duraluminio

El duraluminio es una aleación de aluminio forjado que contiene aproximadamente 93-97% de aluminio, con cobre como principal elemento de refuerzo en alrededor de 3.5-4.5%, además de pequeñas cantidades de manganeso (0.4-0.8%), magnesio (1.2-1.8%) y trazas de hierro y silicio. Fue desarrollado en Alemania en 1906 y nombrado por la fábrica Dürener Metallwerke donde se originó. La aleación combina la baja densidad del aluminio con una resistencia que se aproxima a la del acero dulce, lo que la hace aproximadamente el doble de fuerte que el aluminio puro, a la vez que es un 30% más ligera que el acero.

La diferencia crítica entre el duraluminio y otras aleaciones de aluminio radica en su tratamiento térmico. La aleación se somete a un tratamiento térmico de solución a unos 500°C, luego se enfría en agua, seguido de un envejecimiento artificial a 130-180°C. Este proceso de envejecimiento, llamado endurecimiento por precipitación, permite que se formen fases ricas en cobre dentro de la estructura granular, aumentando sustancialmente la dureza y la resistencia a la tracción. Sin este paso de envejecimiento, la aleación permanece relativamente blanda. La resistencia suele alcanzar los 420-480 megapascales de resistencia a la tracción después de un tratamiento térmico adecuado, con buena resistencia a la fatiga.

Variantes y limitaciones

Las especificaciones modernas distinguen varias variantes de duraluminio. Las normas británicas y americanas (2017-T4 y designaciones similares) describen la aleación en diferentes condiciones de temple. El temple T4 representa material tratado en solución y envejecido naturalmente; el T6 representa material tratado en solución y envejecido artificialmente para máxima resistencia. Las variaciones en el contenido de cobre y los oligoelementos producen diferentes propiedades adecuadas para aplicaciones aeroespaciales específicas, desde paneles de revestimiento que requieren buena conformabilidad hasta vigas estructurales que necesitan máxima resistencia.

La aleación tiene inconvenientes reales. Su resistencia a la corrosión es pobre en comparación con el aluminio puro; la exposición al agua de mar y a los cloruros provoca picaduras y agrietamiento por corrosión bajo tensión, particularmente a lo largo de los límites de grano. Las aeronaves fabricadas con duraluminio requieren medidas de protección que incluyen capas de revestimiento de aluminio puro en la superficie o recubrimientos de conversión química. El alto contenido de cobre también hace que el duraluminio sea caro y difícil de reciclar con otros desechos de aluminio.

Aunque la industria aeroespacial moderna utiliza cada vez más aleaciones de aluminio 7075 y materiales compuestos para relaciones resistencia-peso más altas, el duraluminio sigue en servicio en aeronaves más antiguas y en aplicaciones donde su combinación de resistencia moderada, resistencia razonable a la corrosión y trabajabilidad se adapta al diseño. Su importancia histórica radica en haber permitido la construcción de aeronaves totalmente metálicas a principios del siglo XX, reemplazando los marcos de tela y madera.