390.0 / A390 (AlSi17Cu4.5Mg)
Aleación hipereutéctica con ~17% de silicio, extremadamente resistente al desgaste y de bajo coeficiente de expansión, para bloques de motor sin camisa, compresores y bombas.
La familia 390.0/A390 es una aleación hipereutéctica con 16–18% de silicio: por encima del punto eutéctico Al-Si (~12.6%), precipitan cristales primarios de silicio que confieren una resistencia al desgaste excepcional y un coeficiente de expansión térmica muy bajo (~18 µm/m·K). El cobre (4.0–5.0%) y el magnesio aportan resistencia por endurecimiento por precipitación (temple T6). Es la aleación de referencia para bloques de motor de aluminio sin camisa (linerless), compresores de aire acondicionado y bombas. Requiere modificación con fósforo (P) para refinar los cristales primarios de silicio. La fabricamos con base de aluminio primario más aleación madre de silicio.
Nomenclatura Internacional
| Norma | Designación |
|---|---|
| AA (USA) | 390.0 / A390.0 / B390.0 |
| UNS | A03900 |
| ISO | Al-Si17Cu4Mg |
Composición Química
| Elemento | Símbolo | Porcentaje |
|---|---|---|
| Aluminio | Al | Balance |
| Silicio | Si | 16.0–18.0% |
| Cobre | Cu | 4.0–5.0% |
| Magnesio | Mg | 0.45–0.65% |
| Hierro | Fe | ≤1.3% (390.0) · ≤0.50% (A390.0) |
| Manganeso | Mn | ≤0.10% (390/A390) · ≤0.50% (B390) |
| Zinc | Zn | ≤0.10% (390/A390) · ≤1.5% (B390) |
| Níquel | Ni | ≤0.10% (solo B390) |
| Titanio | Ti | ≤0.20% |
| Fósforo (refinador) | P | ~0.005–0.015% |
| Otros (cada) | — | ≤0.05% |
| Otros (total) | — | ≤0.15% (390/A390) · ≤0.20% (B390) |
Propiedades Físicas
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 2.73 g/cm³ |
| Coef. de expansión térmica | ~18 µm/m·K |
| Rango de fusión | ~507–650 °C |
Propiedades Mecánicas
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Resistencia a la tracción | ~280 MPa (T6) |
| Límite elástico | ~265 MPa (T6) |
| Elongación | ~1% (T6) |
| Dureza | 110–145 HB |
Características Principales
- Aleación hipereutéctica (16–18% Si) con cristales primarios de silicio para resistencia al desgaste excepcional
- Coeficiente de expansión térmica muy bajo (~18 µm/m·K) para estabilidad dimensional
- Requiere modificación con fósforo (P) para refinar los cristales primarios de silicio
- Cobre (4.0–5.0%) y magnesio para alta resistencia en el temple T6
- Permite bloques de motor de aluminio sin camisa (linerless)
- Grados 390.0, A390.0 (bajo Fe) y B390.0 (fundición a presión) según la aplicación
Comparativa con Aleaciones Similares
390.0 / A390 (AlSi17Cu4.5Mg) vs 336.0 (AlSi12CuNiMg)
Ambas son aleaciones Al-Si de fundición de muy baja expansión térmica, pero parten de filosofías distintas: la 390.0/A390 es hipereutéctica (16–18% Si, por encima del eutéctico ~12.6%) con cristales primarios de silicio y alto cobre (4.0–5.0%) para máxima resistencia al desgaste, ideal para bloques sin camisa. La 336.0 es eutéctica (~12% Si) con níquel (2.0–3.0%) tipo "Lo-Ex / Y-alloy", optimizada para la resistencia en caliente y la estabilidad dimensional de pistones de alto rendimiento.
| Dimensión | 390.0 / A390 (AlSi17Cu4.5Mg) | 336.0 (AlSi12CuNiMg) |
|---|---|---|
| Composición clave / aleantes | Hipereutéctica: Si 16–18%, Cu 4.0–5.0%, Mg 0.45–0.65%; requiere modificación con fósforo (P) | Eutéctica: Si 11–13%, Ni 2.0–3.0%, Cu 0.50–1.5%, Mg 0.7–1.3% |
| Microestructura Si | Cristales primarios de silicio (hipereutéctico) que dan resistencia al desgaste excepcional | Silicio eutéctico (~12%); el níquel forma intermetálicos refractarios para resistencia en caliente |
| Tratamiento térmico y resistencia | T6 (endurecimiento por precipitación): UTS ~280 MPa, límite elástico ~265 MPa, elongación ~1%, 110–145 HB | T551: UTS ~248 MPa · T65: UTS ~324 MPa, límite elástico ~296 MPa, ~125 HB |
| Expansión térmica (CTE) | ~18 µm/m·K (muy bajo) | ~19–20 µm/m·K (bajo) |
| Maquinabilidad / proceso | Los cristales primarios de Si son muy abrasivos: maquinado exigente (herramienta PCD); grados 390.0, A390.0 (bajo Fe) y B390.0 (fundición a presión) | Eutéctica con menos Si primario: maquinado más manejable que la hipereutéctica; fundición de molde/permanente |
| Soldabilidad | Pobre: el alto cobre (4.0–5.0%) la hace sensible a la fisuración; no recomendada para soldadura estructural | Limitada: aleación de pistón con Cu y Ni; no es una aleación pensada para soldadura |
| Aplicación típica | Bloques de motor sin camisa, cilindros, compresores de A/C, cuerpos de bomba y componentes hidráulicos de alto desgaste | Pistones de motor de alto rendimiento y diésel pesado, pistones de competición, pistones de compresor a alta temperatura |
390.0 / A390 (AlSi17Cu4.5Mg): Elige la 390.0/A390 cuando necesites máxima resistencia al desgaste y superficies de cilindro que funcionen sin camisa (bloques linerless, compresores, bombas), aceptando un maquinado más exigente y soldabilidad pobre por el alto cobre.
336.0 (AlSi12CuNiMg): Elige la 336.0 cuando fabriques pistones de alto rendimiento que exijan resistencia en caliente y máxima estabilidad dimensional, donde el níquel (2.0–3.0%) y la composición eutéctica importan más que el desgaste extremo del silicio primario.
Industrias y Aplicaciones
Automotriz
Bloques de motor sin camisa, cilindros, componentes resistentes al desgaste
Climatización (HVAC)
Componentes de compresores de aire acondicionado, rotores
Maquinaria
Cuerpos de bomba, pistones, componentes hidráulicos de alto desgaste
Notas Especiales
La 390.0/A390 es hipereutéctica (16–18% Si, por encima del eutéctico Al-Si de ~12.6%): los cristales primarios de silicio confieren la resistencia al desgaste. Los grados se diferencian por composición: la 390.0 admite Fe ≤1.3%; la A390.0 baja el hierro a ≤0.50% para mayor tenacidad; y la B390.0 está optimizada para fundición a presión (admite hasta Zn ≤1.5% y Mn ≤0.50%, además de Ni ≤0.10%). La adición de fósforo (~0.005–0.015%) es esencial para refinar y dispersar los cristales primarios de silicio. La fabricamos con base de aluminio primario más aleación madre de silicio y modificación con P.
Preguntas Frecuentes
¿Qué es la aleación 390.0/A390 y para qué se usa?
La 390.0/A390 (AlSi17Cu4.5Mg) es una aleación de fundición hipereutéctica Al-Si-Cu-Mg con ~17% de silicio, extremadamente resistente al desgaste y de muy baja expansión térmica. Es la aleación de referencia para bloques de motor de aluminio sin camisa (linerless), cilindros, compresores de aire acondicionado, rotores y cuerpos de bomba. Su combinación de resistencia al desgaste y estabilidad dimensional la hace ideal para componentes de alto desgaste en automoción, HVAC y maquinaria.
¿Por qué es hipereutéctica y qué le aporta el 17% de silicio?
Con 16.0–18.0% de silicio, la 390/A390 supera el punto eutéctico Al-Si (~12.6%), por lo que precipitan cristales primarios de silicio durante la solidificación. Esos cristales duros confieren una resistencia al desgaste excepcional y reducen el coeficiente de expansión térmica a ~18 µm/m·K, otorgando gran estabilidad dimensional. Por eso permite bloques de motor sin necesidad de camisas de hierro fundido.
¿Cuáles son los elementos de aleación clave y qué función cumple cada uno?
El silicio (16.0–18.0%) forma los cristales primarios que dan resistencia al desgaste y baja expansión. El cobre (4.0–5.0%) y el magnesio (0.45–0.65%) aportan resistencia mecánica mediante endurecimiento por precipitación en el temple T6. El fósforo (~0.005–0.015%) es esencial como refinador, ya que dispersa y afina los cristales primarios de silicio para evitar que crezcan demasiado.
¿Es tratable térmicamente y qué propiedades alcanza en el temple T6?
Sí, gracias al cobre y al magnesio es tratable térmicamente por endurecimiento por precipitación. En el temple T6 alcanza una resistencia a la tracción (UTS) de ~280 MPa, un límite elástico de ~265 MPa y una dureza de 110–145 HB. La elongación es baja (~1%), lo que refleja su carácter rígido y resistente al desgaste más que dúctil.
¿Qué diferencia hay entre los grados 390.0, A390.0 y B390.0?
Los tres comparten la base hipereutéctica Al-Si-Cu-Mg pero se diferencian por composición y proceso. La 390.0 admite hierro hasta ≤1.3%; la A390.0 baja el hierro a ≤0.50% para mayor tenacidad; y la B390.0 está optimizada para fundición a presión (die casting), admitiendo hasta Zn ≤1.5%, Mn ≤0.50% y Ni ≤0.10%. La elección depende del proceso de colado y de los requisitos de tenacidad de la pieza.
¿Por qué requiere modificación con fósforo y qué pasa si se omite?
En una aleación hipereutéctica, sin tratar, los cristales primarios de silicio tienden a crecer grandes y angulosos, lo que fragiliza la pieza y dificulta el maquinado. La adición de fósforo (~0.005–0.015%) actúa como núcleo de germinación que refina y dispersa esos cristales en una distribución fina y uniforme. Por eso la modificación con P es un paso esencial del proceso, distinto del modificado con Na/Sr usado en aleaciones eutécticas como la A356.
¿Transformación Puebla fabrica la 390.0/A390 y a partir de qué materia prima?
Sí, la fabricamos como aleación de fundición. Partimos de una base de aluminio primario más una aleación madre de silicio para alcanzar el 16–18% de Si hipereutéctico, y aplicamos la modificación con fósforo para refinar los cristales primarios de silicio. El alto contenido de silicio y los límites de hierro hacen que el rin reciclado (A356.2) no sea la carga adecuada para este grado; se construye desde aluminio primario y aleación madre.
¿Necesita 390.0 / A390 (AlSi17Cu4.5Mg)?
Fabricamos esta aleación en lingotes, donas y barras según sus especificaciones exactas.