Introducción a las placas de aluminio 7075
7075 es una aleación de aluminio-zinc-magnesio-cobre desarrollada para aplicaciones que exigen la mayor resistencia disponible del aluminio. En los templados T6 y T651 alcanza una resistencia a la tracción en el rango de 510-570 MPa, que se aproxima a algunos aceros estructurales en aproximadamente un-tercio del peso. Esta relación resistencia-a-peso convierte al 7075 en la opción estándar para componentes estructurales de aeronaves, como paneles de alas, marcos de fuselaje y piezas de trenes de aterrizaje, así como para herramientas de alta carga e ingeniería de precisión. Debido a su sistema de aleación, 7075 se comporta de manera diferente a las aleaciones 5xxx y 6xxx en cuanto a soldadura, conformado y resistencia a la corrosión, y estas diferencias deben gestionarse en el diseño y la fabricación. Las referencias de especificaciones relevantes incluyen ASTM B209 y AMS 4045.
Composición y Temperamento
7075 contiene aproximadamente entre un 5,1 y un 6,1 por ciento de zinc como elemento de aleación principal, con magnesio y cobre, además de pequeñas cantidades de cromo y otros elementos. La combinación de zinc-magnesio-cobre produce precipitados de endurecimiento por envejecimiento que le dan a la aleación su resistencia excepcional. Los templados comunes para las placas son el T6, que se trata con una solución térmica y se envejece artificialmente, y el T651, que añade un estiramiento que alivia la tensión después del tratamiento con una solución para mejorar la planitud y la estabilidad del mecanizado. Las variantes trabajadas en frío-pueden aumentar aún más la dureza y al mismo tiempo mantener la estabilidad dimensional. El temple debe especificarse en el pedido porque de él dependen las propiedades mecánicas, la tensión residual y el comportamiento frente a la corrosión.
Propiedades mecánicas y físicas
Los valores de referencia típicos para la placa 7075-T6 incluyen una resistencia a la tracción de aproximadamente 483-570 MPa, un límite elástico de aproximadamente 414-503 MPa, un alargamiento del 8-11 por ciento en 50 mm y una dureza Brinell de aproximadamente 150-160 HBW. La densidad es de aproximadamente 2,81 g/cm3, lo que es significativamente más ligero que el acero con niveles de resistencia comparables. La aleación también ofrece una buena conductividad térmica, alrededor de 229 W/(m·K), y una conductividad eléctrica de aproximadamente 37-38 por ciento IACS, lo que favorece la disipación de calor en componentes de alto rendimiento. La resistencia a la fatiga bajo cargas cíclicas repetidas es alta, lo cual es una de las razones por las que se prefiere la aleación para piezas de aviones que experimentan tensiones fluctuantes. Los valores exactos deben confirmarse con la norma aplicable y el certificado de la fábrica porque varían según el espesor y la forma del producto.
Resistencia a la corrosión y acabado
El alto contenido de zinc y cobre hace que el 7075 sea más susceptible al agrietamiento por corrosión bajo tensión-que aleaciones como 6061 o 5083, particularmente en la dirección transversal corta-y en temples más antiguos. Los templados modernos y la fabricación controlada reducen este riesgo, pero aún se recomienda el acabado protector para entornos exigentes. El anodizado es el tratamiento protector más común y puede mejorar significativamente la resistencia a la humedad, la niebla salina y los productos químicos suaves; A menudo se aplica anodizado transparente para preservar la apariencia natural, mientras que el anodizado de color se utiliza cuando la estética importa. Para condiciones marinas o duras, evite el 7075 sin protección y diseñe el componente con recubrimientos, drenaje y diseño de juntas adecuados. La composición rica en zinc-puede causar ligeras inconsistencias de oxidación durante el anodizado, por lo que las especificaciones de acabado deben acordarse con el procesador.
Mecanizado y Fabricación
A pesar de su alta resistencia, el 7075 funciona bien con herramientas estándar cuando se utilizan parámetros y fluidos de corte adecuados, y el templado T651 en particular proporciona una buena estabilidad dimensional después del mecanizado, lo cual es valioso para piezas de precisión. El conformado es posible con técnicas apropiadas, pero la aleación es menos dúctil que los grados 6xxx o 5xxx, por lo que se deben utilizar radios generosos y flexión incremental para formas estrechas; Para trabajos críticos se puede considerar el recocido antes del conformado severo seguido de un re-tratamiento térmico. La soldadura de 7075 es difícil: la soldadura por fusión convencional generalmente se evita para aplicaciones estructurales porque la zona afectada por el calor-pierde resistencia y el riesgo de agrietamiento es alto. Cuando la unión es inevitable, se prefiere la fijación mecánica y cualquier soldadura debe seguir un procedimiento cualificado. El corte con láser o chorro de agua proporciona bordes limpios; se prefiere el corte con chorro de agua para calibres gruesos para evitar efectos térmicos.
Aplicaciones y consideraciones de selección
La placa 7075 se utiliza en estructuras aeroespaciales, estructuras de vehículos aéreos no tripulados, componentes automotrices de alto-rendimiento, herramientas de precisión, colectores hidráulicos y maquinaria industrial exigente. Debe seleccionarse cuando los requisitos que rigen son una alta relación resistencia-a-peso y rendimiento ante la fatiga. Cuando la resistencia a la corrosión, la soldabilidad o la conformabilidad dominan el diseño, una aleación 5xxx o 6xxx suele ser más apropiada. Al realizar el pedido, especifique la aleación, el temperamento, el espesor, el ancho, la longitud, el estándar aplicable, la planitud y cualquier requisito de prueba no-destructiva, y solicite un certificado de prueba de fábrica para aplicaciones certificadas. Guarde las placas en posición plana, proteja las superficies de la humedad y mantenga la película protectora en su lugar hasta el mecanizado.
Preguntas frecuentes
P: ¿7075 es más fuerte que 6061?
Sí. 7075 en el templado T6 normalmente alcanza una resistencia a la tracción en el rango de 510 a 570 MPa, mientras que el 6061-T6 suele ser de aproximadamente 290 a 310 MPa. Sin embargo, el 6061 ofrece mejor soldabilidad, conformabilidad y resistencia a la corrosión, por lo que la elección depende de la aplicación.
P: ¿Se puede soldar aluminio 7075?
7075 se considera difícil de soldar. La soldadura por fusión corre el riesgo de agrietarse y una pérdida significativa de resistencia en la zona afectada por el calor-, por lo que generalmente se prefiere la fijación mecánica. Cualquier unión soldada crítica requiere un procedimiento de soldadura calificado.
P: ¿El 7075 resiste la corrosión?
7075 tiene una resistencia moderada a la corrosión atmosférica, pero es más susceptible al agrietamiento por corrosión bajo tensión-que muchas otras aleaciones de aluminio. Se recomiendan acabados protectores como anodizado o pintura, especialmente para servicios en exteriores, costeros o húmedos.
P: ¿Cuál es la diferencia entre T6 y T651 para la placa 7075?
T6 es tratado térmicamente con solución y envejecido artificialmente. T651 agrega un estiramiento que alivia el estrés-después del tratamiento con solución, lo que reduce el estrés residual y mejora la planitud y la estabilidad del mecanizado. T651 suele especificarse para placas gruesas que se mecanizarán.
P: ¿El 7075 es adecuado para uso marino?
7075 no es la primera opción para servicios marítimos debido a su susceptibilidad a la corrosión por tensión-. Para aplicaciones de agua de mar, se prefieren las aleaciones de la serie 5xxx-como 5083 o 5086. Si se debe utilizar 7075, aplique revestimientos protectores resistentes y un diseño conservador.
P: ¿El 7075 funciona bien?
Sí. 7075 tiene buena maquinabilidad cuando se utilizan herramientas afiladas, velocidades adecuadas y fluidos de corte. El templado T651 proporciona una buena estabilidad dimensional después del mecanizado, razón por la cual la aleación es popular para herramientas y accesorios de precisión.