Extrusiones de aleación de magnesio frente a aluminio
Extrusiones de aleación de aluminio son populares sobre todo por su ligereza. Pero, ¿existe un material de extrusión aún más ligero que el aluminio? La respuesta es sí: las extrusiones de aleación de magnesio. Este artículo ofrece una comparación concisa entre las extrusiones de magnesio y aluminio, destacando sus principales diferencias y aplicaciones.
Comparación de pesos
El magnesio (Mg), con un número atómico de 12, es más ligero que el aluminio (Al), que tiene un número atómico de 13. Refleja esta diferencia. Como reflejo de esta diferencia, las aleaciones de magnesio tienen una densidad de 1,74 a 1,85 g/cm³, mientras que las aleaciones de aluminio son más densas, de 2,68 a 2,80 g/cm³. Como resultado, las aleaciones de magnesio son aproximadamente 30% más ligeras que las de aluminio.
Comparación de la resistencia a la corrosión
El aluminio es conocido por su excelente resistencia a la corrosión, razón principal de su uso generalizado. Cuando se expone al aire, el aluminio forma una capa de óxido fina, densa y adherente (Al₂O₃) que actúa como barrera protectora, impidiendo la oxidación y la corrosión posteriores. Esta propiedad inherente puede mejorarse aún más mediante composiciones de aleación específicas, como las de la serie 5xxx, diseñadas para aumentar la resistencia en entornos marinos.
En cambio, el magnesio es mucho más reactivo. Aunque también forma una capa de óxido cuando se expone al aire, esta capa no es densa ni adherente y tiene un volumen inferior al del metal base. Como resultado, la película de óxido se agrieta y se desprende con facilidad, exponiendo continuamente el magnesio fresco al medio ambiente y acelerando la corrosión. Debido a esta vulnerabilidad, las aleaciones de magnesio suelen requerir revestimientos o tratamientos superficiales especiales para ser aptas para la mayoría de las aplicaciones prácticas.
En comparación, la resistencia a la corrosión del aluminio es similar a la del acero inoxidable, mientras que la del magnesio es más comparable a la del hierro.
Comparación de propiedades mecánicas
A continuación se comparan las propiedades mecánicas de las aleaciones de aluminio y magnesio; las aleaciones de aluminio superan a las de magnesio en todos los aspectos.
| Propiedad | Aleación de aluminio | Aleación de magnesio |
|---|---|---|
| Densidad | 2,68-2,80 g/cm³ | 1,74-1,85 g/cm³ |
| Resistencia a la tracción | 200-600 MPa (7075-T6 máximo) | 150-350 MPa (ZK60 máximo) |
| Límite elástico | 100-500 MPa | 80-300 MPa |
| Alargamiento | 5-25% (excelente a temperatura ambiente) | 2-15% (quebradizo a temperatura ambiente, mejora a alta temperatura) |
| Rendimiento de fatiga | Buena (resiste cargas repetidas) | Inferior (sensible a las grietas), pero excelente amortiguación de las vibraciones |
| Dureza | Superior (6061-T6 ~95 HB, 7075-T6 ~150 HB) | Inferior (AZ31 alrededor de 60 HB) |
| Rendimiento a altas temperaturas | La resistencia disminuye por encima de 150°C | Mantiene la resistencia a 200-300°C (por ejemplo, piezas de motor) |
| Rendimiento a baja temperatura | Resistente hasta -196°C | Se vuelve quebradizo por debajo de -50°C |
| Métodos de tratamiento | Posibilidad de trabajo en frío y en caliente (por ejemplo, estampación, soldadura) | Principalmente trabajo en caliente (propenso al agrietamiento a temperatura ambiente, mejor por encima de 200°C) |
Comparación de costes
En primer lugar, el precio de los lingotes de magnesio es aproximadamente 30% superior al de los lingotes de aluminio, lo que encarece desde el principio el coste de la materia prima para las extrusiones de magnesio.
En segundo lugar, el magnesio es más difícil de extruir debido a su fragilidad y baja ductilidad, lo que duplica el coste de procesamiento en comparación con las extrusiones de aluminio. También es necesario un estricto control de la temperatura para evitar la combustión, lo que eleva aún más los costes de fabricación.
Por último, las extrusiones de magnesio requieren tratamientos superficiales adicionales para protegerlas de la corrosión, lo que añade otro coste que no suele ser necesario para los productos de aluminio.
Conclusión
Las extrusiones de aleaciones de magnesio ofrecen una ventaja significativa en términos de reducción de peso. Sin embargo, en casi todos los demás aspectos, como la resistencia a la corrosión, la solidez, la facilidad de fabricación y el coste, se quedan cortos en comparación con las extrusiones de aluminio. En consecuencia, las extrusiones de magnesio se eligen principalmente para aplicaciones muy especializadas que exigen la máxima reducción de peso, como en la industria aeroespacial y campos similares.
Las extrusiones de aleación de aluminio combinan baja densidad, excelente resistencia a la corrosión y alta resistencia, lo que las hace excepcionalmente versátiles. Como resultado, se utilizan ampliamente en diversos sectores como industrial, arquitectura, ventanamuebles, transporte, decoración, sistemas fotovoltaicosy la fabricación de automóviles.