Aluminio 7075 propiedades
El aluminio 7075 (UNS A97075, ENAW-AlZn5.5MgCu) es una aleación de aluminio de la serie 7xxx con zinc como principal elemento de aleación. Su densidad es 2.81 g/cm³ (0.102 lb/in³) y combina una resistencia mecánica muy elevada con una resistencia a la fatiga notable, aunque presenta una soldabilidad limitada y una susceptibilidad moderada al agrietamiento por corrosión bajo tensión.
| Propiedad | Valor (SI) | Valor (Imperial) |
|---|---|---|
| Densidad | 2.81 g/cm³ | 0.102 lb/in³ |
| Módulo elástico (E) | 71.7 GPa | 10.4 × 10³ ksi |
| Conductividad térmica (k) | 130–150 W/m·K | 75–87 BTU·in/(h·ft²·°F) |
| Punto de fusión (Tₘ) | 477 °C | 891 °F |
| Resistividad eléctrica | 51.5 nΩ·m | — |
| Coeficiente de expansión térmica lineal (α) | 2.36×10⁻⁵ K⁻¹ | 13.1 × 10⁻⁶ in/in/°F |
Composición química
Sección titulada «Composición química»La composición química normalizada del aluminio 7075 contiene un 5.1–6.1 % de zinc como elemento principal, acompañado de magnesio, cobre y cromo. El hierro y el silicio se mantienen como impurezas controladas.
| Elemento | Contenido (% en peso) |
|---|---|
| Zinc (Zn) | 5.1 – 6.1 |
| Magnesio (Mg) | 2.1 – 2.9 |
| Cobre (Cu) | 1.2 – 2.0 |
| Hierro (Fe) | máx. 0.5 |
| Silicio (Si) | máx. 0.4 |
| Manganeso (Mn) | máx. 0.3 |
| Cromo (Cr) | 0.18 – 0.28 |
| Titanio (Ti) | máx. 0.2 |
| Otros (cada uno) | máx. 0.05 |
| Otros (total) | máx. 0.15 |
| Aluminio (Al) | Resto |
Propiedades físicas
Sección titulada «Propiedades físicas»La densidad del aluminio 7075 es 2.81 g/cm³ a temperatura ambiente. Su módulo de Young es 71.7 GPa (10.4 × 10³ ksi), el módulo de cortadura alcanza 27.0 GPa (3.9 × 10³ ksi) y el coeficiente de Poisson es 0.33, lo que le confiere una rigidez elevada para una aleación ligera.
| Propiedad | Valor (SI) | Valor (Imperial) |
|---|---|---|
| Densidad (ρ) | 2.81 g/cm³ | 0.102 lb/in³ |
| Módulo elástico (E) | 71.7 GPa | 10.4 × 10³ ksi |
| Módulo de cortadura (G) | 27.0 GPa | 3.9 × 10³ ksi |
| Coeficiente de Poisson (ν) | 0.33 | 0.33 |
| Dureza Rockwell (HRB) en temple T6 | 87 HRB | — |
| Dureza Brinell (HBW) en temple O | 60 | — |
| Dureza Brinell (HBW) en temple T6 | 150 | — |
Propiedades mecánicas por estado de tratamiento
Sección titulada «Propiedades mecánicas por estado de tratamiento»La resistencia a la tracción del aluminio 7075 en temple O es de 275 MPa (40 ksi), mientras que en temple T6 asciende hasta 540–560 MPa (78–83 ksi). La ductilidad, expresada como elongación en fractura, varía entre un 5 % y un 13 % según el tratamiento térmico aplicado.
| Temple | Límite elástico Rp0.2 (MPa) | Resistencia a la tracción Rm (MPa) | Elongación A (%) | Dureza Brinell (HBW) | Dureza Rockwell (HRB) |
|---|---|---|---|---|---|
| O (recocido) | 165 máx. | 275 máx. | 10 min. | 60 | — |
| T6 (tratado térmicamente) | 400 – 505 | 470 – 560 | 5 – 8 | 150 | 87 |
| T651 (T6 + alivio de tensiones) | 500 | 570 | 3 – 9 | — | — |
| T7 (sobreenvejecido, T73) | 435 | 505 | 13 | — | — |
Nota: Los valores de T6 y T651 corresponden a productos de espesor moderado. En placas gruesas, los límites pueden ser ligeramente inferiores.
Propiedades térmicas
Sección titulada «Propiedades térmicas»La temperatura de fusión del aluminio 7075 se sitúa en 477 °C (891 °F). Su conductividad térmica oscila entre 130 y 150 W/m·K y el calor específico es de 714 J/kg·K.
| Propiedad | Valor (SI) | Valor (Imperial) |
|---|---|---|
| Punto de fusión (Tₘ) | 477 °C | 891 °F |
| Conductividad térmica (k) | 130 – 150 W/m·K | 75 – 87 BTU·in/(h·ft²·°F) |
| Calor específico (cₚ) | 714.8 J/kg·K | 0.171 BTU/lb·°F |
| Coeficiente de dilatación térmica lineal (α) | 2.36×10⁻⁵ K⁻¹ | 13.1×10⁻⁶ in/in/°F |
| Temperatura máxima de trabajo continua | 160 °C | 320 °F |
En temple O, el material presenta una estabilidad térmica aceptable; en temple T6, la exposición prolongada por encima de 120 °C puede provocar sobreenvejecimiento y pérdida de propiedades mecánicas.
Propiedades eléctricas
Sección titulada «Propiedades eléctricas»La resistividad eléctrica del aluminio 7075 es 51.5 nΩ·m, lo que corresponde a una conductividad IACS de aproximadamente el 33 % (International Annealed Copper Standard). Esto lo hace menos conductor que el aluminio puro (62 % IACS), pero suficiente para aplicaciones estructurales donde la conductividad no es crítica.
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Resistividad eléctrica (ρ) | 51.5 nΩ·m |
| Conductividad eléctrica (%IACS) | ~ 33 % |
Tratamientos térmicos
Sección titulada «Tratamientos térmicos»El aluminio 7075 se somete a un tratamiento de puesta en solución a temperaturas de 460–480 °C durante varias horas, seguido de temple en agua y envejecimiento artificial. El temple T6, que implica envejecimiento a 120 °C durante 24 horas, proporciona la máxima dureza y resistencia de la aleación.
| Temple | Procedimiento | Resultado |
|---|---|---|
| O (recocido) | Recocido a 415 °C y enfriamiento controlado | Dúctil, baja resistencia, excelente resistencia a la corrosión |
| T6 | Solución a 460–480 °C, temple en agua, envejecido a 120 °C / 24 h | Resistencia máxima, dureza 150 HBW, elongación 5–8 % |
| T651 | T6 + alivio de tensiones por estirado controlado (1.5–3 %) | Similar a T6, reducción de tensiones residuales |
| T7 / T73 | Doble envejecimiento: 100–120 °C varias horas + 160–180 °C ≥ 24 h | Ligera caída de resistencia, mejora drástica de resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión |
| RRA (retrogression and reage) | Retroceso a 200–260 °C seguido de re-envejecimiento a 120 °C | Combina resistencia cercana a T6 con resistencia a corrosión similar a T73 |
Conformabilidad
Sección titulada «Conformabilidad»La conformabilidad en frío del aluminio 7075 en temple O es aceptable, con una elongación del 10 % que permite operaciones de doblado y embutición suave. Sin embargo, en temple T6 la elongación cae al 5–8 % y el material presenta alta recuperación elástica (springback) y riesgo de fractura. Para geometrías complejas se recomienda el conformado en caliente o técnicas como el conformado por retroceso (retrogression forming), que elevan la temperatura por encima de 200 °C para mejorar la ductilidad.
Soldabilidad
Sección titulada «Soldabilidad»La soldabilidad del aluminio 7075 es limitada y presenta una tendencia elevada al agrietamiento en caliente durante la fusión. El coeficiente de resistencia al agrietamiento es bajo, lo que hace que los procesos de soldadura por arco (MIG, TIG) no sean recomendables en aplicaciones estructurales críticas. Se prefiere la unión mediante remaches, adhesivos estructurales o soldadura en estado sólido (friction stir welding). En caso de emplearse soldadura TIG con material de aporte (por ejemplo, varilla de aleación 4043 o 5356), se debe asumir una caída significativa de la resistencia en la zona afectada por el calor, que puede reducir la resistencia a la tracción hasta un 50–60 % de la del material base T6.
Resistencia a la corrosión
Sección titulada «Resistencia a la corrosión»La resistencia a la corrosión general del aluminio 7075 es moderada, mejor que la de la serie 2xxx pero inferior a la de la serie 6xxx. En temple O presenta un comportamiento adecuado en atmósferas industriales y marinas. En temple T6 es susceptible al agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) cuando se expone a ambientes clorurados con esfuerzos sostenidos en dirección transversal corta. El temple T73 corrige en gran medida esta susceptibilidad a costa de una ligera pérdida de resistencia (alrededor de un 10–15 % en el límite elástico frente a T6). Para protección adicional se emplean anodizado, recubrimientos de conversión química (Alodine) o pinturas de imprimación epoxi con inhibidores de corrosión.
Aplicaciones por industria
Sección titulada «Aplicaciones por industria»La aleación 7075 se utiliza ampliamente en sectores donde se requiere una elevada relación resistencia/peso y buena resistencia a la fatiga.
| Industria | Aplicaciones típicas | Estado más habitual |
|---|---|---|
| Aeronáutica | Largueros, cuadernas, herrajes, componentes de tren de aterrizaje, fuselajes | T6, T651, T73 (entornos húmedos o marinos) |
| Defensa | Armas ligeras, carcasas de misiles, componentes estructurales de vehículos blindados | T6, T651 |
| Automoción deportiva | Soportes de motor, torretas de suspensión, bielas | T6, T651 |
| Ciclismo y deportes | Cuadros de bicicleta, roldanas de cambio, mosquetones, culatas de escalada | T6, T651 |
| Moldes y utillaje | Placas y bloques de molde para inyección de plásticos y soplado | T651 |
| Equipos marítimos | Herrajes de cubierta, mástiles de embarcaciones de alto rendimiento | T73 / T7 |
Comparativa con materiales similares
Sección titulada «Comparativa con materiales similares»El aluminio 7075 en temple T6 alcanza una resistencia a la tracción en torno a 540 MPa, frente a los 310 MPa del aluminio 6061 T6 y los 470 MPa del aluminio 2024 T3. Aunque su límite elástico es el más alto de las aleaciones de aluminio convencionales, su alargamiento es inferior (7 % frente al 12 % del 6061 T6), lo que refleja un comportamiento más frágil. En comparación con la aleación 7050, el 7075 es ligeramente más resistente en T6 pero más susceptible al SCC; el 7050 T74 ofrece mejor resistencia a la corrosión bajo tensión y mayor tenacidad, por lo que a menudo lo reemplaza en componentes aeronáuticos críticos.
| Aleación / Temple | Resistencia a la tracción Rm (MPa) | Límite elástico Rp0.2 (MPa) | Elongación A (%) | Resistencia a la corrosión bajo tensión | Soldabilidad |
|---|---|---|---|---|---|
| 7075 T6 | 510 – 570 | 430 – 500 | 5 – 9 | Susceptible | Muy limitada |
| 7075 T73 | 505 | 435 | 13 | Buena | Limitada |
| 7050 T74 | 510 – 570 | 420 – 460 | 10 – 11 | Excelente | Limitada |
| 6061 T6 | 290 – 310 | 240 – 260 | 12 – 17 | Muy buena | Buena |
| 2024 T3 | 470 – 480 | 325 – 345 | 18 – 20 | Pobre | Muy limitada |
Preguntas frecuentes (FAQ)
Sección titulada «Preguntas frecuentes (FAQ)»¿Cuál es la resistencia a la tracción del aluminio 7075 en temple T6?
Sección titulada «¿Cuál es la resistencia a la tracción del aluminio 7075 en temple T6?»La resistencia a la tracción del aluminio 7075 T6 se sitúa entre 510 y 570 MPa (74 000 – 83 000 psi), dependiendo del espesor y la forma del producto.
¿Cuánto pesa el aluminio 7075 comparado con el acero?
Sección titulada «¿Cuánto pesa el aluminio 7075 comparado con el acero?»Con una densidad de 2.81 g/cm³, el aluminio 7075 pesa aproximadamente un 65 % menos que un acero típico al carbono (7.85 g/cm³), manteniendo una resistencia específica comparable a muchos aceros de construcción.
¿Se puede soldar el aluminio 7075 sin perder resistencia?
Sección titulada «¿Se puede soldar el aluminio 7075 sin perder resistencia?»No existen procesos de soldadura por fusión que conserven íntegra la resistencia del 7075 en la unión. La resistencia de la soldadura suele ser un 50–60 % inferior a la del metal base T6, por lo que se prefieren las uniones mecánicas (remaches) o la soldadura por fricción-agitación.
¿Qué significa el temple T651?
Sección titulada «¿Qué significa el temple T651?»El temple T651 corresponde a un tratamiento T6 (solución, temple y envejecimiento artificial) al que se añade un alivio de tensiones mediante estirado controlado del orden del 1.5 al 3 %. Reduce las tensiones residuales sin afectar sensiblemente las propiedades mecánicas estáticas.
¿Cuál es la temperatura máxima de trabajo del aluminio 7075?
Sección titulada «¿Cuál es la temperatura máxima de trabajo del aluminio 7075?»La temperatura máxima de trabajo continua recomendada para el aluminio 7075 es de 160 °C; superada esta temperatura, la aleación en temple T6 sufre sobreenvejecimiento con pérdida de resistencia y dureza.
¿Qué dureza tiene el aluminio 7075 en estado T6?
Sección titulada «¿Qué dureza tiene el aluminio 7075 en estado T6?»La dureza del aluminio 7075 T6 es de 150 HBW (Brinell) o 87 HRB (Rockwell B), valores que se reducen a 60 HBW en estado recocido (temple O).