Diferencias clave entre la aleación de aluminio 6061 y 7075

Dos sistemas de aleaciones con diferentes intenciones de diseño

Las aleaciones de aluminio son materiales metálicos construidos sobre una base de aluminio al que se le añaden elementos que mejoran propiedades específicas como la solidez, la resistencia a la corrosión o la conductividad. Se han desarrollado cientos de aleaciones para uso industrial, y dos de las más utilizadas son la 6061 y la 7075. A menudo se consideran juntas porque ambas son tratables térmicamente-y ambas aparecen en trabajos aeroespaciales, de transporte y de ingeniería, pero fueron diseñadas en torno a diferentes prioridades, y la elección entre ellas debe seguir la aplicación más que el hábito.

El aluminio 6061 pertenece a la serie 6000 y está aleado principalmente con magnesio y silicio. Esa combinación proporciona buena trabajabilidad, excelente resistencia a la corrosión y resistencia moderada, y es fácilmente soldable. El aluminio 7075 pertenece a la serie 7000 y alcanza una resistencia muy alta mediante la adición de zinc junto con magnesio y cobre. Resiste menos bien la corrosión que el 6061 y es más difícil de soldar, pero funciona cuando la relación resistencia-a-peso es el requisito fundamental.

Composición química por estándar

Los límites de composición a continuación siguen los estándares de aluminio reconocidos para estos grados. Pequeñas diferencias en el equilibrio de los elementos de aleación son las que producen el comportamiento mecánico muy diferente de los dos materiales.

En 6061, el magnesio y el silicio se combinan para formar el precipitado fortalecedor, razón por la cual los dos elementos se especifican dentro de rangos tan estrechos. En 7075, el nivel mucho más alto de zinc, respaldado por magnesio y cobre, produce la respuesta de envejecimiento que le da a la aleación su resistencia excepcional.

Propiedades mecánicas y selección de temperamento

Ambas aleaciones se suministran en una variedad de estados de ánimo, y el estado de ánimo a menudo importa más que la aleación para una aplicación determinada. A continuación se muestran los valores típicos para los temperamentos más comunes; son cifras representativas de la temperatura ambiente-y deben reemplazarse por los valores garantizados de la norma aplicable para el trabajo de diseño.

T6 es el temple más utilizado para ambas aleaciones. T651 denota placa que ha sido tratada térmicamente con solución, aliviada de tensión mediante estiramiento y luego envejecida artificialmente, lo que mejora la estabilidad dimensional durante el mecanizado. T73 se aplica al 7075 donde la resistencia a la corrosión bajo tensión es más importante que la resistencia máxima, y ​​el temple O se utiliza cuando el material debe formarse antes de envejecer.

Resistencia a la Corrosión, Soldadura y Mecanizado

6061 es excelente en la mayoría de los entornos. Su química de siliciuro de magnesio-y su bajo contenido de cobre lo mantienen estable en atmósferas marinas, industriales y rurales, y se desempeña bien en ensambles soldados donde la zona afectada por el calor-está expuesta. 7075 es buena en términos generales, pero claramente inferior al 6061, y la química rica en cobre-lo hace más sensible al agrietamiento por corrosión bajo tensión, razón por la cual existe el temple T73.

6061 se mecaniza y suelda fácilmente y tiene buena conformabilidad, que es la razón principal por la que domina las estructuras soldadas y la fabricación en general.. 7075 es más difícil de mecanizar y generalmente no se recomienda para soldadura por fusión, pero se mecaniza con tolerancias finas en las condiciones de corte adecuadas y se usa a menudo cuando una pieza debe ser fuerte y permanecer dimensionalmente precisa.. 7075 también conlleva una modesta penalización de peso, porque su mayor contenido de aleación aumenta la densidad a aproximadamente 2,81 g/cm3 frente a 2,70 g/cm3 para 6061.

Ajuste de aplicación: 6061 frente a 7075

Donde sobresale el aluminio 6061

Construcción e infraestructura: puentes, tuberías y sistemas de andamios, donde se debe equilibrar la resistencia a la corrosión, la resistencia y la soldabilidad.

Transporte: bastidores de vehículos, bastidores de bicicletas, accesorios para embarcaciones y otras estructuras construidas mediante soldadura o fijación mecánica.

Trabajos eléctricos: conectores, racores y disipadores de calor, respaldados por una buena conductividad y un fácil procesamiento.

Productos de consumo y generales: artículos para el hogar, muebles, utensilios y ferretería, donde dominan la facilidad de fabricación y la rentabilidad.

Donde sobresale el aluminio 7075

Aeroespacial y defensa: estructuras de alas y fuselajes, vehículos militares y equipos de protección, donde la resistencia por kilogramo es fundamental.

Equipos deportivos de alto-rendimiento: componentes para bicicletas, accesorios para escalar y equipos de tiro con arco que requieren alta resistencia con poco peso.

Deportes de motor y automoción de alto-rendimiento: piezas de suspensión, componentes de motor y estructuras de carreras que soportan cargas elevadas

Robótica y equipos de precisión: brazos, engranajes y piezas mecanizadas que combinan resistencia con tolerancias estrictas

Guía de selección y preguntas frecuentes

Si la pieza debe resistir la corrosión y soldarse, formarse o producirse de manera económica, 6061 en el temple T6 o T651 suele ser la respuesta correcta. Si la pieza debe soportar una carga elevada con un peso mínimo y puede mecanizarse en lugar de soldarse, la mejor opción es 7075 en el temple T6 o T73. Las cuestiones decisivas son el caso de carga, el método de unión y el entorno operativo, no el número de aleación en sí.

P: ¿Cuál es la principal diferencia entre el aluminio 6061 y 7075?
6061 es una aleación de magnesio-silicio con resistencia moderada, excelente resistencia a la corrosión y buena soldabilidad.. 7075 es una aleación de zinc-magnesio-cobre con mucha mayor resistencia, menor resistencia a la corrosión y mucho menor soldabilidad.

P: ¿Qué aleación es más fuerte?
7075 es sustancialmente más fuerte. En el modelo T6, su resistencia a la tracción típica es de unos 570 MPa, frente a los aproximadamente 310 MPa del 6061-T6, por lo que domina las piezas aeroespaciales y de deportes de motor altamente cargadas.

P: ¿Se puede soldar el 7075?
El 7075 generalmente no se suelda con procesos de fusión convencionales. Los conjuntos soldados que deben ser fuertes y resistentes a la corrosión normalmente se construyen en 6061, o en otro grado soldable, en lugar de 7075.

P: ¿Qué aleación resiste mejor la corrosión?
6061 tiene el mejor rendimiento contra la corrosión en la mayoría de los entornos. 7075 proporciona una resistencia adecuada en muchas condiciones, pero su contenido de cobre lo hace más susceptible al agrietamiento por corrosión bajo tensión, por lo que los componentes expuestos a tensiones sostenidas a menudo se especifican en el temple T73.

P: ¿7075 pesa más que 6061?
Un poco más. El mayor contenido de aleación eleva la densidad a aproximadamente 2,81 g/cm3 para 7075 en comparación con aproximadamente 2,70 g/cm3 para 6061, pero la resistencia mucho mayor aún le da al 7075 una clara ventaja en resistencia por unidad de peso.

P: ¿Qué temples están disponibles para cada aleación?
Ambos se suministran en las condiciones O, T4 o T73, T6 y T651 según la forma del producto. La placa se pide comúnmente en T651 para la estabilidad del mecanizado, las extrusiones en T6 o T4 y la lámina en estado O cuando se debe formar antes de envejecer.