Placa de aluminio de grado marino 2024 6061 7075
Placa de aluminio de grado marino 2024 6061 7075
En los astilleros y talleres marítimos de todo el mundo, las decisiones sobre los materiales rara vez se toman en un escritorio. Están fabricados con el eco de las trituradoras, bajo niebla salina, con soldadores e ingenieros haciendo una pregunta práctica: "¿Qué pasa con esta placa después de diez años en el mar?" Al elegir entre las aleaciones de aluminio 2024, 6061 y 7075 para uso marino, la respuesta no está solo en una hoja de datos; vive en la intersección de la química, el medio ambiente, el método de fabricación y el mantenimiento a largo plazo.
En lugar de preguntar qué aleación es “mejor”, es más útil preguntar: ¿qué aleación es mejor para una realidad marina específica?
Tres personalidades en un mismo océano
Aunque 2024, 6061 y 7075 son todas aleaciones de aluminio de alta resistencia, se comportan casi como tres “personajes” diferentes una vez que entran en contacto con el agua de mar, los arcos de soldadura y las cargas dinámicas.
El aluminio 6061 es el caballo de batalla que hace su trabajo silenciosamente. Como aleación de Al‑Mg‑Si, combina una resistencia decente, una excelente soldabilidad y una buena resistencia a la corrosión, especialmente cuando está anodizada o recubierta. En el mundo marino, aparece en estructuras de cascos de embarcaciones pequeñas, casetas, superestructuras, pasarelas, soportes, mástiles y plataformas. Estándares como ASTM B209 y EN 485 a menudo rigen el suministro de placas 6061, mientras que los templados como 6061‑T6 y 6061‑T651 dominan el uso estructural.
El aluminio 2024 es el velocista que envejece. Fue diseñado para una alta resistencia y resistencia a la fatiga en estructuras de aeronaves, impulsado por su química Al‑Cu‑Mg. Sobre el papel, su límite elástico y su resistencia a la tracción son muy atractivos para estructuras marinas que soportan cargas cíclicas. Pero el cobre es un arma de doble filo en el agua de mar: aporta resistencia y elimina la resistencia a la corrosión, especialmente a las picaduras y a la corrosión intergranular en ambientes con cloruro. Esto hace que 2024 sea adecuado sólo para funciones marinas cuidadosamente controladas, a menudo embarcaciones interiores, superestructuras protegidas o partes estructurales interiores protegidas por revestimientos y aislamiento de salpicaduras directas de agua de mar.
El aluminio 7075 es el carrocero: el de mayor resistencia de los tres, capaz de igualar o superar a muchos aceros en relación resistencia-peso. Su composición de Al‑Zn‑Mg‑Cu, especialmente en temple T6 o T651, ofrece límite elástico. Sin embargo, al igual que 2024, su contenido de cobre y zinc reduce la resistencia a la corrosión marina, lo que lo hace vulnerable al agrietamiento por corrosión bajo tensión y a las picaduras en ambientes con cloruro. Como resultado, el 7075 rara vez se utiliza para estructuras de casco expuestas primarias. En cambio, se elige para accesorios de alta carga, componentes mecánicos o estructuras híbridas donde la resistencia, la rigidez y el ahorro de peso justifican un estricto control de la corrosión y el aislamiento del agua de mar.
La silenciosa influencia del temple de aleación
La mayoría de las disputas marinas sobre estas aleaciones no tienen que ver realmente con la aleación en sí, sino con el temperamento.
Una placa marcada 6061‑T6 ha sido tratada térmicamente con solución y envejecida artificialmente para maximizar su resistencia. Su resistencia a la tracción típica se encuentra en el rango de aproximadamente 260 a 310 MPa con un límite elástico de alrededor de 240 a 270 MPa. Para los astilleros que siguen las reglas ABS, DNV o CCS, ese nivel de resistencia suele ser más que suficiente para cascos, superestructuras y estructuras secundarias de embarcaciones pequeñas. El desafío es que la soldadura convierte esa zona T6 en algo más cercano a una “O” o condición de sobreenvejecimiento en la zona afectada por el calor, a menos que se realice un tratamiento térmico posterior a la soldadura, lo cual rara vez es práctico en estructuras de casco grandes. Es por eso que muchos diseñadores tienen en cuenta las propiedades “tal como están soldadas” en sus cálculos de escantillón y confían en niveles de tensión conservadores, refuerzos adicionales o placas de la serie 5xxx en las áreas más expuestas de la carcasa.
2024-T3 o T351, con resistencias a la tracción en el rango de 430 a 480 MPa, ofrece una notable resistencia a la fatiga, lo que parece tentador para cascos de alta velocidad y conceptos de hidroala. Pero, una vez más, el temple es vulnerable a la corrosión del agua de mar. Sin recubrimientos robustos, protección catódica y un diseño cuidadoso de las juntas, el temple T3 se verá afectado alrededor de los sujetadores, los bordes cortados y los pies de soldadura. Muchos ingenieros marinos utilizan 2024 no como material de carcasa, sino en rutas de carga protegidas: marcos internos, empalmes de refuerzo de juntas o componentes estructurales dentro de compartimentos secos.
7075‑T6 y T651 son los pesos pesados. Las resistencias a la tracción pueden superar los 500 MPa, con límites elásticos en el rango de 430 a 480 MPa. En una aplicación marina adyacente, como componentes de aparejo de yates de alto rendimiento, tambores de cabrestante, soportes estructurales en ubicaciones secas o herramientas submarinas que estén completamente protegidas, el 7075 se convierte en un arma estratégica: rigidez y resistencia similares al acero con ahorros de peso sustanciales. Pero en agua de mar directa, el templado T6 es muy sensible al agrietamiento por corrosión bajo tensión; Para componentes altamente cargados que pueden sufrir salmuera o estrés cíclico en aire húmedo y salado, a veces se prefieren templados controlados como T73/T7351 con una resistencia ligeramente menor pero mejor resistencia SCC en aplicaciones exigentes.
Corrosión en el agua de mar: hacia dónde gira la historia
El aluminio de calidad marina generalmente significa aleaciones que pueden sobrevivir a la exposición al cloruro sin "cuidar a los niños". En ese sentido estricto, las opciones más sólidas suelen ser las de la serie 5xxx, como 5083 o 5086. Entonces, ¿dónde encajan 2024, 6061 y 7075?
La respuesta está en cómo gestionar el entorno que rodea al metal.
Para el 6061, la película de óxido nativa ya ofrece una protección decente. Según ISO 12215 para embarcaciones pequeñas o prácticas de construcción naval comparables, las placas 6061 a menudo se combinan con:
- Diseño adecuado para evitar grietas que atrapen agua de mar estancada.
- Sistemas de pintura anodizada o de grado marino para zonas de salpicaduras.
- Almohadillas y manguitos de aislamiento al entrar en contacto con metales diferentes, como pernos de acero inoxidable o soportes de acero al carbono.
Para 2024 y 7075, el agua de mar se trata casi como un entorno químico en lugar de una simple atmósfera. Cuando se utilizan estas aleaciones, los diseñadores experimentados aplican:
- Sistemas de recubrimiento completos, que incluyen imprimaciones y capas de barrera sin cromato.
- Vías de drenaje y ventilación, para que la humedad no pueda asentarse e iniciar la corrosión localizada.
- Ánodos de sacrificio y cuidadosa gestión de las series galvánicas, asegurando que no se acoplen directamente a metales más nobles en zonas húmedas.
- Aislamiento de la inmersión directa o la humectación constante, a menudo confinándolos a espacios interiores secos, tope de mástil o componentes por encima de la zona principal de salpicaduras.
En la práctica, un arquitecto naval podría elegir 6061 para estructuras de cubierta y rieles soldados, con accesorios mecanizados 7075 atornillados mediante juntas no conductoras y orificios de sujetadores sellados, asegurando que cualquier eslabón débil sea el accesorio reemplazable, no la estructura circundante.
Estándares de implementación y fabricación práctica.
Los estándares forman la columna vertebral de la confiabilidad marina. Para estas aleaciones en forma de placa, las referencias típicas incluyen:
- ASTM B209 para placa de aluminio laminada, especificando propiedades mecánicas, desviaciones permitidas y pruebas.
- Serie EN 485 en las cadenas de suministro europeas.
- Reglas ABS, DNV‑GL, BV, CCS y LR para la aceptación de aleaciones de aluminio y procedimientos de soldadura en estructuras marinas.
- ISO 10042 para la calidad de la soldadura en estructuras de aluminio, relevante donde el 6061 se suelda ampliamente.
Desde el punto de vista del fabricante, 6061 es indulgente. Suelda bien con alambres de relleno estándar ER5356 o ER4043, responde de manera predecible al doblado y conformado y ofrece una maquinabilidad decente. Su conductividad térmica también ayuda a disipar el calor durante la soldadura, reduciendo la distorsión cuando los procedimientos están bien controlados.
2024 y 7075 cuentan una historia diferente. Son malas opciones para estructuras marinas primarias muy soldadas. La mayoría de los componentes de alta integridad 7075 y 2024 en ambientes marinos están mecanizados a partir de placas o forjados y atornillados o remachados en su lugar, no soldados. Cualquier filosofía de reparación debe reconocer que: se reemplaza la pieza, no se vuelve a soldar en su lugar.
Instantánea de composición química típica
Una visión simplificada de su naturaleza química ayuda a explicar su comportamiento en un entorno marino. Los rangos típicos (porcentaje en masa) son:
2024:
Eso ~3,8–4,9, Mg ~1,2–1,8, Mn ~0,3–0,5, Fe ≤0,5, Si ≤0,5, Zn ≤ ≤0,25, Cr ≤0,1, resto Al.6061:
Mg ~ 0.8-1.2, s ~ 0.4-0.8, c ~) 0.0.40.4, Balaqui, Balance al.7075:
Zn ~ 5.6-6.1, mg ~ 2.1.9, CU ~ SE ≤0.24, SO ≤0.42, SE ≤0.4, Saldo al.
El creciente contenido de cobre y zinc de 6061 a 2024 a 7075 sigue casi perfectamente el aumento de la resistencia y la disminución de la resistencia a la corrosión marina. Esa compensación no es un defecto; es un parámetro de diseño.
Elegir el “grado marino” adecuado para su embarcación
La forma más sólida de pensar en 2024, 6061 y 7075 en el servicio marítimo no es como rivales, sino como un conjunto de herramientas.
6061 se convierte en la columna vertebral estructural para ensamblajes soldados que soportan rociados ocasionales, cargas de cubierta y tareas de superestructura. Funciona bien cuando se combina con procedimientos de soldadura correctos, revestimientos protectores y un diseño sólido para evitar el estancamiento del agua de mar.
2024 desempeña un papel de especialista en estructuras protegidas críticas contra la fatiga donde el ciclo de vida alto es crucial y la exposición al agua de mar está estrictamente controlada por el diseño y los recubrimientos.
7075 está reservado para componentes de precisión y de alta carga donde cada kilogramo cuenta y el entorno se puede diseñar: ubicaciones protegidas, carcasas selladas o instalaciones fuertemente revestidas y aisladas eléctricamente.
El aluminio de calidad marina no se define únicamente por la designación de la aleación. Se define por la inteligencia con la que se combinan la aleación, el temple, el método de fabricación, el medio ambiente y el sistema de protección. Si 6061, 2024 y 7075 se tratan como “placas de metal” intercambiables, el mar expondrá los errores en unos pocos años. Si se los trata como componentes cuidadosamente seleccionados de un sistema, cada uno con un trabajo y un entorno operativo claramente definidos, pueden brindar décadas de servicio seguro y eficiente en uno de los entornos más hostiles del planeta.
https://www.alusheets.com/a/marine-grade-aluminum-plate-2024-6061-7075.html
