Las propiedades y la estabilidad dimensional de las aleaciones de aluminio pueden ajustarse mediante recocido, temple o tratamiento térmico de solubilización, envejecimiento natural y artificial, sobreenvejecimiento y tratamiento cíclico. Esta guía explica la finalidad, el rango de temperaturas, el tiempo de mantenimiento, el método de enfriamiento y el efecto esperado de cada proceso. Asimismo, resume las designaciones básicas de temple F, O, H, W y T definidas para los productos de aluminio forjado, lo que ayuda a los lectores a relacionar el historial de procesamiento con la resistencia, la ductilidad, la resistencia a la corrosión, las tensiones internas y la estabilidad dimensional. El artículo conserva las condiciones de proceso, las unidades, los grados de material y las relaciones técnicas indicadas en la fuente, a modo de referencia práctica.
El recocido alivia las tensiones de fundición y las tensiones internas provocadas por el mecanizado, estabiliza la forma y las dimensiones de la pieza y esferoidiza algunos cristales de silicio en las aleaciones de Al-Si para mejorar la ductilidad. Las piezas fundidas de aleación de aluminio se calientan a una temperatura de entre 280 y 300 °C, se mantienen a esa temperatura durante 2 o 3 horas y se enfrían en el horno hasta alcanzar la temperatura ambiente. La solución sólida se descompone lentamente y las partículas precipitadas de la segunda fase se fusionan, lo que alivia las tensiones internas, estabiliza las dimensiones, mejora la ductilidad y reduce la deformación y el alabeo.
El temple consiste en calentar una pieza fundida de aleación de aluminio a una temperatura elevada, generalmente cercana al punto de fusión eutéctico y, por lo general, superior a 500 °C, y mantenerla a esa temperatura durante más de 2 horas para que las fases solubles se disuelvan por completo. A continuación, la pieza fundida se enfría rápidamente en agua a una temperatura de entre 60 y 100 °C. El enfriamiento rápido permite retener la máxima cantidad de componentes de refuerzo en solución a temperatura ambiente. Este tratamiento también se denomina tratamiento térmico de solubilización o tratamiento en frío.
El envejecimiento, también denominado templado a baja temperatura, consiste en calentar una pieza fundida de aleación de aluminio templada a una temperatura específica, mantenerla a dicha temperatura y, a continuación, enfriarla al aire hasta alcanzar la temperatura ambiente. El proceso descompone la solución sólida sobresaturada y estabiliza la matriz de la aleación. A medida que aumentan la temperatura y el tiempo, los átomos se reorganizan primero en la red cristalina de la solución sólida sobresaturada para formar zonas G-P I ricas en soluto. Las zonas G-P I desaparecen, los átomos de la segunda fase se segregan según un patrón definido y se forman zonas G-P II. Las etapas posteriores incluyen la formación de una segunda fase metaestable, la coexistencia de numerosas zonas G-P II con una pequeña cantidad de fase metaestable, la transformación de la fase metaestable en la fase estable y la coalescencia de las partículas de la segunda fase. El envejecimiento se divide en envejecimiento natural y artificial. El envejecimiento natural se produce a temperatura ambiente; el envejecimiento artificial incluye el envejecimiento artificial parcial, el envejecimiento artificial completo y el sobreenvejecimiento.
La pieza fundida se calienta hasta una temperatura de entre 150 y 170 °C y se mantiene a esa temperatura durante un periodo de entre 3 y 5 horas. Esto proporciona una buena resistencia a la tracción, ductilidad y tenacidad, pero una resistencia a la corrosión relativamente baja.
La pieza fundida se calienta hasta una temperatura de entre 175 y 185 °C y se mantiene a esa temperatura durante un periodo de entre 5 y 24 horas. De este modo se consigue una resistencia a la tracción suficiente y la máxima dureza, aunque con un menor alargamiento.
La pieza fundida se calienta hasta una temperatura de entre 190 y 230 °C y se mantiene a esa temperatura durante un periodo de entre 4 y 9 horas. La resistencia disminuye y la ductilidad aumenta, lo que mejora la resistencia a la tensión y a la corrosión. Este proceso también se denomina «templado de estabilización».
La pieza fundida se enfría hasta una temperatura inferior a cero, como −50, −70 o −195 °C, y se mantiene a esa temperatura; a continuación, se calienta hasta una temperatura inferior a 350 °C. La contracción y expansión repetidas de la red cristalina de la solución sólida provocan pequeños desplazamientos de los granos en cada fase, lo que lleva a las zonas de segregación atómica y a las partículas intermetálicas a un estado más estable. Esto mejora la estabilidad dimensional y volumétrica. El tratamiento cíclico se utiliza para piezas de alta precisión y estabilidad dimensional, incluidos algunos componentes de instrumentos de inspección, pero no se aplica normalmente a las piezas de fundición en general.
ISO 2107:2023, Aluminio y aleaciones de aluminio – Productos forjados – Designaciones de estado, define las denominaciones básicas de los templados utilizando una letra mayúscula.
| Código | Nombre | Descripción y aplicación |
|---|---|---|
| F | Tal y como se ha fabricado | Productos para los que no se aplica ningún control especial sobre el endurecimiento por deformación ni sobre las condiciones de tratamiento térmico durante el conformado. Normalmente no se especifican límites concretos en cuanto a las propiedades mecánicas. |
| O | Recocido | Productos de aluminio forjado y de aleaciones de aluminio sometidos a recocido para obtener una menor resistencia y una mayor ductilidad. |
| H | Endurecido por deformación | Productos endurecidos por deformación. Tras el endurecimiento por deformación, se puede aplicar un tratamiento térmico adicional para reducir parcialmente la resistencia. |
| W | Tratado térmicamente en solución | Productos que envejecen de forma natural a temperatura ambiente tras un tratamiento térmico en solución. Este estado de templado inestable se utiliza normalmente solo durante el envejecimiento natural. |
| T | Sometido a un tratamiento térmico para alcanzar un estado de temple estable distinto de F, O o H | Productos que han alcanzado un estado de temple estable mediante tratamiento térmico, con o sin endurecimiento por deformación adicional. |
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