La aleación de aluminio 2014 es la aleación a la que se recurre cuando una pieza debe mecanizarse desde macizo, soportar cargas elevadas y nunca ver una soldadura. Su contenido de cobre del 3,9–5,0% proporciona resistencia T6 en la misma clase que la 2024, a un precio: la resistencia a la corrosión en estado desnudo es pobre y la soldadura por fusión queda descartada.
Elegir entre 2014, 2024, 6061 y 7075 generalmente depende de cuatro preguntas: cuánta resistencia necesita el diseño, si la pieza se suelda, a qué estará expuesta y cuánto mecanizado requiere. Esta guía aborda esas cuatro, utilizando los valores de temple que realmente aplican en lugar de los que más se republican.
¿Qué es la aleación de aluminio 2014?
La 2014 es una aleación de la serie 2xxx basada en cobre en lugar de zinc o magnesio. Esa elección determina todo lo demás: alta resistencia tras el envejecimiento, buena maquinabilidad, pobre resistencia a la corrosión en estado desnudo y un problema de soldabilidad que ningún tratamiento térmico rescata.
El cobre no es el único elemento activo. Debido a que la 2014 también contiene 0,50–1,2% de silicio, el envejecimiento precipita θ′ (Al₂Cu) y S′ (Al₂CuMg), formándose también Mg₂Si y fase Q (Al₅Cu₂Mg₈Si₆). El silicio libre es lo que hace que la 2014 rompa bien la viruta en el taller. También es parte de la razón por la que la aleación tiene menor tenacidad a la fractura que la 2024.
Composición química
| Elemento | Contenido (wt%) | Qué hace |
| Cobre | 3.9 – 5.0 | Endurecedor primario |
| Magnesio | 0.20 – 0.80 | Eleva la respuesta al envejecimiento |
| Silicio | 0.50 – 1.2 | Mejora la maquinabilidad, reduce la tenacidad |
| Manganeso | 0.40 – 1.2 | Control de grano y endurecimiento secundario |
| Hierro | 0,70 máximo | Impureza; reduce la tenacidad |
| Zinc | 0,25 máx. | Impureza |
| Titanio | 0,15 máx. | Refinador de grano |
| Cromo | 0,10 máx. | Impureza |
| Otros | 0.05 máx. cada uno, 0.15 máx. total | — |
El límite inferior de manganeso es el dato que los compradores suelen equivocar con más frecuencia: es 0,40%, no 0,20%. La cifra de 0,20% es el límite inferior del magnesio, y ambas filas aparecen juntas en la mayoría de las tablas publicadas. Un certificado de laminador que muestre menos de 0,40% de Mn no es 2014.
Propiedades mecánicas según el estado de templado
El error más común en los datos publicados de la 2014 es citar valores T4 como T6. Los 427 MPa de tracción y 290 MPa de fluencia que aparecen por todas partes etiquetados como “2014-T6” son los mínimos de T4/T451: 62 ksi y 42 ksi en AMS 4121. Diseñe con esos valores mientras especifica T6, y la resistencia a la fluencia en la que está confiando queda aproximadamente un 30% por debajo de lo que realmente entrega el T6.
| Temple | Tracción, mínimo | Fluencia, mínimo | Tracción / fluencia, típico | Alargamiento, típico | Dureza |
| T4 / T451 | 427 MPa (62 ksi) | 290 MPa (42 ksi) | 470 / 325 MPa | 20% | 105 HB |
| T6 / T651, placa | 448 – 462 MPa (65 – 67 ksi) | 379 – 407 MPa (55 – 59 ksi) | 483 / 414 MPa | 13% | 135 HB |
| T6 / T651, barra acabada en frío | 483 MPa (70 ksi) | 414 MPa (60 ksi) | 483 / 414 MPa | 13% | 135 HB |
Los mínimos varían según la forma del producto y el espesor, así que trate las bandas como el rango que realmente verá en un certificado en lugar de un número fijo. Para placa y barra en T6, diseñe contra el extremo inferior: 448 MPa de tracción y 379 MPa de fluencia, y deje que el certificado del laminador confirme en qué punto de la banda cayó su colada.
Propiedades físicas
La conductividad térmica es la segunda cifra que se cita erróneamente. El valor de 192 W/m·K corresponde a la 2014-O recocida; en T6 cae a aproximadamente 155 W/m·K, con la conductividad eléctrica bajando a cerca del 40% IACS, porque el cobre mantenido en solución sólida dispersa los electrones. El T4 es aún menor, cerca de 134 W/m·K, ya que casi todo el cobre permanece disuelto. Dimensione un disipador de calor a partir de la cifra de recocido y sobreestimará la disipación en casi un cuarto.
| Propiedad | Valor (T6 / T651) | Nota |
| Densidad | 2,80 g/cm³ | Igual en todos los temples |
| Módulo elástico | 73 GPa | Valor de diseño MMPDS 69,6 GPa |
| Conductividad térmica | 155 W/m·K | 2014-O recocida: 192 W/m·K |
| Conductividad eléctrica | 40% IACS | 2014-O recocida: 50% IACS |
| Rango de fusión | 507 – 638 °C | Igual en todos los temples |
| Dureza | 135 HB (≈155 HV) | T4: 105 HB |
| Expansión térmica | 23 µm/m·K | Igual en todos los temples |
Dónde se utiliza la 2014
La 2014 se gana su lugar donde una pieza se mecaniza desde macizo y se carga intensamente. Las aplicaciones a continuación comparten esa forma: cortadas de stock, ensambladas mecánicamente y protegidas del entorno por diseño rather than por suerte.
Ruedas de aeronave, piezas de freno y accesorios
Las forjas de 2014-T6 son la elección estándar para ruedas y cubos de ruedas de aeronave, componentes de freno, piezas de tren de aterrizaje y accesorios estructurales. El servicio de frenos y cubos opera en caliente, y la 2014-T6 mantiene resistencia utilizable en esas condiciones. Sin embargo, no es una aleación de alta temperatura: a 150 °C su resistencia a la fluencia ya ha caído más del 40%, y el calor sostenido requiere una aleación completamente diferente. Los largueros de ala y las cuadernas del fuselaje son otro caso: normalmente son de 7075 o 2024, y atribuírselos a la 2014 es una confusión común.
Municiones, misiles y piezas industriales
En hardware militar, la 2014 se emplea en componentes de municiones y misiles, no en protección de vehículos. La armadura de aluminio es una familia separada especificada según MIL-DTL-46027 (5083-H131), MIL-DTL-46063 (7039-T64) y MIL-DTL-46192 (2519-T87); la 2014 no aparece en ninguna de ellas. En el ámbito industrial, los cubos de ruedas de camión, las vigas equalizadoras y los componentes de precisión mecanizados son el trabajo habitual.
Cómo se compara 2014 con 2024, 6061 y 7075
| Característica | 2014 | 2024 | 6061 | 7075 |
| Aleación principal | Cu 3,9–5,0, Si 0,50–1,2 | Cu 3,8–4,9, Mg 1,2–1,8, Mn 0,30–0,9 | Mg 0,8–1,2, Si 0,40–0,8, Cu 0,15–0,40 | Zn 5,1–6,1, Mg 2,1–2,9, Cu 1,2–2,0 |
| Tracción, típico | 483 MPa (T6) | 470 MPa (T3) | 310 MPa (T6) | 570 MPa (T6) |
| Corrosión, desnudo | Pobre | Pobre | Muy buena | Moderado |
| Soldabilidad | No recomendada | No recomendada | Excelente | No recomendada |
| Maquinabilidad | Buena — el silicio libre ayuda al control de viruta | Bien | Bien | Bien |
| Tenacidad a la fractura | Baja, KIC ≈19–24 MPa√m (T6) | Moderada, ≈30–44 MPa√m (T3) | Alta | Moderado |
| Uso típico | Ruedas, piezas de freno, racores | Revestimientos, estructuras | Bastidores, marino, tuberías | Aeronaves, militar |
Cada resistencia en esta tabla es un valor típico de Aluminum Association, y los mínimos especificados se sitúan hasta aproximadamente un 10 % por debajo de ellos — no lea 483 MPa como un límite garantizado. El compromiso que hace visible es la tenacidad frente a todo lo demás: el mismo silicio que ayuda al 2014 a romper viruta es parte de la razón por la que posee la menor tenacidad a la fractura de este grupo.
Go/No-Go: Cuándo especificar 2014
Utilice 2014 cuando:
- La pieza se mecaniza desde macizo y el corte es la operación costosa. El silicio libre en el 2014 rompe la viruta, lo que mantiene la vida útil de la herramienta y el tiempo de ciclo fuera de problemas.
- La resistencia importa y la pieza se ensambla mediante remachado, atornillado o encolado en lugar de soldadura.
- La temperatura de servicio se mantiene por debajo de aproximadamente 150 °C. Más allá de eso, las aleaciones de la serie 2xxx decaen rápidamente, y una aleación de forja resistente al calor como 2618 se convierte en la mejor pregunta.
- Ya está previsto un acabado protector — chapa Alclad, anodizado, imprimación o recubrimiento en polvo.
No utilice 2014 cuando:
- El diseño requiera soldadura por fusión. La aleación no está cubierta por AWS D1.2, donde 2219 es la única aleación de la serie 2xxx, y ASM califica su soldabilidad por arco como D — 6061 es el sustituto soldable para la mayoría de estas piezas.
- La pieza permanece desnuda en servicio marino con agua salada, químico o húmedo. El 2014 desnudo se corroe aproximadamente a la velocidad del 2024, es decir, rápidamente.
- La tenacidad a la fractura o la tolerancia al daño impulsan el diseño. La baja tenacidad es el punto débil estructural del 2014, no una consideración secundaria.
- La unión debe soportar vibración sostenida con un requisito conocido de crecimiento de grieta. Elija 2024 o un aleación de grado 7075 en su lugar.
Desnudo o Alclad es la decisión que más a menudo se omite. El Alclad 2014 se desempeña bien en servicio atmosférico, mientras que el 2014 desnudo necesita un acabado que rara vez recibe en un taller de mecanizado. Las combinaciones de forma y temple se enumeran en el página de producto de aleación de aluminio 2014.
Conclusión
El 2014 aporta resistencia de clase 2024 a un grado que se mecaniza limpiamente, y lo cobra en dos aspectos: la resistencia a la corrosión en estado desnudo es pobre, y la aleación no puede soldarse por fusión. Ninguno de estos costos puede eliminarse mediante ingeniería a posteriori — la pieza debe diseñarse en torno a ellos desde el principio.
Suministramos 2014 desnudo o Alclad en el temple que su plano requiera, y señalaremos una unión soldada antes de que el pedido llegue a producción, porque esa unión generalmente es mejor remacharla o encolarla. Cada pedido se envía con un MTC.
Envíe el plano con el temple y el entorno de servicio marcados, y confirmaremos la forma y el acabado adecuados.
