son 310 MPa y 275 MPa respectivamente.4 En formas de 6.35 mm o menor sección, la
elongación es del 8% o más; en secciones mayores la elongación ronda el 10%. La forma templada T651 tiene
propiedades mecánicas similares. La famosa placa que lleva la sonda Pionner esta hecha de esta aleación.
El valor típico de conductividad térmica para la 6061-T6 a 80ºC se encuentra alrededor de los 152 W/m K. Una hoja de
características del material define los límites de fatiga para cada muestra en 500.000.000 ciclos de carga de 100 MPa
usando una máquina de testestándar RR Moore.5 Esta aleación no muestra en su gráfica S-n un punto de inflexión bien
definido, por lo que existe un debate sobre cuántos ciclos equivale a "vida infinita". También tenga en cuenta el valor
real del límite de fatiga para una aplicación puede verse seriamente afectada por factores convencionales de carga, la
pendiente y el acabado superficial.
Usos

11. 6061[editar]
 Es usado en todo el mundo para la construcción de estructuras de aeronaves, como las alas y el fuselaje de
aviones comerciales y de uso militar.6 La aleación de aluminio 2024 es algo más resistente, pero la 6061 es más
fácil de manipular y es resistente a la corrosión incluso cuando la superficie ha sido erosionada a diferencia de la
2024 que debe ser recubierta con una fina película de Alclad para evitar la corrosión.
 En la construcción de yates, incluidos pequeñas embarcaciones.7
 En piezas de automóviles como separadores para las ruedas.
 En la manufactura de latas de aluminio para el empaquetado de comida y bebidas.
 En la fabricación de botellas de aire comprimido para buceo y equipos de respiración autónoma a partir de 1995.
6061-T6[editar]
 Se emplea habitualmente en la construcción de los cuadros y otros componentes de bicicletas.
 En la fabricación de carretes para la pesca con mosca
 Junto con la aleación de aluminio 7075, se emplea frecuentemente en sistemas de supresión de sonido
(silenciadores), fundamentalmente en armas cortas para reducir el peso y ganar funcionalidad.
Aluminio 6061
El aluminio 6061 es una aleación de aluminio endurecido que contiene como principales elementos aluminio, magnesio
y silicio. Originalmente denominado "aleación 61S" fue desarrollada en 1935. Tiene buenas propiedades mecánicas y
para su uso en soldaduras. Es una de las aleaciones de aluminio más comunes para uso general. Se emplea
comúnmente en formas pre templadas como el 6061-O y las templadas como el 6061-T6 y 6061-T651.
Usos
Es usado en todo el mundo para los moldes de inyección y soplado, construcción de estructuras de aeronaves, como
las alas y el fuselaje de aviones comerciales y de uso militar; en refacciones industriales, en la construcción de yates,
incluidos pequeñas embarcaciones, en piezas de automóviles, en la manufactura de latas de aluminio para el
empaquetado de comida y bebidas. Es fácil de maquinar y resistente a la corrosión.
Composición Química
La proporción de aluminio debe oscilar entre el 95.85 y el 98.56 por ciento, mientras que el resto de elementos de la
aleación atiende a los márgenes establecidos en la siguiente tabla, sin que existan otros elementos (distintos a los
señalados en la tabla) en proporciones superiores a 0.05 de forma individual ni el 0.15 % en total: