Solución y envejecimiento: Aleaciones de aluminio

Existe una serie de aleaciones de aluminio de forja y de fundición que se pueden reforzar mediante un tratamiento de solución y envejecimiento, a través de distintos revenidos.

Beneficios

Las propiedades mecánicas de los componentes de aleación tratables térmicamente se pueden optimizar mediante la selección de una solución y secuencia de proceso de envejecimiento adecuadas. Para determinadas aleaciones, la resistencia a la corrosión puede, por ejemplo, ser mejorada a expensas de la fuerza y ​​viceversa.

Dependiendo de la aleación y de la sección transversal en el momento del tratamiento de solución, pueden utilizarse diversos métodos de enfriamiento para reducir la distorsión.

Aplicaciones y materiales

Las aleaciones forjadas en la serie 2XXX (Al-Cu), 6xxx (Al-Mg-Si), 7xxx (Al-Zn-Mg-Cr) y 8XXX (Al-Li) y las aleaciones de fundición en la serie 2XX (Al-Cu), 3XX (Al-Mg-Si-Cu) y 7XX (Al-Zn) pueden ser tratadas en disolución y envejecimiento.

Los revenidos finales de los tipos T4x, T5X, T6X y T7X pueden lograrse como una función de la aleación, únicamente por tratamiento térmico. Los revenidos T3X y T8X pueden lograrse utilizando una combinación de tratamiento de procesamiento térmico y termomecánico, como estiramiento o compresión de piezas simples entre el tratamiento de solución y el envejecimiento.

Las aleaciones forjadas y revenidos son: 2014-T4, 2014-T6, 2024-T3, 2024-T4, 2024-T6, 2024-T8, 2219-T3, 2219-T4, 2219-T6, 2219-T8, 2618-T6, 2618-T61, 6061-T4, 6061-T6, 7050-T74, 7075-T6, 7075-T73, 7075-T74, 7075-T76, 7175-T74. Las aleaciones fundidas comunes son A201-T7, T7-A206, C355-T6, T6-A356, A357-T6.

Detalles del proceso

El tratamiento de solución se realiza típicamente en un rango de temperatura de entre 450 y 575 °C (842 a 1.067 ºF) en aire, seguido por un enfriamiento rápido en agua fría, agua caliente, agua hirviendo (revenido T61), solución de agua y polímero (glicol), pulverización de agua o aire forzado. El envejecimiento natural del temple T4 se produce a temperatura ambiente para aleaciones 2xxx, 6xxx, 2xx y 3XX, y la mayoría de piezas alcanza un templado estable tras 96 horas. El envejecimiento artificial en el rango de entre 93 y 245 °C (199 a 473 °F) se utiliza para cumplir con el temple T6 y T7X.

Inmediatamente después del enfriamiento rápido desde el tratamiento de solución, todas las aleaciones son relativamente blandas y pueden conformarse o enderezarse moderadamente si la operación se realiza dentro de las dos horas siguientes. Estas aleaciones se endurecerán naturalmente por envejecimiento a temperatura ambiente, y tras el enfriamiento rápido su dureza aumentará gradualmente con el paso del tiempo. Esto se puede suprimir mediante refrigeración a una temperatura aproximada de 0 °C (32 °F) si se desea conformar o enderezar el material cuando hayan transcurrido más de dos horas tras el enfriamiento rápido. Es necesario enfriar por debajo de los 23 °C (menos 10 °F) o una temperatura inferior, para conservar el templado por enfriamiento rápido austenítico (AQ), para tiempos de almacenamiento que se prolonguen más allá de unos pocos días.

Para obtener la máxima conformabilidad antes del tratamiento de solución y el envejecimiento, estas aleaciones deben recocerse totalmente, para producir un temple extrasuave, en un rango de entre 400 y 425 °C (752 a 797 °F), a continuación, enfriarse lentamente (28 °C o 50 °F por hora o más lento), hasta llegar a una temperatura inferior a los 235 °C (455 °F) y finalmente tratarse en solución y envejecerse.