Aluminio 5083-H321
Introducción al Aluminio 5083-H321
Aluminio 5083-H321 es una aleación aluminio-magnesio-manganeso endurecida por deformación y estabilizada, conocida por su excelente resistencia a la corrosión, especialmente en agua de mar y entornos industriales agresivos. El temple H321 indica que el material ha sido endurecido por deformación y estabilizado para resistir el agrietamiento por corrosión bajo tensión y la exfoliación.
Aluminio 5083-H321 es altamente adecuado para el mecanizado CNC de piezas de precisión en los sectores marino, defensa, criogénico y transporte, donde la resistencia a largo plazo y la resistencia a la corrosión son críticas en conjuntos soldados o de carga.
Propiedades químicas, físicas y mecánicas del Aluminio 5083-H321
Composición química (típica)
Elemento | Rango de composición (peso %) | Función clave |
|---|---|---|
Aluminio (Al) | Balance | Metal base, proporciona resistencia a la corrosión |
Magnesio (Mg) | 4.0–4.9 | Mejora la resistencia y la resistencia a la corrosión en agua de mar |
Manganeso (Mn) | 0.4–1.0 | Incrementa la tenacidad y mejora la resistencia a la fatiga |
Cromo (Cr) | 0.05–0.25 | Aumenta la resistencia a la corrosión y mejora la estructura de grano |
Silicio (Si) | ≤0.40 | Elemento residual |
Hierro (Fe) | ≤0.40 | Elemento residual |
Cobre (Cu) | ≤0.10 | Elemento residual |
Zinc (Zn) | ≤0.25 | Elemento residual |
Propiedades físicas
Propiedad | Valor (típico) | Norma/condición de ensayo |
|---|---|---|
Densidad | 2.66 g/cm³ | ASTM B311 |
Rango de fusión | 570–640°C | ASTM E299 |
Conductividad térmica | 121 W/m·K a 25°C | ASTM E1952 |
Conductividad eléctrica | 28% IACS a 20°C | ASTM B193 |
Coeficiente de expansión | 25.3 µm/m·°C | ASTM E228 |
Capacidad calorífica específica | 900 J/kg·K | ASTM E1269 |
Módulo elástico | 70 GPa | ASTM E111 |
Propiedades mecánicas (temple H321)
Propiedad | Valor (típico) | Norma de ensayo |
|---|---|---|
Resistencia a la tracción | 305–340 MPa | ASTM E8/E8M |
Límite elástico (0.2%) | 215–250 MPa | ASTM E8/E8M |
Elongación | ≥10% | ASTM E8/E8M |
Dureza | 85–95 HB | ASTM E10 |
Resistencia a la fatiga | 110–130 MPa | ASTM E466 |
Resistencia al impacto | Excelente | ASTM E23 |
Características clave del Aluminio 5083-H321
Resistencia superior a la corrosión marina (ASTM G31): Diseñado para exposición prolongada al agua salada, el Aluminio 5083-H321 forma una capa de óxido altamente estable y resiste la corrosión por picaduras e intergranular, incluso en estructuras soldadas.
Estabilizado para prevenir exfoliación y SCC: El temple H321 ofrece excelente resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión en placa gruesa y juntas soldadas, cumpliendo o superando los requisitos de ASTM B928 y ASTM G66 para entornos marinos.
Excelente soldabilidad con mínima distorsión: Gran desempeño con material de aporte 5356 para soldadura MIG/TIG. Tras soldar, la aleación mantiene más del 90% de su resistencia en la zona afectada por el calor (HAZ).
Excelente comportamiento criogénico: Presenta ductilidad y tenacidad destacadas por debajo de -200°C, lo que la hace adecuada para tanques y sistemas criogénicos.
Aleación no tratable térmicamente con control dimensional estable: La resistencia se logra mediante trabajo en frío y estabilización, no por tratamiento térmico, lo que aporta consistencia en componentes mecanizados de gran tamaño.
Desafíos y soluciones de mecanizado CNC para el Aluminio 5083-H321
Desafíos de mecanizado
Comportamiento de endurecimiento por deformación: Puede generar rebabas excesivas y desgaste de herramienta si se corta agresivamente sin herramientas afiladas.
Carácter adhesivo del material: Puede adherirse al filo de la herramienta con alta temperatura o mala evacuación de viruta.
Control de viruta en secciones largas: A menudo se mecaniza desde placas grandes, requiriendo rompevirutas y optimización del refrigerante.
Estrategias de mecanizado optimizadas
Selección de herramientas
Parámetro | Recomendación | Justificación |
|---|---|---|
Material de la herramienta | Carburo con recubrimiento TiAlN o herramientas PCD | Reduce la adhesión y el desgaste en cortes prolongados |
Geometría | Gran ángulo de ataque, rompevirutas | Mejora el acabado y la evacuación eficaz de viruta |
Velocidad de corte | 200–350 m/min | Evita daño térmico y ablandamiento de la herramienta |
Avance | 0.10–0.30 mm/rev | Equilibra acabado superficial y productividad |
Refrigerante | Inundación o alta presión (30–50 bar) | Mantiene calidad superficial y precisión dimensional |
Parámetros de corte del Aluminio 5083-H321 (cumplimiento ISO 513)
Operación | Velocidad (m/min) | Avance (mm/rev) | Profundidad de corte (mm) | Presión del refrigerante (bar) |
|---|---|---|---|---|
Desbaste | 200–280 | 0.20–0.30 | 2.0–3.5 | 30–50 (Inundación) |
Acabado | 280–350 | 0.05–0.10 | 0.2–1.0 | 40–60 (Inundación/Niebla) |
Tratamiento superficial para piezas CNC de Aluminio 5083-H321
Anodizado: El anodizado Tipo II proporciona protección decorativa de 10–25 µm; el anodizado duro añade hasta 50 µm para resistencia al desgaste.
Recubrimiento en polvo: Recubrimientos de poliéster o epoxi de 60–100 µm para uso marino o arquitectónico.
Electropulido: Mejora la resistencia a la fatiga y el comportamiento frente a la corrosión en piezas portantes.
Pasivación: Se utiliza junto con anodizado o alodine para mejorar la limpieza previa al tratamiento.
Cepillado: Proporciona acabados mate Ra 1.0–1.6 µm, ideales para paneles estéticos o marcos expuestos.
Recubrimiento Alodine: Conversión cromatada conforme a MIL-DTL-5541 para carcasas electrónicas y piezas pintadas.
Recubrimiento UV: Protege piezas marinas y de exterior contra decoloración, amarilleo y degradación ambiental.
Recubrimiento de laca: Aporta brillo estético y mejora la resistencia química en piezas de grado display.
Aplicaciones industriales del Aluminio 5083-H321
Marino: Estructuras de casco mecanizadas por CNC, mamparos, paneles de cubierta y tanques de lastre que requieren resistencia al agua de mar e integridad en soldadura.
Defensa: Blindaje de vehículos, envolventes navales y carcasas de radar donde se exige alta resistencia y soldabilidad.
Sistemas criogénicos: Componentes de tanques de GNL, bridas de tubería y sistemas de soporte que operan por debajo de -150°C.
Transporte: Carrocerías ligeras de remolque, carcasas de baterías y sistemas de bajos para camiones y material ferroviario.
Equipos industriales: Piezas mecanizadas por CNC expuestas a ácidos, químicos o ambientes húmedos, incluidas carcasas HVAC y envolventes de presión.
Explorar blogs relacionados
