Aluminio 6061 propiedades
Composición química
Sección titulada «Composición química»El aluminio 6061 contiene un 97,9 % de aluminio, estando los principales elementos de aleación compuestos por 1,0 % de magnesio y 0,60 % de silicio. La composición nominal típica se detalla a continuación.
| Elemento | Contenido (%) |
|---|---|
| Aluminio (Al) | 95,85 – 98,56 |
| Magnesio (Mg) | 0,80 – 1,20 |
| Silicio (Si) | 0,40 – 0,80 |
| Hierro (Fe) | ≤ 0,70 |
| Cobre (Cu) | 0,15 – 0,40 |
| Cromo (Cr) | 0,04 – 0,35 |
| Zinc (Zn) | ≤ 0,25 |
| Titanio (Ti) | ≤ 0,15 |
| Manganeso (Mn) | ≤ 0,15 |
| Otros (cada uno) | ≤ 0,05 |
| Otros (total) | ≤ 0,15 |
Propiedades físicas
Sección titulada «Propiedades físicas»La densidad del aluminio 6061 es de 2,70 g/cm³ (0,0975 lb/in³) y su punto de fusión se sitúa en 585 °C (1085 °F). Otras propiedades físicas relevantes se recogen en la tabla siguiente.
| Propiedad | Valor métrico | Valor imperial |
|---|---|---|
| Densidad | 2,70 g/cm³ | 0,0975 lb/in³ |
| Punto de fusión | 585 °C | 1085 °F |
| Módulo elástico | 68,9 GPa | 10 000 ksi |
| Módulo de cortadura (T6) | 26,2 GPa | 3,80 Msi |
| Coeficiente de Poisson | 0,33 | 0,33 |
Propiedades mecánicas por estado de tratamiento
Sección titulada «Propiedades mecánicas por estado de tratamiento»En el temple más habitual (T6), la resistencia a la tracción alcanza los 310 MPa (45 ksi) y el límite elástico 276 MPa (40 ksi), con una elongación del 12-17%. Los valores varían significativamente con el tratamiento térmico.
| Temper | Límite elástico (Rp0,2) | Resistencia a la tracción (Rm) | Elongación (min.) | Dureza Brinell (HBW) |
|---|---|---|---|---|
| O (recocido) | ≤ 110 MPa (16 ksi) | ≤ 150 MPa (22 ksi) | 16 % | 30 |
| T4 | ≥ 110 MPa (16 ksi) | 180 – 205 MPa (26 – 30 ksi) | 14 – 16 % | 58 – 65 |
| T6 | 240 – 276 MPa (35 – 40 ksi) | 290 – 310 MPa (42 – 45 ksi) | 4 – 10 %* | 80 – 95 |
* La elongación varía en función del espesor; para piezas con espesor ≤ 6,35 mm el mínimo es del 8 %, mientras que para secciones superiores alcanza el 10 %.
Propiedades adicionales para el temple T6:
- Resistencia a la cortadura: 207 MPa (30 ksi).
- Resistencia a la fatiga (500 × 10⁶ ciclos, inversión completa): 96,5 MPa (14 ksi).
Propiedades térmicas
Sección titulada «Propiedades térmicas»La conductividad térmica del aluminio 6061-T6 a temperatura ambiente (25 °C) es de 167 W/(m·K), con una capacidad calorífica específica de 897 J/(kg·K). El material mantiene un buen rendimiento térmico hasta una temperatura máxima de servicio de 160 °C.
| Propiedad | Valor métrico | Valor imperial |
|---|---|---|
| Coeficiente de expansión térmica (20–100 °C) | 23,2 × 10⁻⁶ /°C | 12,9 × 10⁻⁶ /°F |
| Conductividad térmica (25 °C) | 167 W/(m·K) | 1160 BTU·in/(h·ft²·°F) |
| Capacidad calorífica específica (cₚ) | 897 J/(kg·K) | 0,214 BTU/(lb·°F) |
| Temperatura máxima de servicio | 160 °C | 320 °F |
Propiedades eléctricas
Sección titulada «Propiedades eléctricas»La resistividad eléctrica volumétrica del 6061 se encuentra en el rango de 32,5 – 39,2 nΩ·m, lo que equivale a una conductividad eléctrica (IACS) de aproximadamente el 40 % del cobre recocido estándar.
| Propiedad | Valor métrico | Valor imperial (equivalente) |
|---|---|---|
| Resistividad eléctrica | 32,5 – 39,2 nΩ·m | ≈ 2,05 – 2,47 μΩ·in |
| Conductividad eléctrica (% IACS) | ~ 40 % | – |
Tratamiento térmico
Sección titulada «Tratamiento térmico»El tratamiento típico de puesta en solución para el 6061 consiste en calentar a 533 °C (990 °F) seguido de temple en agua, y posterior envejecimiento artificial en dos etapas: 160 °C (320 °F) durante 18 h seguido de enfriamiento al aire, y después 177 °C (350 °F) durante 8 h también con enfriamiento al aire. Para obtener el estado de recocido (O) se mantiene la aleación a 415 °C durante 2-3 horas con enfriamiento controlado.
Soldadura
Sección titulada «Soldadura»El aluminio 6061 presenta una excelente soldabilidad, especialmente en los temples T4 y T6, aunque la zona afectada térmicamente pierde parte de la resistencia. Las secciones delgadas se sueldan preferentemente mediante el proceso TIG (GTAW), mientras que para las más gruesas se emplea MIG (GMAW). Se recomienda el material de aportación 4043, si bien su uso puede afectar las propiedades mecánicas finales del temple T6.
Mecanizado y conformado
Sección titulada «Mecanizado y conformado»El mecanizado del 6061 se considera bueno en los estados T4 y T6; en el temple recocido se puede mecanizar pero con mayor tendencia al embotamiento. La aleación es fácil de conformar en estado O (recocido) y se presta a operaciones como doblado, embutición profunda e hilatura. La forja se realiza en un intervalo de temperaturas de 233 a 483 °C (750 a 900 °F).
Aplicaciones por industria
Sección titulada «Aplicaciones por industria»El 6061 es la aleación de aluminio tratable térmicamente más empleada, presente en componentes estructurales que requieren una buena relación resistencia/peso. Por sectores destacan:
- Aeroespacial y defensa: herrajes, conectores, soportes, cuadernas.
- Automoción: chasis de motocicletas, piezas de suspensión, radiadores de competición.
- Náutica: mástiles, escalerillas, elementos de cubierta.
- Maquinaria y utillaje: moldes de soplado, soportes, piezas mecanizadas de precisión.
- Deporte y ocio: carretes de pesca, cuadros de bicicleta, componentes de airsoft.
- Construcción y mobiliario: perfilería, juntas, uniones atornilladas.
Comparativa con materiales similares
Sección titulada «Comparativa con materiales similares»Frente a otras aleaciones de aluminio, el 6061 ofrece un excelente equilibrio entre resistencia, tenacidad y facilidad de fabricación.
| Aleación | Temple | Resistencia tracción (MPa) | Límite elástico (MPa) | Soldabilidad | Maquinabilidad | Resistencia a corrosión |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 6061 | T6 | 310 | 276 | Excelente | Buena | Muy buena |
| 6063 | T6 | 240 | 215 | Excelente | Buena | Muy buena |
| 6082 | T6 | 310 | 260 | Muy buena | Buena | Muy buena |
| 7075 | T6 | 572 | 503 | Limitada | Regular | Media |
| 5052 | H32 | 228 | 193 | Excelente | Regular | Excelente (marina) |
El 6061 supera al 6063 en resistencia pero tiene una extrusibilidad ligeramente inferior. El 7075 ofrece propiedades mecánicas mucho más altas, si bien su soldabilidad y resistencia a la corrosión son inferiores. Frente al 5052 (no tratable térmicamente), el 6061 destaca en aplicaciones estructurales donde se requiere tratamiento térmico posterior.
Designaciones equivalentes
Sección titulada «Designaciones equivalentes»La aleación 6061 se identifica bajo múltiples normas y sistemas de designación.
| Sistema | Designación |
|---|---|
| UNS | A96061 |
| AA / EN AW | 6061 |
| DIN (WNR) | 3.3211 (AlMg1SiCu) |
| SAE | J454 |
| Normas ASTM | B209, B210, B211, B221, B241, B308, B429, etc. |
| Normas AMS | 4117, 4025, 4026, 4027 |
| Normas MIL | MIL-A-12545, MIL-W-23351, entre otras |
Preguntas frecuentes (FAQ)
Sección titulada «Preguntas frecuentes (FAQ)»¿Cuál es la resistencia a la tracción máxima del aluminio 6061 en temple T6?
Sección titulada «¿Cuál es la resistencia a la tracción máxima del aluminio 6061 en temple T6?»La resistencia a la tracción máxima puede alcanzar 310 MPa (45 ksi), y como mínimo se garantizan 290 MPa (42 ksi) según la normativa.
¿Cuál es el punto de fusión del 6061?
Sección titulada «¿Cuál es el punto de fusión del 6061?»La temperatura de fusión es 585 °C (1085 °F), aunque el rango de fusión completo se extiende aproximadamente desde 582 °C hasta 652 °C (1080 – 1205 °F).
¿Cuál es la conductividad térmica del 6061-T6?
Sección titulada «¿Cuál es la conductividad térmica del 6061-T6?»A 25 °C la conductividad térmica es de 167 W/(m·K), equivalente a 1160 BTU·in/(h·ft²·°F).
¿Qué dureza Brinell tiene el 6061-T6?
Sección titulada «¿Qué dureza Brinell tiene el 6061-T6?»La dureza Brinell típica del 6061-T6 se sitúa en 95 HBW, aunque puede variar entre 80 y 95 HBW en función del proceso exacto.
¿Cuál es el valor del módulo elástico del 6061?
Sección titulada «¿Cuál es el valor del módulo elástico del 6061?»El módulo de Young es 68,9 GPa (10 000 ksi) independientemente del temple o tratamiento térmico.
¿Cuál es la elongación mínima en temple T6?
Sección titulada «¿Cuál es la elongación mínima en temple T6?»Para espesores iguales o inferiores a 6,35 mm (0,250 in) la elongación mínima es del 8 %, mientras que en secciones más gruesas alcanza el 10 %.
Fuentes consultadas
Sección titulada «Fuentes consultadas»- azom.com: https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=6636
- engineeringtoolbox.com: https://www.engineeringtoolbox.com/properties-aluminum-pipe-d_1340.html
- steelnumber.com: https://www.steelnumber.com/en/steel_alloy_composition_eu.php?name_id=1150