Hoja de aluminio T5 T6
Hoja de aluminio T5 T6: más allá de los códigos de temperamento: cómo la microestructura da forma al rendimiento en el mundo real
Cuando los ingenieros hablan de láminas de aluminio “T5” o “T6”, a menudo las tratan como simples etiquetas de temple. En realidad, la diferencia entre T5 y T6 es unaestrategia microestructuralque controla directamente la resistencia, la conformabilidad, la estabilidad térmica y la confiabilidad a largo plazo de los componentes.
1. ¿Qué significan realmente T5 y T6?
1.1 Designación de temperamento en contexto
La designación de la hoja de aluminio es la siguiente:
Serie de aleación + temperamento(p.ej,6061 mm,6082‑T5).
- Aleación: Química (p. ej., serie 6000 Al‑Mg‑Si, serie 7000 Al‑Zn‑Mg‑Cu).
- Temperamento: Historia termomecánica (cómo se “sintonizó” la microestructura).
Eltfamilia de temperamento:Tratado térmicamente para producir estados estables distintos de F, O o H..
1.2 Lógica microestructural T5 vs T6
Ambos son temperamentos que envejecen artificialmente paratratable térmicamentealeaciones (2xxx, 6xxx, 7xxx etc.), especialmente serie 6000 para chapa.
T5–Envejecido artificialmente a partir de una fabricación a temperatura elevada.
Evolución típica:
- El material se extruye/lamina/forma a alta temperatura (solución parcial de fases solubles).
- Enfriamiento rápido desde ese estado caliente (a menudo aire o enfriamiento controlado).
- Envejecimiento artificial(normalmente entre 160 y 220 °C) para alcanzar las propiedades mecánicas requeridas.
Resultado:
- Resistencia moderada a alta.
- Mejor estabilidad dimensionaldespués de formarse a temperatura elevada.
- A menudo, un poco más dúctil que el T6 completo, según la aleación.
Flotar–Solución tratada térmicamente + apagada + envejecida artificialmente
Evolución típica:
- Tratamiento de solución(p. ej., ~525–545 °C para 6xxx): Solubles en solución sólida.
- enfriamiento rápidopara retener la solución sólida sobresaturada.
- Envejecimiento artificialcerca de la condición de resistencia máxima.
Resultado:
- Mayor fuerza máximaque T5.
- Menor alargamiento (menos conformable después).
- Mayor dureza y mejor resistencia a la fatiga; más propenso a apagar la distorsión y la tensión residual.
diferencia en la práctica:
- T6 = mayor resistencia/rigidez para una lámina de aleación determinada; Elija cuándo la estructura está diseñada para ser rígida o para soportar cargas.
- T5 = ligeramente “más suave” pero más conformable y térmicamente estable respecto de la condición original; útil cuando la resistencia es importante, pero aún se requiere posprocesamiento/formado.
2. Aleaciones comunes disponibles en T5 y T6 para láminas
En forma de lámina y placa, estas combinaciones son típicas de las aleaciones de Al‑Mg‑Si (6xxx):
- 6061 mm(ocasionalmente placa T5)
- 6063‑tḥ / tat(más común para extrusiones pero también para láminas en algunas regiones)
- 6082 mm(lámina y placa estructural)
- 6005 A - Takh / Tatt(principalmente perfiles/láminas para aplicaciones estructurales/fachadas)
Entre estos,Hoja de 6061 tyPlaca 6082‑T6son, con diferencia, los más utilizados cuando se requiere alta resistencia con buena resistencia a la corrosión y soldabilidad.
A continuación nos centramos en una aleación representativa,6061‑Tḥ / Tật, que ilustra las características típicas de la lámina de aluminio T5/T6.
3. Composición química – Ejemplo: Aleación 6061 (T5/T6)
3.1 Composición química (límites típicos, % en peso)
| Elemento | Rango de aleación 6061 (%) |
|---|---|
| Y | 0,40 – 0,80 |
| fe | ≤ 0,70 |
| Cu | 0,15 – 0,40 |
| Minnesota | ≤ 0,15 |
| magnesio | 0,80 – 1,20 |
| cr | 0,04 – 0,35 |
| zinc | ≤ 0,25 |
| De | ≤ 0,15 |
| Otros, cada uno | ≤ 0,05 |
| Otros, totales | ≤ 0,15 |
| Alabama | Balance |
Perspectiva microestructural:
- Mg + Si → Mg₂Si precipitadurante el envejecimiento » principal mecanismo de resistencia.
- con, crrefina la estructura del precipitado y mejora la resistencia y la tenacidad.
- RazonableZn, Fe, ManganesoEl contenido ayuda a controlar el tamaño y la textura del grano sin intermetálicos gruesos dañinos (si se procesa correctamente).
4. Parámetros mecánicos y físicos (Hoja Representante 6061‑T5/T6)
4.1 Propiedades mecánicas (típicas)*
| Propiedad | 6061‑T5 | 6061 mm |
|---|---|---|
| Resistencia a la tracción, Rm | ~240–260 MPa | ~275–310 MPa |
| Límite elástico, Rp0,2 | ~160–190 MPa | ~240–275 MPa |
| Alargamiento (calibre L0=50 mm) | ~10–14% | ~8–12% |
| Dureza Brinell (HBW) | ~70–80 | ~85–95 |
*Los valores varían según el estándar del producto (GB/T, EN, ASTM/AA), el espesor y el proveedor. Utilice certificados de prueba de fábrica para trabajos críticos de diseño.
4.2 Propiedades físicas (aprox.)
- Densidad:2,70 g/cm³
- Módulo elástico:~69–71 GPa
- Conductividad térmica:~170–200 W/(m·K)
- Coeficiente de expansión térmica:~23–24 × 10⁻⁶ /K(20-100 ºC)
- Conductividad eléctrica:~40–43% SIGC(T6 ligeramente más bajo que los temperamentos F/O debido a la precipitación)
5. Estándares y normas de implementación
5.1 Normas de productos internacionales y regionales
Dependiendo de los mercados, las láminas/placas de aluminio T5/T6 a menudo se producen para:
- ASTM/AA (Norteamérica)
- ASTM B209 – Láminas y placas de aluminio y aleaciones de aluminio.
- Aleación y temple: por ejemplo,6061 mm,6082 mmetc.
- ES (Europa)
- EN 485‑1/2/4 – Aluminio forjado y aleaciones de aluminio – láminas/placas.
- EN 573 – Composición química.
- GB/T (China y otras regiones que utilizan GB como referencia)
- GB/T 3880 – Placa y tira de aluminio forjado en general.
- GB/T 3190 – Límites de composición química.
- Jis (Japón)
- Serie JIS H4000 (hoja/placa, temples T5/T6 según lo especificado).
5.2 Normas de temperamento (definición y requisitos de propiedad)
- ASTM B918/B918M– Tratamiento Térmico de Aleaciones Forjadas de Aluminio (directrices para procesos T5/T6).
- ISO 2107 / EN 515– Designación de los temperamentos; Defina T5/T6 en términos de ruta de proceso y conjuntos mínimos de propiedades.
Los fabricantes certifican:
- Designación de aleación (p. ej., 6061),
- Temperamento (T5 o T6),
- Análisis químico,
- Propiedades mecánicas (rendimiento, tracción, alargamiento),
- Tolerancias dimensionales/planitud.
6. Cómo funciona el templado T5/T6 en la práctica
De unfuncionalDesde el punto de vista de la temperatura, la selección del temperamento es una “ingeniería de parámetros”: control de calor y tiempo, tipo, tamaño y distribución del precipitado.
6.1 Flujo de proceso típico para la hoja 6061-T6
- Laminación en caliente / fundición de placas
- Plancha fundida → homogeneización → laminación en caliente a calibre intermedio.
- Tratamiento térmico de solución.
- Horno: ~525–545 °C, remojo controlado.
- Objetivo: disolver Mg₂Si + modificar fases ricas en Fe para una microestructura más limpia.
- enfriamiento rápido
- Polímero de agua/enfriamiento a temperatura y agitación controladas.
- Es fundamental para evitar precipitaciones prematuras y fuertes.
- Estiramiento/rodamiento nivelado (opcional)
- Alivia las tensiones internas, reduce la distorsión durante el servicio/mecanizado.
- Envejecimiento artificial (T6)
- Mantener a ~160–190 °C durante varias horas.
- Produce una red de precipitado fino y denso de β''/β' (Mg₂Si): condición de máxima resistencia.
- Corte final, aplanado, inspección, embalaje.
6.2 Curvas de envejecimiento T5 vs T6
- Si traza la fuerza versus el tiempo de envejecimiento:
- Menor de edad (tipo T4): alta ductilidad, menor resistencia.
- Edad máxima (T6): máxima dureza/resistencia; precipita cerca del tamaño y distribución óptimos.
- Sobreedad (tipo T7/T73): resistencia ligeramente menor, mejor corrosión por tensión y estabilidad a altas temperaturas.
T5Se puede pensar que se formó a temperatura elevada →Envejecimiento controlado desde esa condición parcialmente disuelta.—un compromiso deliberado entre conformabilidad y resistencia finalsin un ciclo completo de solución/enfriamiento.
7. Ventajas funcionales de la lámina de aluminio T5/T6
7.1 Eficiencia estructural
- Mayor resistencia específica que el acero dulce(fuerza por unidad de peso).
- Ahorro de peso ≈ 40–60 % frente al acero con niveles de rigidez comparables (según el diseño).
- T6 particularmente beneficioso en estructuras de placa planacomo pisos, paneles y cubiertas que necesitan una deflexión mínima.
7.2 Resistencia a la corrosión
- Las aleaciones de Al‑Mg‑Si (6061/6082) son inherentemente resistentes a la corrosión.
- Placas templadoras T5 y T6 de uso frecuentedesnudo, o con:
- Anodizado (para fachadas, transporte, productos de consumo).
- Recubrimiento en polvo o recubrimiento PVDF (arquitectura).
- Estabilidad microestructuralen T6 (precipitados finos) resiste las picaduras y la corrosión general si las superficies expuestas se mantienen limpias.
7.3 Soldabilidad
- TIG, MIG, soldable con láser con relleno optimizado (p. ej., ER4043, ER5356).
- Después de soldar:
- HAZ puede moverse localmente desde T6 de regreso a unsobreenvejecido / suavizadocondición similar a T4-T5.
- El diseño debe tener en cuentafuerza reducida de la HAZversus material base T6.
- El material base T5 tiene una resistencia máxima ligeramente menor; la pérdida relativa en HAZ puede sermenos drástico.
7.4 Maquinabilidad y conformabilidad
- Flotar: excelente maquinabilidad – virutas limpias, buen acabado superficial; conformabilidad reducida vs. temples suaves (O/T4).
- T5: a menudo se elige cuando aún se requiere un conformado moderado (embutición superficial, doblado con radios razonables)despuésenvejecimiento, ejerciendo al mismo tiempo control sobre el estrés residual.
8. Aplicaciones: dónde sobresalen las láminas de aluminio T5/T6
8.1 Transporte: camiones, autobuses, remolques, ferrocarril
- Paneles exteriores de la carrocería(T5 cuando todavía es necesario dar forma a paneles grandes; T6 para placas de suelo planas y resistentes).
- Pisos y paredes laterales del remolque(por ejemplo, placa 6082‑T6 para resistencia a cargas puntuales pesadas).
- Bastidores de autobús, portaequipajes— combinación de extrusiones y láminas en temple T6.
Perspectiva funcional:
- Reducción de peso ⇒ mayor carga útil, mejor eficiencia de combustible.
- Las hojas T6 mantienenEstabilidad dimensional en grandes luces., reduciendo la vibración y el “enlatado de aceite”.
8.2 Estructuras marinas y offshore
- Placas de cubierta, estructuras de puente de gobierno, superestructuras.: generalmente 5xxx para mayor Mg, sin embargo, aparecen láminas 6xxx T6/T5 en áreas que necesitan rigidez y maquinabilidad del marco (por ejemplo, placas de montaje, paneles de equipos).
- Placas de muelle y pasarelacon patrones antideslizantes.
Por qué T6:
- Combinación de química resistente a la corrosión (Mg₂Si) con alto límite elástico; Fácil mecanizado para instalaciones de hardware.
- Sistemas de protección típicos: anodizado + revestimientos marinos.
8.3 Equipos mecánicos y bases de máquinas.
- Mesas de máquina, accesorios, plantillas.utilizando placas 6061‑T6/6082‑T6.
- Robótica, soportes de equipos semiconductores: necesitan planitud, rigidez y buena maquinabilidad.
Aquí la microestructura importa:
- Templado T6 ⇒ alta rigidez yPrecisión estable bajo carga y ciclos térmicos menores..
- A veces se prefiere T5 cuando se integran refuerzos soldados/formados localmente; T6 se logra local o globalmente más tarde.
8.4 Construcción y uso arquitectónico
- Fachadas de edificios(paneles formados usando T5),marcos de ventanas(principalmente extrusiones, pero relleno de láminas),cubiertas de doselyláminas de techo.
- Para fachadas:
- Las láminas T5/T6 6xxx se pueden anodizar o recubrir con PVDF con una excelente estabilidad del color.
- Una mayor resistencia permite láminas más delgadas para paneles de gran tamaño, lo que mejora el costo, el peso y las cargas de sujeción.
8.5 Aeroespacial/defensa (partes no críticas)
Las estructuras de aeronaves primarias directas rara vez utilizan 6xxx; sin embargo:
- Rampas, plataformas de herramientas, equipos de asistencia en tierra., los interiores de los aviones utilizan láminas 6061‑T6 para paneles ligeros y rígidos.
- Los drones UAV y los mástiles de soporte suelen utilizar láminas T6 debido a su alta relación rigidez-peso junto con una buena maquinabilidad.
8.6 Energías renovables y electrónica
- Placas de montaje y soportes para marcos solares.– resistente a la corrosión, ligero para tejados.
- Disipadores de calor, chasis electrónico.(donde se necesita rendimiento térmico + maquinabilidad):
- T6: buena conductividad térmica + rigidez mecánica + mecanizado preciso → instalación estable de PCB y componentes.
9. Elegir entre T5 y T6: una visión centrada en el diseño
Piense en la elección como un equilibrio entre 4 variables:Fortaleza,Formabilidad,Distorsión,Secuencia del proceso.
9.1 Cuándo elegir T6
Seleccionarhoja de aluminio T6cuando:
- Se necesita máxima resistencia a la tracción/elástico →estructura más rígidao calibre más delgado.
- La mayor parte del formado se realizaanteslas necesidades de revenido o conformado final son bajas (curvas simples con radio adecuado).
- La alta precisión del mecanizado y la rigidez estable son más importantes que el conformado profundo.
- Las cargas de servicio incluyen flexión o presión cíclica → la resistencia a la fatiga mejorada proporciona margen.
Ejemplos típicos:
- Placas/pisos portantes, tableros de máquinas, soportes y marcos estructurales, bases de equipos de alta precisión.
9.2 Cuándo elegir T5
Seleccionarhoja de aluminio T5cuando:
- Sólo se necesita una mejora moderada de la fuerza con respecto a T4, condistorsión mínimade solución/apagado.
- El producto emerge caliente de la extrusión/laminación y no se tratará completamente mediante enfriamiento con solución: el envejecimiento artificial afina el rendimiento mecánico final.
- Aún necesitas realizar un moldeado o modelado moderado.despuésenvejecimiento.
- Los costes y la simplicidad del proceso son prioritarios sobre la extracción de lo último que queda de fuerza.
Ejemplos típicos:
- Paneles de construcción conformados por trefilado, revestimientos de vehículos que requieren conformado con rodillos, tabiques móviles, marcos no críticos donde los requisitos de resistencia son modestos.
10. Notas prácticas de diseño y procesamiento.
10.1 Rango de espesor y tolerancias
Rangos comunes (varían según el molino):
- Hoja:~0,2 mm – 6,0 mm
- Lámina:6,0 mm – 200+ mm
Una planitud más ajustada es más fácil con T6 (post-estiramiento), pero:
- Las placas gruesas pueden soportar mayores tensiones residuales; El mecanizado CNC puede provocar un “desprendimiento” si no se alivia la tensión.
- Muchos productores ofrecenfundición de precisión + placas envejecidas T6con rutas especiales para aliviar el estrés.
10.2 Radios de curvatura mínimos (pautas aproximadas para 6xxx en T5/T6)
- Eje de flexión transversal a la dirección de rodadura; fibra exterior R:
- 6061‑T6: aproximadamente3–4 × espesor de la hoja (t)o más para fibras externas sin grietas.
- 6061‑T5: puede doblarse un poco más (2–3 × t), verificar siempre mediante prueba.
- Conformado en caliente o preenvejecimiento (T4 → T6 después del conformado) a veces se utiliza para curvaturas profundas.
10.3 Tratamientos superficiales
Típico:
- Anodizado(decorativo o anodizado duro):
- Las láminas T6/T5 6000 se anodizan uniformemente con el pretratamiento adecuado.
- Recubrimiento en polvo, pintura líquida, PVDF:
- Mejora la resistencia a la corrosión y a los rayos UV, permite la consistencia del color para la arquitectura y el transporte.
Los tratamientos previos a la anodización/pintura (limpieza, recubrimiento de conversión) son vitales para una adhesión consistente, especialmente en T5/T6 con óxidos superficiales estables.
11. Ejemplos de tablas de propiedades químicas y mecánicas para documentos de diseño
A continuación se muestra uncondensadoconjunto de ejemplos que a menudo se adjunta a las especificaciones. Ajústelo siempre al estándar y aleación exactos aplicables.
11.1 Ejemplo: Aleación de aluminio 6061 – Tabla de composición química
| Aleación | Y | fe | Cu | Minnesota | magnesio | cr | zinc | De | Otros cada uno | Otros Total | Alabama |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 6061 | 0,40–0,80 | ≤0,70 | 0,15–0,40 | ≤0,15 | 0,80–1,20 | 0,04–0,35 | ≤0,25 | ≤0,15 | ≤0,05 | ≤0,15 | Balance |
11.2 Ejemplo: Hoja 6061‑T5/T6: propiedades mecánicas mínimas* (espesor ≤ 12,5 mm, solo ilustrativo)
| Temperamento | Resistencia a la tracción Rm (MPa) | Límite elástico Rp0.2 (MPa) | Elongación A50 (%) |
|---|---|---|---|
| T5 | ≥ 230 | ≥ 160-170 | ≥ 10 |
| Flotar | ≥ 260–275 | ≥ 240 | ≥ 8-10 |
*Consulte la norma específica (ASTM B209, EN 485, GB/T 3880, etc.) para conocer los números exactos.
En lugar de etiquetas de vainilla,T5yFlotarLos temperamentos definen distintas estrategias microestructurales:
- Flotar: solucionado, apagado y envejecido máximamente paramáxima resistencia y rigidez→ mejor cuando los paneles soportan cargas, resisten la deflexión y permiten un mecanizado de alta precisión.
- T5: enfriado desde la temperatura de fabricación y luego envejecido hasta alcanzar una resistencia moderada → mejor cuando lo necesitaresistencia razonable más conformabilidad, distorsión inducida por enfriamiento reducida y procesamiento más simple.
Según la forma en que interactúan la química de la aleación (precipitados de Mg-Si), los parámetros del tratamiento térmico y los criterios estructurales, puede elegir la lámina de aluminio T5/T6 no solo por costumbre o por lista de proveedores, sino también como opción.decisión de ingeniería deliberada— adaptar el peso, el rendimiento, la capacidad de fabricación y el costo del ciclo de vida a la función exacta de su producto.