xr:d:DAFh8O4UfCE:10,j:3972362136,t:23050408Neste guia, as ligas de alumínio serão discutidas em profundidade, com foco nas propriedades, tipos e usos. O alumínio e suas ligas são materiais populares em muitos peças de engenharia processos de fabricação.
O que é liga de alumínio
Liga de alumínio se refere a um “material composto” que consiste em metal de alumínio e outros elementos para melhorar as características de desempenho. Outros elementos podem incluir cobre, silício de magnésio ou zinco, apenas para mencionar alguns.
Ligas de alumínio têm propriedades excepcionais, incluindo melhor resistência à corrosão, maior resistência e durabilidade, só para citar algumas.
Eles são utilizados em uma ampla variedade de indústrias, incluindo automotiva, marítima, de construção e eletrônica.
Como o alumínio e a liga de alumínio se comparam
O alumínio é um elemento natural com excelentes propriedades, como alta relação resistência-peso, resistência à corrosão e leveza.
Normalmente, quando nos referimos a ligas de alumínio, estamos falando basicamente de um material com outros elementos, além do material alúmen.
Os materiais metálicos são combinados em proporções variadas dependendo das propriedades finais e do uso desejados.
Aqui está uma comparação completa entre esses dois materiais de alumínio:
| Alumínio | Liga de alumínio | |
| Contente | É um metal puro | Contém alumínio em combinação com outros elementos |
| Propriedades | Possui propriedades relativamente excepcionais, como resistência, dureza, ductilidade e resistência à corrosão. | Pode ser projetado para melhorar as propriedades individuais do alumínio puro, dependendo do uso. |
| Custo | Geralmente mais barato que ligas de alumínio. | Pode ser maior e depende do tipo e da quantidade de elementos de liga. |
| Aplicações | Encontra aplicação geral, como em embalagens de alimentos e itens domésticos. | Usado em aplicações mais específicas dependendo da propriedade desejada, como durabilidade e resistência à corrosão em aplicações aeroespaciais. |
Mais recursos:
- Alumínio – Fonte: Wikipédia
Propriedades da liga de alumínio
Propriedades físicas
Densidade da liga de alumínio
Quando se trata de densidade, há variações. Em algum momento, o processo de fabricação de alumínio.
Geralmente, essas ligas têm uma densidade menor do que outros metais, como aço e cobre, ideais para aplicações que exigem materiais leves.
A densidade da maioria das ligas de alumínio varia entre 2,5 g/cm³ a 3,0 g/cm³. As densidades das séries de ligas de alumínio são resumidas abaixo:
| SÉRIE DE LIGA DE ALUMÍNIO | DENSIDADE |
| Série 1000 | 2,70 – 2,71 g/cm3 |
| Série 2000 | 2,58 – 2,89 g/cm3 |
| Série 3000 | 0,0208 – 2,75 g/cm3 |
| Série 4000 | 2,65 – 2,92 g/cm3 |
| Série 5000 | 0,0160 – 2,84 g/cm3 |
| Série 6000 | 2,68 – 2,92 g/cm3 |
| Série 7000 | 2,72 – 2,89 g/cm3 |
| Série 8000 | 2,54 – 2,74 g/cm³ |
Cor da liga de alumínio
Eles são cinza-prateados, enquanto mostram algum brilho metálico. No entanto, essa cor pode variar dependendo do tipo de liga, processo de fabricação e tratamento de superfície usado.
Tratamentos de superfície como anodização, pintura ou revestimento em pó podem colorir ligas de alumínio. O tratamento de superfície pode ser tingido em uma ampla gama de cores, incluindo preto, azul, vermelho e verde.
Microestrutura de liga de alumínio
A microestrutura das ligas de alumínio desempenha um papel crucial na determinação de suas propriedades mecânicas e físicas. Os elementos de liga, como cobre, magnésio e zinco, alteram a microestrutura do alumínio, contribuindo para as propriedades da liga.
Enquanto a estrutura cristalina do alumínio é cúbica de face centrada (FCC), elementos de liga criam diferentes estruturas cristalinas. Por exemplo, ao utilizar manganês como elemento de liga, ele assume uma estrutura hexagonal compactada (HCP).
Alternativamente, ligas de alumínio podem ser descritas como estruturas de grãos finos a grossos em um nível macroscópico. Em um nível microscópico, ligas de alumínio tendem a ter uma estrutura de grãos dendríticos ou equiaxiais, dependendo do processo de fundição usado.
Propriedades químicas
Resistência à corrosão
Alumínio e suas ligas são populares por sua resistência superior à corrosão. Geralmente, há uma fina camada protetora que se forma em sua superfície.
Ao adicionar outros elementos de liga, o produto final tem as melhores propriedades de resistência à corrosão.
Reatividade
Ligas de alumínio reagem fortemente com substâncias como ácidos e álcalis e até mesmo metais como aço, causando corrosão galvânica. No entanto, a reatividade é verificada pela adição de elementos resistentes à corrosão, como cobre e magnésio, formando películas protetoras.
Propriedades químicas da liga de alumínioElementos de liga de alumínio
Observando os diferentes elementos de liga no alumínio, temos:
- Cobre: torna a liga resistente tanto a rachaduras quanto a corrosões. Claro, isso é junto com dureza e resistência melhoradas.
- Magnésio: O magnésio aumenta a resistência, a ductilidade e a resistência à corrosão das ligas de alumínio, especialmente em ambientes marinhos.
- Silício: Adicionar esse elemento ao alumínio melhora a resistência à fadiga térmica, a resistência, a ductilidade e a capacidade de fundição da liga resultante.
- Zinco: Ao combinar esse elemento com alumínio, você melhora a resistência à corrosão sob tensão e a resistência.
- Manganês: Contribui para maior resistência ao mesmo tempo em que melhora as propriedades de resistência à corrosão.
- Níquel: Adicionar níquel ao alumínio aumenta a resistência e a tenacidade em baixas temperaturas.
- Ferro: Garante maior resistência e dureza
Fórmula química da liga de alumínio
A fórmula química das ligas de alumínio é específica da liga e depende dos elementos adicionados. Um sistema de numeração de quatro dígitos é usado para designar ligas de alumínio, indicando as porcentagens dos elementos de liga presentes.
Normalmente, o primeiro dígito representa o principal elemento de liga, enquanto o segundo dígito indica a modificação da liga, por exemplo, pureza ou processamento. Novamente, se você quiser aprender mais sobre a liga Alu específica e a classificação para modificação, você olha para os 3º e 4o dígitos.
Um bom exemplo é o 6061-T6 que consiste em:
- Alumínio (97.9%)
- Magnésio (1.0%)
- Silício (0,6%)
- Ferro (0,28%)
- Cobre (0,2%)
- Zinco (0,1%)
- Titânio (0,1%)
Também pode ser expresso como Al-Mg-Si-Cu com base nos principais elementos de liga.
Propriedades mecânicas
Resistência à tração da liga de alumínio
Existem diferentes ligas de alumínio constituindo diferentes composições elementares. Consequentemente, você descobre que a resistência à tração das ligas de alumínio varia dependendo da liga específica e de sua composição.
Diferentemente do aço, as ligas de alumínio são caracterizadas por baixa resistência à tração. No entanto, é um material conhecido por ser leve.
Para melhorar a resistência à tração, a liga de alumínio possui zinco, cobre e magnésio, entre outros elementos.
Vale ressaltar que as condições de processamento utilizadas em ligas de alumínio, como tratamento térmico e trabalho a frio, afetam a resistência à tração.
Uma das ligas de alumínio com alta resistência à tração é a 7075-T6, com cerca de 572 MPa, contendo zinco como elemento de liga primário. Outras ligas de alumínio, como 6061-T6 e 2024-T3, têm valores de resistência à tração de 276 MPa e 470 MPa, respectivamente.
Propriedades mecânicas da liga de alumínioRelação resistência-peso da liga de alumínio
A relação resistência/peso mede a resistência de um material em relação ao seu peso e é um fator crucial quando o peso é um elemento determinante.
As ligas de alumínio têm diferentes relações resistência-peso dependendo de fatores como composição da liga, método de processamento e tratamento térmico. Algumas ligas de alumínio comuns com
As ligas de alumínio da série 7000 apresentam a mais alta resistência e desempenho de peso, sendo utilizadas em aplicações aeroespaciais e militares.
Visão geral gráfica da relação entre resistência e razão da liga de alumínioMódulo de elasticidade de ligas de alumínio
O módulo de elasticidade, ou módulo de Young, caracteriza a resistência de um material à deformação sob tensão. A estrutura das ligas de alumínio é um dos fatores importantes que influenciam o módulo de elasticidade de uma liga.
As ligas de alumínio têm um módulo de elasticidade relativamente alto, variando de aproximadamente 62 GPa a 140 GPa.
Razão de Poisson da liga de alumínio
A propriedade da razão de Poisson caracteriza o comportamento de deformação de um material e varia entre as ligas de alumínio dependendo da composição. As ligas de alumínio apresentam uma razão de Poisson que varia de 0,30 a 0,35.
A liga de alumínio 6061 é comumente usada em aplicações estruturais e possui um coeficiente de Poisson de aproximadamente 0,33. Em contrapartida, a liga de alumínio 7075, utilizada em aeronaves e outras aplicações de alta sensibilidade, apresenta um coeficiente menor, em torno de 0,32.
Resistência à fadiga da liga de alumínio
Força de fadiga Descreve a resistência de um material a ciclos repetidos de carga e descarga. Possuem alta resistência à fadiga, que é resultado da resistência à corrosão e da alta relação resistência/peso.
Entretanto, a resistência à fadiga varia com a aplicação e constituição, com ligas de alto valor apresentando valores de resistência à fadiga mais altos. A liga de alumínio 7075-T6, por exemplo, é classificada em 280 MPa em carga uniaxial à temperatura ambiente.
A resistência à fadiga de ligas de alumínio pode ser afetada pelos níveis de estresse e pela frequência e duração dos ciclos de carga. Outros fatores como presença de defeitos e condições ambientais, notavelmente temperatura e umidade, também são influentes.
A resistência à fadiga das ligas de alumínio pode ser melhorada por meio de tratamentos de superfície, shot peening e uso de materiais de reforço. Isso resulta em considerável melhoria da resistência das ligas de alumínio à iniciação e propagação de trincas por fadiga, aumentando a resistência à fadiga.
Tenacidade à fratura da liga de alumínio
A tenacidade à fratura ilustra a tendência de um material de resistir à propagação de trincas e fraturar sob estresse. Ao lidar com ligas de alumínio, sua constituição elementar influencia a tenacidade à fratura, que é influenciada juntamente com o processo de fabricação e as condições ambientais.
Geralmente, as ligas de alumínio têm boa tenacidade à fratura devido à sua alta relação resistência-peso e boa ductilidade. A liga de alumínio 7075-T6 tem uma tenacidade à fratura de aproximadamente 44 MPa·m^(1/2) em condições de deformação plana.
Dureza Rockwell da liga de alumínio
Ao descrever a dureza Rockwell de um material, você mede sua resistência à indentação ou penetração por um objeto duro. A dureza Rockwell de ligas de alumínio pode variar dependendo da liga específica e seu histórico de processamento.
Ligas de alumínio normalmente têm valores de dureza Rockwell relativamente baixos devido à sua baixa densidade e alta ductilidade variando de B40 a B100. A liga de alumínio 6061-T6 tem um valor de dureza Rockwell de aproximadamente B60 enquanto para 7075-T6 é ligeiramente maior em cerca de B80.
Um resumo das propriedades mecânicas das ligas de alumínio é tabulado da seguinte forma:
| Série de liga de alumínio | Resistência à tração (máxima) | Razão de Poisson | Força de fadiga | Dureza Brinell | Módulo de Elasticidade |
| Série 1000 | 45,0 – 205 MPa | 0.330 | 20,7 – 62,1 MPa | 12.0 – 55.0 | 62,0 – 69,0 GPa |
| Série 2000 | 172 – 670 MPa | 0.300 – 0.340 | 80,0 – 469 MPa | 45.0 – 150 | 70,0 – 117 GPa |
| Série 3000 | 90,0 – 295 MPa | 0.330 – 0.350 | 48,3 – 110 MPa | 28.0 – 79.0 | 68,9 – 71,0 GPa |
| Série 4000 | 110 – 427 MPa | 0.340 | 45,0 – 393 MPa | 39.0 – 140 | 77,0 – 90,0 GPa |
| Série 5000 | 110 – 590 MPa | 0.330 – 0.360 | 82,7 – 365 MPa | 28.0 – 185 | 68,9 – 73,0 GPa |
| Série 6000 | 89,6 – 565 MPa | 0.296 – 0.330 | 55,0 – 517 MPa | 25.0 – 130 | 67,0 – 140 GPa |
| Série 7000 | 70,0 – 750 MPa | 0.330 | 140 – 425 MPa | 20.0 – 210 | 67,0 – 73,0 GPa |
| Série 8000 | 70 MPa | _ | _ | 145 – 180 | 71,0 GPA |
Propriedades térmicas
Pontos de fusão e de fusão de ligas de alumínio
Os pontos de fusão e ebulição das ligas de alumínio variam com a composição elementar com pontos de fusão e ebulição relativamente mais baixos do que outros metais. O alumínio puro derrete a cerca de 660 oC e ferve a aproximadamente 2.470 oC, porém esses números mudam quando em forma de liga.
Você descobre que os pontos de fusão e ebulição podem aumentar ou reduzir dependendo do elemento de liga primário usado junto com o alumínio. Por exemplo, a liga 6061 tem um ponto de fusão de 580 oC e um ponto de ebulição em torno de 2.671 oC.
Propriedades térmicas da liga de alumínioTemperatura máxima de trabalho das ligas de alumínio
A temperatura máxima de trabalho de uma liga de alumínio dependerá de seus elementos constituintes e aplicação pretendida. Fatores que influenciam a temperatura máxima de trabalho de uma liga de alumínio incluem seu ponto de fusão, oxidação, fluência e sua taxa de expansão térmica.
As ligas de alumínio podem ser usadas em temperaturas de cerca de 250-300 oC para intervalos de tempo curtos. Onde você tem períodos mais longos, a temperatura máxima de trabalho pode ser menor.
Liga de alumínio CTE
O coeficiente de expansão térmica (CTE) mede a extensão da mudança de tamanho de um material em resposta a mudanças de temperatura. Enquanto ligas de alumínio têm um CTE relativamente alto em comparação a outros metais, ele varia dependendo de sua estrutura.
O CTE das ligas de alumínio varia normalmente entre 21 e 24 x 10-6 oC dependendo da estrutura da liga. Isso significa que quando a temperatura aumenta em um único grau, o material se expande em 21 a 24 ppm.
Condutividade térmica da liga de alumínio
A estrutura da liga de alumínio contribui para propriedades térmicas superiores.
A condutividade térmica das ligas de alumínio varia de 100 a 240 W/(mK), tornando-as adequadas para aplicações que exigem transferência de calor eficiente.
Vale ressaltar que a condutividade térmica das ligas de alumínio é influenciada por fatores externos como temperatura, pressão e condição da superfície.
Liga de alumínio resistente a altas temperaturas
Ligas de alumínio que utilizam cobre como principal elemento de liga, tais como: 2618-T61 Apresentam a mais alta resistência à temperatura.
A temperatura máxima de trabalho de uma liga de alumínio influencia sua resistência à temperatura. A maioria das ligas de alumínio tem uma temperatura máxima de trabalho variando entre 250-300 oC.
A seguir está um resumo das propriedades térmicas das ligas de alumínio:
| Série de liga de alumínio | Ponto de fusão | Condutividade térmica | CTE |
| Série 1000 | 643 – 660 °C | 218 – 243 W/mK | 21,8 – 25,5 µm/m-°C |
| Série 2000 | 502 – 670 °C | 84,0 – 200 W/mK | 16,0 – 25,6 µm/m-°C |
| Série 3000 | 629 – 655 °C | 154 – 193 W/mK | 21,5 – 25,5 µm/m-°C |
| Série 4000 | 532 – 632 °C | 120 – 180 W/mK | 17,3 – 23,7 µm/m-°C |
| Série 5000 | 568 – 657 °C | 105 – 205 W/mK | 21,8 – 26,1 µm/m-°C |
| Série 6000 | 554 – 655 °C | 130 – 226 W/mK | 12,1 – 25,6 µm/m-°C |
| Série 7000 | 476 – 657 °C | 115 – 222 W/mK | 21,4 – 25,5 µm/m-°C |
| Série 8000 | 645,0 – 655,0 °C | 190-210 W/mK | _ |
Propriedades elétricas
Condutividade elétrica do alumínio
Ligas de alumínio têm condutividade elétrica decente, tornando-as ideais para aplicações elétricas com condutividade determinada por sua estrutura. Adicionar elementos como cobre, magnésio, silício e zinco ao alumínio durante o processo de liga influencia muito a condutividade elétrica.
Eles utilizam grandes quantidades de liga de cobre para oferecer maior condutividade elétrica, embora com menor resistência à corrosão. Ao contrário, adicionar magnésio ao alumínio durante a liga reduz a condutividade elétrica.
A condutividade elétrica das ligas de alumínio equivale a cerca de 35 a 60% da capacidade do cobre puro. Um bom exemplo é a liga de alumínio 8000. Ela exibe alta condutividade térmica.
Mais recursos:
- Elemento de alumínio – Fonte: RSC
- Propriedades do alumínio – Fonte: Sciencing
Tipos de ligas de alumínio
Ligas de alumínio forjado
O grau de liga de alumínio é basicamente uma composição contendo alumínio com outros elementos. Normalmente, o processo de liga envolve:
- Alumínio derretido
- Incorporar elementos de liga
- Removendo impurezas
- Misturar para formar uma solução homogênea
- Resfriamento ou extrusão para formar tarugos, folhas, tubos, etc.
A quantidade de elementos de liga no Alu é de cerca de 15%.
Ligas de alumínio têm designações especiais reservadas para fácil identificação.
Designação de liga de alumínio forjadoClassificação do Alumínio
Geralmente, a classificação do alumínio depende da composição química. Isso inclui propriedades como sua resposta a tratamentos mecânicos e térmicos.
Além disso, o principal elemento de liga também desempenha um papel integral no agrupamento de ligas de alumínio. Podemos dividir o alumínio em três categorias principais.
Estes são:
- Ligas de fundição
- Forjado
- Ligas não trabalhadas tratáveis termicamente.
A composição geral de ligas forjadas não tratáveis termicamente são ligas de alumínio de alta pureza.
As ligas de alumínio pertencem a:
- 1xxx
- 3xxx
- 5xxx
Isso significa que você só pode endurecê-los principalmente por meio de trabalho a frio.
Os principais elementos de liga em ligas tratáveis termicamente são:
- Zinco
- Magnésio
- Cobre
Essas ligas podem ser facilmente endurecidas por precipitação.
Ligas de alumínio para fundição têm uma combinação de componentes tratáveis termicamente e não tratáveis termicamente. As séries comuns são:
- 2xxx
- 3xxx
- 4xxx
- 7xxx
- 8xxx
Normalmente, essas ligas da série Alu contêm um nome comum, mas diferenciado com números de quatro dígitos variados em série.
Graus de liga de alumínioSérie comum de ligas de alumínio:
Série 1000 de alumínio
Quando se trata desta série, ela é geralmente considerada uma liga macia. Esta série é comercialmente pura porque contém alumínio em uma composição de mais de 99%.
Suas condutividades térmica e elétrica são excelentes, com resistência adicional à corrosão. Você pode usá-los eficientemente em processos que exigem deformação extrema.
Você também pode aplicar conformação a quente tão facilmente quanto trabalho a frio nesta série. Ao contrário de outras séries, você não pode usar tratamento térmico para endurecê-las.
Folha de liga de alumínio laminada série 1000Vantagens da série Alloy 1000
eu. Eles são os mais adequados em aplicações com deformação extrema
ii. Na medida em que você pode soldá-los, sua faixa de fusão é muito estreita
Limitações da série Alloy 1000
eu. Eles são muito dúcteis e relativamente macios
eu. Comparado com outras séries, suas propriedades mecânicas são muito pobres
iii. Sua resistência à tração e rendimento são extremamente baixos
Graus de liga série 1000
| Série Alloy | Descrição |
| 1060 | · Esta liga de alumínio é comercialmente pura · O processo de conformação é feito por laminação e extrusão · Alta resistência à corrosão · Possui propriedades mecânicas precárias · Reforçado por trabalho a frio · Aplicações principalmente nas indústrias química e elétrica |
| 1070 | · Sua resistência à corrosão é alta para uma liga forjada · Sua capacidade de brasagem é excepcional · Usado na fabricação de materiais de construção e construção · Também usado na fabricação de cabos de comunicação e outros materiais elétricos |
| 1100 | · Este alumínio é comercialmente puro e de baixo custo · Possui uma faixa de fusão estreita · Muito dúctil e pode ser facilmente soldado · Utilizado na fabricação de equipamentos utilizados em processos químicos de alta pureza · Também pode ser usado para fazer placas de identificação, estoques de aletas e pás de ventiladores · Utilizado em trabalhos elétricos para isolantes térmicos e iluminação |
| · | |
| 1350 | · Usado principalmente na fabricação de condutores elétricos |
Mais recursos:
- Tipos de Alumínio – Fonte: Thomas Net
- Graus de alumínio – Fonte: Wikipédia
- 1100 Alumínio – Fonte: Wikipédia
Série Alumínio 2000
O principal elemento de liga usado nesta série é o cobre. Ele também contém traços de magnésio, silício e manganês.
Você pode facilmente aumentar a resistência deles por tratamento térmico ou endurecimento por precipitação. Isso torna a usinabilidade muito fácil devido à dureza adicional.
Barras de alumínio série 2000Vantagens da série Alloy 2000
eu. Fácil usinabilidade, proporcionando superfícies com acabamentos mais suaves
ii. Eles têm alta condutividade térmica
iii. Eles são fortes e duros, com excelente resistência à fratura
4. Eles podem suportar estresse e pressão pesada por muito tempo
Limitações da série Alloy 2000
eu. A presença de compostos intermetálicos torna essa série difícil de soldar. Soldá-los a arco pode resultar em corrosão ou trincas a quente.
ii. Sua resistência à corrosão é muito baixa. Isso significa que você precisa anodizar ou revestir a liga durante a aplicação.
Graus de liga série 2000
| Série Alloy | Descrição |
| 2011 | · São usados principalmente para fazer parafusos em produtos de máquinas · Eles também são usados para fazer fixadores nas indústrias eletrônica e automotiva |
| 2014 | · Usado para fazer chassis automotivos em caminhões · Também pode ser usado para fabricar peças de máquinas, como pistões e cilindros de motor |
| 2017 | · Usado na fabricação de peças de máquinas · Também pode ser usado na fabricação de peças utilizadas em máquinas de parafusar e fixadores |
| 2024 | · Geralmente usado em aplicações de construção que exigem materiais de alta resistência · Sua trabalhabilidade e usinabilidade são bastante excelentes · Pode ser usado para fazer peças estruturais de aeronaves e rodas de liga leve. · Também pode ser usado para fabricar engrenagens para máquinas e outras peças automotivas |
| 2219 | · Usado principalmente para fazer estruturas utilizadas em temperaturas muito altas, em torno de 315°C. · Suas soldagens também são de alta resistência |
Mais recursos:
- Compreendendo as ligas de alumínio – Fonte: AlcoTec
- Alumínio grau 2218 – Fonte: Wikipédia
- Série de alumínio grau 2xxx – Fonte: Material AZO
Série de alumínio 3000
Possui manganês, que forma o principal elemento de liga.
Sua composição varia entre 0,05 a 1,5% da massa total da liga.
Chapa de alumínio série 3000O manganês contribui para a resistência mecânica superior da liga Alu. Para endurecimento, escolha trabalho a frio e não tratamento térmico.
Vantagens da série Alloy 3000
eu. Possui altíssima resistência mecânica
ii. Sua condutividade térmica é muito boa
iii. A liga tem alta resistência à tração
4. Pode ser soldado facilmente, além de ser brasado e fiado
e. Resistente à corrosão
Limitações da série Alloy 3000
eu. Eles não podem ser tratados termicamente
Graus de liga série 3000
| Série Alloy | Descrição e aplicações |
| 3003 | · É a liga mais conhecida e utilizada para fins gerais · Sua conformabilidade e soldabilidade são semelhantes às do 1100, embora este 3003 seja muito mais resistente · Suas aplicações gerais incluem a fabricação de tanques de armazenamento, utensílios e peças de eletrodomésticos. · Eles também são usados em trabalhos de chapa metálica, além de aplicações arquitetônicas, agrícolas e eletrônicas |
| 3004 | · Não pode ser tratado termicamente · Aplicado em trabalhos de chapas metálicas, fabricação de carrocerias de veículos recreativos, reboques e caminhões · Além disso, são utilizados na fabricação de utensílios de cozinha e produtos de construção |
| 3105 | · É ligeiramente mais forte que o grau 3003 · Usado na fabricação de equipamentos usados em hospitais para fins médicos · Outras aplicações são trabalhos em chapas metálicas, fabricação de equipamentos de cozinha e eletrônicos e produtos de construção · Aplicações de construção que não são críticas, como coberturas e dutos laterais |
Mais recursos:
- Alumínio Grau 3003 – Fonte: KDM
- Série de alumínio grau 3xxx –Material AZO
Série Alumínio 4000
O principal elemento usado na liga desta série é o Silício. A composição de massa do Silício é de cerca de 3 a 13% da massa total da liga.
Também pode conter pequenos traços de magnésio e cobre.
Barra redonda de alumínio série 4000Vantagens da série Alloy 4000
eu. Tem um ponto de fusão muito baixo
ii. Sua fluidez no estado fundido é bastante melhorada
iii. Pode ser facilmente soldado
4. Tratável termicamente
e. Boa usinabilidade
Limitações da série Alloy 4000
eu. Seu coeficiente de expansão térmica é baixo
Aplicações
Durante o processo de soldagem, ele pode ser usado como material de enchimento. Suas propriedades térmicas também o tornam adequado para fazer fios de brasagem e soldagem junto com pistões de motor forjados.
Graus de liga série 4000
| Série Alloy | Descrição |
| 4032 | · Tem muito boa trabalhabilidade · Possui uma resistência à tração muito alta · Utilizado para fabricar pistões e peças de motores que operam em locais de alta temperatura |
| 4043 | · Sua cor é naturalmente cinza · Sua contração de solidificação é muito baixa · Usado principalmente em aplicações de anodização |
| 4145 | · Possui uma condutividade térmica muito alta · Possui ótima fluidez · Usado principalmente como tratamentos térmicos após a soldagem |
Mais recursos:
- Liga de alumínio e silicone -Fonte: Science Direct
- Especificação e classificação de alumínio – Fonte: Materiais AZO
Série de alumínio 5000
O principal elemento de liga nesta série é o Magnésio com 0,5 a 5,5% de composição total da liga. O Magnésio também é encontrado em quantidades muito pequenas em alguns dos graus desta série de ligas.
O tratamento térmico desta liga não é possível, portanto o endurecimento só pode ser feito por trabalho a frio.
Barras de alumínio série 5000Vantagens da série Alloy 5000
eu. Quando recozidos, sua ductilidade é muito alta
ii. Eles são muito facilmente soldados
iii. Possuem alta resistência à corrosão
4. A liga tem alta resistência do material
e. Algumas classes têm excelente trabalhabilidade
Limitações da série Alloy 5000
eu. Alguns graus contendo traços de magnésio não podem ser usados em aplicações de alta temperatura. Eles são muito vulneráveis a corrosão sob tensão
ii. Eles não podem ser tratados termicamente
Graus de liga série 5000
| Série Alloy | Descrição |
| 5005 | · Usado especificamente para casos em que a anodização deve ser realizada · Comparado ao 3003, o revestimento desta classe tem uma cor mais clara e é muito limpo · Usado para fabricar equipamentos que exigem excelente condutividade elétrica, bem como peças automotivas. · Seus usos também podem ser encontrados na indústria naval, além de fazer equipamentos médicos e de cozinha. |
| 5052 | · Por ter maior resistência material que o 3003, ele pode ser moldado facilmente. · Pode ser soldado facilmente e é altamente resistente à corrosão · Usado principalmente na fabricação de chassis e painéis eletrônicos, equipamentos químicos e de cozinha · Peças que exigem chapas metálicas de resistência média também podem ser feitas usando esta classe. · Outras aplicações incluem a fabricação de vasos de pressão, equipamentos marítimos, placas de trânsito e nas indústrias arquitetônica e agrícola. |
| 5056 | · Utilizado na fabricação de bainhas de cabos industriais e rebites utilizados na fixação de produtos de magnésio · Suas aplicações também podem ser encontradas na indústria automotiva e na fabricação de telas e zíperes |
| 5083 | · Resistência superior à corrosão · Devido à sua alta condutividade térmica, é recomendado para conjuntos que foram soldados · Incluem tanques e equipamentos marítimos que necessitam de total resistência das juntas · Também é usado para fazer vasos de pressão de baixa temperatura com boa eficiência de soldagem. · Aplicações adicionais incluem a fabricação de vagões de carga, instalações de torres de TV, componentes usados para fazer mísseis e outras aplicações criogênicas |
| 5086 | · Usado em aplicações onde a ênfase é colocada na resistência à corrosão sob tensão ou resistência à corrosão atmosférica · Incluem tanques e equipamentos marítimos que necessitam de total resistência das juntas · Também é usado para fazer vasos de pressão de baixa temperatura com boa eficiência de soldagem. · Aplicações adicionais incluem a fabricação de vagões de carga, instalações de torres de TV, componentes usados para fazer mísseis e outras aplicações criogênicas · Basicamente o mesmo que 5083, mas com ênfase na resistência ao estresse e à corrosão atmosférica |
| 5454 | · Usado principalmente na fabricação de qualquer tipo de conjunto soldado. · Também utilizado na fabricação de vasos e tanques de pressão · Caminhões usados para despejar asfalto quente em estradas e caçambas também são feitos deste tipo de liga · Os depósitos usados para peróxido de hidrogênio e outros produtos químicos também são feitos de 5454 |
| 5456 | · Utilizado principalmente na fabricação de qualquer tipo de conjunto soldado. · Também utilizado na fabricação de vasos, tanques de pressão e equipamentos marítimos · Aplicações onde a eficiência de soldagem excelente é um requisito · Suas aplicações são restritas a ambientes onde as temperaturas não excedam 65°C |
| 5657 | · Usado em peças automotivas que requerem anodização e na fabricação de placas de identificação |
Mais recursos:
- Liga de alumínio 5754 – Fonte: KDM
- Alumínio Grau 5xxx Série – Fonte: Material AZO
Alumínio Grau 6000 Série
Eles têm magnésio e silicone. O magnésio está em torno de 1,5% enquanto o silício está em aproximadamente 1,8% da composição total da liga.
Você pode aumentar o limite de escoamento por meio de tratamento térmico. Além disso, o endurecimento por precipitação é possível devido aos altos teores de silício.
Chapa de alumínio série 6000Vantagens da série Alloy 6000
eu. Eles têm uma conformabilidade impecável
ii. Eles são resistentes à corrosão
iii. Fácil usinabilidade
4. Alta resistência mecânica
Limitações da série Alloy 6000
- Eles não são facilmente soldados. Isso ocorre porque são muito sensíveis a trincas de solidificação.
Graus de liga série 6000
| Série Alloy | Descrição |
| 6061 | · Excelente resistência à corrosão · Possui excelente qualidade de superfície com uma relação resistência-peso excepcional · É uma liga de uso geral com aplicações variadas em indústrias como automotiva, marítima, eletrônica e agrícola. · Também pode ser usado para fabricar peças de aeronaves, equipamentos médicos e de cozinha, tanques de armazenamento e peças de veículos recreativos. · Outras aplicações de montagem soldada e estrutural são pás de ventiladores, vagões ferroviários e produtos de construção. · Força superior |
| 6063 | · É bom para anodização, pois o ponto de fusão foi reduzido pelo silício e a resistência foi aumentada pelo magnésio. · Pode ser utilizado na fabricação de tubulações ferroviárias e extrusões arquitetônicas, entre outros produtos de construção · Além de peças eletrônicas e elétricas, também são utilizadas na fabricação de placas de trânsito e equipamentos de cozinha e médicos · Outros são reboques e caminhões, incluindo veículos recreativos, peças de eletrodomésticos e equipamentos marítimos |
Mais recursos:
- Grau de alumínio 6061 vs 6063 – Fonte: KDM
- Série 6000 Alumínio – Fonte: Science Direct
Série de alumínio 7000
A Série 7000 tem seu principal elemento de liga como Zinco tendo uma faixa de composição de 0,8 a 8,2%. Eles são ligas de alumínio de alta resistência.
O tratamento térmico é a principal maneira pela qual a resistência dessas ligas é reforçada. No entanto, você tem que segui-lo com o envelhecimento para atingir uma resistência ao escoamento mais alta.
Chapas de alumínio série 7000Vantagens da série Alloy 7000
eu. É altamente resistente à corrosão. Isso pode ser aumentado ainda mais adicionando cobre à liga
ii. As classes desta série apresentam alta resistência mecânica
iii. Eles podem ser soldados usando o método de fusível ou ponto
Limitações da série Alloy 7000
eu. Devido à sua suscetibilidade à fissuração a quente, não podem ser facilmente soldados
Graus de liga série 7000
| Série Alloy | Descrição |
| 7050 | · É uma liga de altíssima resistência · Usado principalmente na fabricação de peças de aeronaves muito fortes · Também pode ser usado na confecção de portarias e diversos equipamentos utilizados para recreação |
| 7075 | · Altamente resistente à corrosão · Usado na fabricação de peças de aeronaves muito fortes · Também pode ser usado na confecção de portarias e diversos equipamentos utilizados para recreação |
Mais recursos:
- Alumínio série 7000 – Fonte: Science Direct
- Liga de alumínio 7029 -Fonte: Material AZO
Série Alumínio 8000
O principal elemento usado para ligar o alumínio nesta série é o lítio. A densidade do lítio é menor que a do alumínio, com uma solubilidade muito alta.
Panela de alumínio série 8000Isso significa que a densidade dessa liga foi reduzida com sua rigidez aumentada. Elas são geralmente fortes e resistentes.
Graus de liga série 8000
| Série Alloy | Descrição |
| 8011 | · Utilizado na fabricação de tampas de garrafas · Em forma de folha de liga de alumínio, é usado em radiadores de automóveis |
| 8030 | · Suas capacidades de soldagem e usinagem são excepcionais · Muito forte e leve · Possui altíssima resistência ao calor e à corrosão · Usado principalmente na fabricação de condutores elétricos · Eles também podem fabricar peças de aeronaves e automóveis |
| 8090 | · Utilizado na construção de materiais aeroespaciais contendo tecnologia muito avançada · Seu peso leve é utilizado para reduzir o peso do equipamento de artilharia do exército e o peso de outros sistemas de defesa |
| 8176 | · É dúctil e não magnético · Não pode ser tratado termicamente · Utilizado na fabricação de cabos de serviço elétrico e fios de construção |
Mais recursos:
- Alumínio série 8000 – Fonte: ASTM
- Alumínio grau 8006 – Fonte: Material AZO
1. Ligas de alumínio fundido
A fundição continua sendo o processo primário para fazer essas ligas de alumínio. Alguns dos principais benefícios derivados das ligas de alumínio fundido são alta relação resistência-peso, excelente resistência à corrosão e estrutura fina.
Exemplos de ligas de alumínio fundido são:
i. Ligas Al-Si: O silicone domina a liga de alumínio fundido. Eles são conhecidos por sua força excepcional, leveza e resistência ao desgaste.
ii. Ligas Al-Cu: Utiliza cobre como principal elemento de liga, apresentando alta resistência e boa usinabilidade, sendo comumente aplicado em aplicações marítimas e aeronáuticas.
iii. Ligas Al-Zn: O zinco é o principal elemento de liga que oferece alta resistência e boa fundibilidade e é empregado na fabricação de peças automotivas.
iv. Ligas Al-Mg: A combinação de cobre com magnésio melhora a resistência à corrosão e a soldabilidade, permitindo aplicações marítimas, como na fabricação de cascos de barcos.
v. Ligas Al-Ti: O titânio oferece maior resistência e resistência à fluência em comparação à liga de alumínio, aplicada principalmente em aplicações aeroespaciais.
Ligas de alumínio tratáveis termicamente
Por meio de tratamentos térmicos, as ligas de alumínio adquirem melhor resistência mecânica.
O tratamento térmico de uma liga de alumínio envolve elevar a temperatura da liga a um valor específico por um período prolongado antes de resfriá-la rapidamente.
Essas ligas podem ser submetidas a diferentes opções de têmpera, resultando em diferentes propriedades mecânicas.
As opções de temperamento são destacadas pela letra T seguida por um ou mais dígitos, geralmente de 1 a 10. A configuração indica sequências específicas de tratamentos, como segue:
- T1: Realizado por meio de um processo de envelhecimento natural até que a estabilidade seja alcançada, especialmente quando são utilizadas altas temperaturas e resfriamento rápido.
- T2: Específico para ligas de alumínio fundido submetidas a recozimento, melhorando a ductilidade e a estabilidade dimensional.
- T3: O material da liga fundida é submetido a tratamento térmico antes do trabalho a frio e a um processo de envelhecimento natural até que a estabilidade seja alcançada.
- T4: Engloba um tratamento térmico e um processo de envelhecimento natural do material de liga fundida a uma temperatura específica. Ele é então temperado em um meio de resfriamento, envelhecendo sob condições naturais em temperatura ambiente, resultando em resistência média e boa conformabilidade.
- T5: Emprega apenas envelhecimento artificial após um processo de fabricação em alta temperatura seguido de resfriamento rápido, aumentando a resistência e a estabilidade dimensional.
- T6: Utiliza um tratamento térmico seguido de envelhecimento artificial para o material de liga fundida por aquecimento em temperatura reduzida. Resulta em alta resistência e tenacidade.
- T7: Um processo de envelhecimento excessivo segue o tratamento térmico do material de liga fundido. O resultado é maior tenacidade e resistência à corrosão, mas menor resistência.
- T8: Após o tratamento térmico do material de liga fundida, ele é trabalhado a frio antes de envelhecer artificialmente, melhorando o desempenho de resistência.
- T9: A sequência com esta opção de têmpera é um processo de tratamento térmico, seguido de envelhecimento artificial antes do trabalho a frio.
- T10: Incorpora envelhecimento artificial e trabalho a frio após um processo de fabricação em altas temperaturas e resfriamento rápido.
Tratamento térmico de liga de alumínioLigas de alumínio não tratáveis termicamente
Ligas de alumínio não tratáveis termicamente não podem ser fortalecidas empregando tratamento térmico, encontrando uso onde resistência à corrosão e conformabilidade são essenciais. Tais ligas são fortalecidas por meios alternativos como endurecimento por deformação e trabalho a frio por meio de processos como trefilação e laminação.
Ligas de alumínio não tratáveis termicamente incluem:
a. Série 1XXX: Utilizam alumínio puro, o que os torna mais macios e dúcteis, sendo utilizados como condutores elétricos e em utensílios de cozinha.
b. Série 3XXX: Contêm manganês como elemento primário de liga. São valorizados, especialmente na indústria automotiva, por sua conformabilidade, soldabilidade e resistência à corrosão.
c. Série 4XXX: Utilize silício como elemento principal ao fazer ligas com alumínio, exibindo boa soldabilidade, resistência ao desgaste e fluidez. Essas ligas de alumínio encontram uso em operações de soldagem como material de enchimento, aplicações arquitetônicas e fabricação de peças de motor.
d. Série 5XXX: Essas ligas não tratáveis termicamente são feitas de magnésio e apresentam alta resistência e soldabilidade e resistência à corrosão aprimoradas. Elas são a escolha perfeita para a maioria dos materiais de cobertura.
Gráfico de liga de alumínio não tratável termicamenteLigas de alumínio soldáveis
Ligas de alumínio soldáveis são capazes de serem unidas pela aplicação de calor, de modo que as partes de acoplamento derretam e esfriem juntas. Soldar alumínio possui um desafio decorrente de sua condutividade térmica e disposição para formar uma camada de óxido.
Algumas ligas de alumínio que são difíceis de soldar são:
- 2xxx
- 6xxx
- 7xxx
Ao mesmo tempo, existem ligas de alumínio que você pode usar como material de enchimento durante a soldagem, como a 4xxx.
Além disso, você pode soldar facilmente 1xxx, 3xxx e 5xxx. Opções populares nas indústrias de hoje incluem.
uma. 3003: Apresenta excelente conformabilidade, permitindo uso em trabalhos de chapas metálicas, criando utensílios, tanques de combustível e corpos eletrônicos.
b. 5052-H32: Exibe soldabilidade e resistência à corrosão impressionantes, sendo utilizado em aplicações marítimas, na fabricação de tanques e vasos de pressão.
Por volta de 5083-H321: Demonstra alta eficácia em soldagem, resultando em juntas fortes com excelente resistência à corrosão. Consequentemente, eles encontram uso em ambientes severos, como aplicações marítimas e industriais.
d. 5054: Essas ligas têm excelente soldabilidade e desempenho de resistência e são utilizadas em aplicações de alta temperatura e recipientes de armazenamento.
e. 5086-H32: Esta liga de alumínio soldável também oferece alta resistência e é comum em aplicações estruturais, como construção de barcos e carrocerias de caminhões.
f. 6061-T6: Sua boa soldabilidade e alta resistência permitem o uso em aplicações estruturais como pontes, ferrovias, edifícios, componentes automotivos e aeronáuticos.
g. 6063-T6: Oferece boa soldabilidade, resistência à corrosão e resistência média, comumente vantajosas em aplicações arquitetônicas na fabricação de caixilhos de janelas e portas.
Soldabilidade do Alumínio e suas LigasProcesso de fabricação de alumínio ligado
O alumínio é um dos elementos mais concentrados na Terra, que encontra amplo uso em todas as indústrias. Embora não ocorra naturalmente em sua forma pura, é extraído de minérios, geralmente em combinação com outros elementos.
Etapa 1: Extração de alumínio do minério
O alumínio é tipicamente extraído para uso comercial do minério bauxita. A bauxita é frequentemente encontrada perto da superfície da terra e extraída por meio de mineração a céu aberto.
O minério de bauxita é então transferido para uma planta onde a alumina pura é extraída através do processo Bayer da seguinte forma:
Refinando
O minério de bauxita é primeiro refinado para eliminar impurezas e excesso de materiais, como sílica, ferro e titânio. Aqui, ele é triturado e moído até virar um pó fino e composto com hidróxido de sódio em altas temperaturas e pressões.
Isso resulta na produção de uma solução de lama denominada aluminato de sódio e lama vermelha contendo elementos minerais indesejados. A lama vermelha normalmente afunda de onde é eliminada e a lama é filtrada ainda mais para eliminar qualquer lama vermelha restante.
Precipitação
A solução de aluminato de sódio resultante é submetida a tratamento com dióxido de carbono para precipitar hidróxido de alumínio. O hidróxido de alumínio é então lavado antes de secar e aquecer em um forno para produzir alumina em um processo de calcinação.
Redução
A alumina é misturada com criolita, o que reduz o ponto de fusão da alumina e é submetida a uma grande corrente elétrica. Este é o processo Hall-Héroult e resulta na redução do fundido pela remoção do oxigênio, deixando para trás alumínio fundido puro.
Etapa 2: Adicionando elementos de liga ao alumínio
O alumínio também pode ser reciclado, economizando muito custos, já que, quando comparado à extração da bauxita, custa apenas cerca de cinco por cento. Elementos de liga são adicionados ao alumínio fundido nas proporções desejadas antes de serem transformados em lingotes.
Etapa 3: Convertendo liga de alumínio em produtos úteis
Ligas de alumínio oferecem propriedades físicas e mecânicas melhoradas ao alumínio puro. Elas incluem força, resistência à corrosão e dureza, permitindo uma aplicação mais ampla.
Veja como você pode preparar lingotes de liga de alumínio:
Extrusão
Permite obter um perfil com seção transversal fixa forçando a liga de alumínio fundido através de uma matriz de formato especial. Depois, ela é levada através de alívio de tensão por resfriamento e alongamento.
Rolando
Após fundir a liga de alumínio em vigas de dimensões apropriadas, ela é laminada em folhas. Grandes rolos submetem a viga a uma força de compressão, achatando-a no tamanho de profundidade desejado.
Fundição
Aqui, a liga de alumínio derretida é fundida em uma matriz com o formato de molde apropriado, onde é resfriada e solidificada. A fundição permite o processamento da liga de alumínio em formas complexas.
Folha de liga de alumínio
O processo de fabricação de chapas de alumínio começa com a fusão de lingotes de ligas de alumínio antes da fundição em placas. Os parâmetros da placa determinam a espessura da chapa de liga de alumínio obtida por meio da laminação.
O processo de laminação utiliza uma série de rolos que gradualmente reduzem a espessura da placa de liga de alumínio aplicando pressão. Após atingir a espessura desejada, ela é submetida a recozimento para melhorar sua resistência e ductilidade.
Barras de liga de alumínio
As hastes de liga de alumínio são utilizadas nas indústrias de construção, automotiva e aeroespacial, onde o grau selecionado depende das propriedades desejadas. Na fabricação de hastes de liga de alumínio, o método de fundição é usado para formar barras grandes semelhantes ao tamanho de haste desejado.
As barras são então extrudadas através de uma matriz moldada no tamanho da haste em um procedimento de trabalho a quente. Isso reduz a seção transversal da barra, alongando-a. Você pode exigir matrizes sucessivas para atingir as dimensões desejadas, após as quais você pode cortar no comprimento desejado.
Bobina de liga de alumínio
Bobinas de liga de alumínio são feitas por uma combinação de processos, incluindo fundição, laminação e corte. Após a laminação de tarugos de liga de alumínio fundido na espessura desejada, eles são cortados em tiras estreitas na largura desejada.
Um processo de desenho pode ser conduzido para converter as tiras em diferentes formas antes de enrolar em um carretel para criar uma bobina. A bobina resultante também pode ser submetida a forças de compressão ao fazer componentes como molas.
Tubo de liga de alumínio
A liga de alumínio é tipicamente convertida em tubos por extrusão, onde é forçada através de uma matriz para obter um perfil contínuo. A matriz determina os parâmetros do tubo e é geralmente moldada a partir de material de alta resistência.
Você pode ter matrizes sucessivas com tamanhos ou formatos diferentes para atingir o resultado final desejado. Após extrudar o tubo, você o resfria, corta no comprimento desejado e, quando necessário, realiza processamento posterior.
Barras de liga de alumínio
A fabricação de barras de liga de alumínio também emprega extrusão utilizando um sistema de matriz no perfil de barra desejado. É um processo de trabalho a quente para permitir fácil moldagem da liga de alumínio em uma barra. O processo de extrusão é sucedido por um processo de resfriamento após o qual as barras são cortadas nos comprimentos desejados.
Cilindro de liga de alumínio
Assim como na fabricação de barras e tubos de liga de alumínio, a extrusão é utilizada na produção de cilindros de liga de alumínio. A extrusão permite que você produza cilindros em diferentes tamanhos e formas usando diferentes designs de matriz de acordo com as especificações.
Etapa 4: Tratamento térmico para liga de alumínio
Usar processos de tratamento térmico em liga de alumínio ajuda você a melhorar suas propriedades mecânicas. A escolha do processo de tratamento térmico depende do tipo de liga de alumínio, das propriedades desejadas e da aplicação pretendida.
Alguns processos comuns de tratamento térmico para ligas de alumínio são discutidos abaixo:
Recozimento
Melhora a ductilidade e envolve o aquecimento da liga de alumínio a uma temperatura específica antes do resfriamento gradual. O recozimento torna a moldagem da liga de alumínio mais fácil ao conduzir processamento posterior.
Endurecimento por precipitação
Este processo de tratamento térmico aumenta a resistência e a dureza da liga de alumínio. Após o tratamento térmico de solução, o envelhecimento é feito em baixa temperatura.
Isso resulta na formação de partículas duras dentro da matriz de alumínio pelos elementos dissolvidos.
Têmpera
Ao resfriar liga de alumínio, você a resfria rapidamente de uma temperatura alta para a temperatura ambiente. O resultado final é uma microestrutura que exibe grande força e resistência ao desgaste.
Tratamento térmico de solução
Neste processo de tratamento térmico, você aquece a liga a uma temperatura que excede a temperatura solvus dos elementos de liga. Os elementos de liga se dissolvem na matriz formando uma mistura homogênea que você tempera, prendendo os elementos na matriz.
Temperamento
Temperamento é um processo de aquecimento secundário que você executa na liga de alumínio já temperada ou endurecida a uma temperatura mais baixa. O resultado é uma melhoria na tenacidade da liga e uma redução em sua dureza e fragilidade.
Análise de desempenho de processo para fabricação de ligas de alumínioEtapa 5: Fabricação e usinagem de ligas de alumínio
Existem vários processos de fabricação e usinagem realizados em ligas de alumínio para convertê-las em produtos úteis.
Alguns desses processos incluem:
Corte a laser
O corte a laser utiliza um feixe de laser de alta potência para derreter e vaporizar material de uma peça de trabalho. Usar o corte a laser em ligas de alumínio é versátil e eficiente, no entanto, requer consideração cuidadosa para atingir com sucesso resultados de alta qualidade.
Ligas de alumínio são altamente reflexivas, tornando o corte a laser um desafio, pois pode refletir o feixe, dificultando o processo de corte. O feixe pode danificar o equipamento a laser, enquanto sua reflexão ou dispersão pode resultar em baixa qualidade de corte e/ou velocidade de corte reduzida.
Corte a laserVocê pode abordar esse desafio utilizando um comprimento de onda capaz de absorção pelas ligas de alumínio, como lasers de fibra. Abordar a formação de rebarbas também é necessário usando pressão de gás assistida e ajustando os parâmetros de corte, como velocidade de corte e potência.
Dobrando liga de alumínio
A dobra permite que você crie formas curvas ou angulares de ligas de alumínio para várias aplicações, como aeroespacial e automotiva. No entanto, a baixa ductilidade das ligas de alumínio e a tendência de voltar à mola tornam a dobra dessas ligas desafiadora.
Ductilidade diferente em liga de alumínio é devido a seus elementos de liga variáveis. Consequentemente, eles determinam quebra ou rachadura durante o processo de dobra de alumínio.
Outro fator a ser considerado ao dobrar ligas de alumínio é a espessura, pois a tendência a rachaduras aumenta com o aumento da espessura.
Dobrando liga de alumínioÉ importante usar um lubrificante durante o processo de dobra para reduzir o atrito e evitar rachaduras. Controlar cuidadosamente o processo de dobra, como os parâmetros de força, raio e ângulo, é útil para regular o retorno elástico.
Perfuração de liga de alumínio
A perfuração permite que você crie furos em ligas de alumínio para propósitos de design, como unir peças e atender a considerações estéticas. Ao perfurar ligas de alumínio, é aconselhável usar uma broca de aço rápido (HSS) ou de cobalto, pois elas são duráveis e tolerantes à temperatura.
Use uma alta velocidade de perfuração e baixa taxa de avanço para evitar um resultado de baixa qualidade, já que as ligas de alumínio são relativamente macias. Observe que uma broca de ponta afiada com um ângulo de ponta obtuso pode garantir um resultado limpo e preciso.
Desempenho de perfuração de liga de alumínioA perfuração de ligas de alumínio também é afetada pela espessura do material. Por exemplo, para materiais mais espessos, velocidades de perfuração mais lentas e taxas de avanço mais altas são necessárias para evitar superaquecimento ou desgaste excessivo da broca.
Usinagem de liga de alumínio
Os processos de usinagem em ligas de alumínio envolvem a remoção de material para atingir um resultado desejado. Ao realizar operações de usinagem em liga de alumínio, considere a ferramenta de corte, garantindo que ela seja durável e tolerante a altas temperaturas.
Como as ligas constituem elementos diferentes, elas têm níveis variados de usinabilidade, exigindo consideração individual antes da usinagem. Isso afeta, em última análise, parâmetros como taxa de avanço e velocidade de usinagem para garantir que o trabalho resultante seja de qualidade.
Ligas de alumínio contendo cobre como elemento primário de liga são altamente usináveis em comparação com aquelas contendo silício ou zinco. Ferramentas de corte de carboneto oferecem melhor desempenho quando usadas na usinagem de ligas de alumínio.
Usinagem de liga de alumínioExtrusão de liga de alumínio
A extrusão permite que você crie formas e perfis complexos de liga de alumínio forçando-a através de uma matriz após o aquecimento. As diferentes propriedades das ligas de alumínio com base em sua constituição afetam sua capacidade de serem extrudadas sem rachar ou quebrar.
A temperatura na qual a extrusão é realizada é influenciada pela composição da liga, assim como a força de extrusão. Um sistema de matriz determina a forma e a complexidade do produto. perfil extrudado de liga de alumínio.
Extrusão de alumínio ExplicadoFundição sob pressão de ligas de alumínio
Na produção de componentes de liga de alumínio de grande volume e formato complexo, o metal fundido é injetado em uma cavidade de molde (matriz) através de um processo de fundição sob pressão. A liga de alumínio é introduzida na matriz sob pressão graças a um sistema de prensa.
Um padrão no formato desejado da liga de alumínio faz a matriz que então pega a imagem negativa. A liga derretida ao preencher a cavidade da matriz é deixada para solidificar antes de ser quebrada ou ejetada da matriz.
Composição de liga de alumínio fundido sob pressãoDesenho Liga de Alumínio
O desenho permite que você produza peças longas, finas e cilíndricas de liga de alumínio, como fios, tubos e barras. Você puxa a liga de alumínio por uma série de matrizes com diâmetros progressivamente menores, resultando em um perfil mais longo e menor.
Aquecer a liga de alumínio antes do trefilamento permite uma trabalhabilidade mais fácil ao puxá-la através das matrizes no perfil desejado. A temperatura à qual você trata a liga de alumínio antes do trefilamento depende dos elementos constituintes.
Desenho de liga de alumínioLiga de alumínio forjada
Ao forjar ligas de alumínio, a aplicação de forças compressivas molda o material além de seu limite de escoamento, alterando o formato e as propriedades mecânicas. Considere as propriedades dos elementos de liga, como resistência e ductilidade, para evitar danos durante o forjamento, como rachaduras ou até mesmo quebra.
É típico realizar forjamento a quente com ligas de alumínio para melhorar a trabalhabilidade antes de moldar usando um martelo ou prensa. O forjamento envolve a aplicação de uma série de golpes que transformam a liga de alumínio na forma desejada.
Forjamento de liga de alumínioSoldagem de liga de alumínio
Soldar ligas de alumínio permite unir várias peças derretendo-as e fundindo-as. No entanto, soldar esses graus de liga é desafiador, dado seu baixo ponto de fusão, alto CTE e formação de camada de óxido.
Nem todas as ligas de alumínio são consideradas soldáveis, algumas exigindo manobras especiais para execução bem-sucedida. Métodos de soldagem como tungstênio a gás e soldagem a arco metálico a gás são utilizados na soldagem de ligas de alumínio.
Liga de alumínio soldadaA maioria das ligas de alumínio que utilizam silício como elemento primário de liga são usadas como enchimentos em aplicações de soldagem. Ao contrário, ligas de alumínio-zinco oferecem soldabilidade como uma das propriedades excepcionais.
Corte de alumínio ligado
O corte permite que você molde ligas de alumínio em peças ou componentes específicos utilizando diferentes métodos, desde corte mecânico, térmico até abrasivo. Métodos mecânicos como serragem utilizam lâminas especialmente moldadas e resistentes ao desgaste para permitir que você corte ligas de alumínio diretamente.
O corte a plasma utiliza um fluxo de gás ionizado em alta velocidade para derreter e cortar ligas de alumínio grossas e finas. O corte a jato de água, ao contrário, utiliza um fluxo de água de alta pressão misturado com partículas abrasivas no processo de corte com baixa distorção de calor.
Revestimento em pó de liga de alumínio
A aplicação de um revestimento em pó seco à superfície de uma liga de alumínio aumenta a durabilidade e o apelo estético. O pó é aplicado em uma superfície limpa e livre de contaminação, geralmente eletrostaticamente, usando uma pistola de pulverização.
Um processo de cura em temperaturas elevadas segue derretendo o pó e permitindo que o revestimento se transforme em um acabamento suave. A cura é realizada em uma câmara de aquecimento especial ou um forno enquanto o revestimento em pó pode ser tingido para melhorar a aparência.
Usinagem CNC Liga de Alumínio
A usinagem de Controle Numérico Computadorizado (CNC) de ligas de alumínio permite a produção de peças e componentes complexos. Como o nome sugere, a usinagem CNC utiliza máquinas controladas por computador para remover material de uma peça de liga de alumínio.
A máquina CNC funciona executando os detalhes de um CAD (Computer Aided Design) que é alimentado para a máquina. Você pode cortar peças complexas de alumínio.
Ligas de alumínio para fundição em areia
A fundição em areia é usada na produção de grandes peças de liga de alumínio de designs complexos usando moldes de areia. O molde é moldado usando um padrão no formato da peça de liga de alumínio dentro da qual você despeja a liga fundida.
O processo de vazamento é controlado para garantir que o molde seja preenchido uniformemente para evitar defeitos como vazios. A liga de alumínio é deixada esfriar e solidificar na cavidade antes de ser quebrada do molde.
Acabamento em liga de alumínio
Os processos de acabamento em ligas de alumínio permitem que você melhore a qualidade e a aparência da superfície após um processo de usinagem ou fabricação. O acabamento de liga de alumínio abrange diferentes técnicas, como anodização, escovação, pintura, polimento e jateamento de areia.
A anodização eletroquímica forma uma camada protetora de óxido sobre a superfície da liga de alumínio, melhorando a resistência à corrosão e ao desgaste. O polimento remove imperfeições da superfície mecanicamente, utilizando abrasivos, resultando em uma superfície lisa e reflexiva.
Mais recursos:
- Fabricação de Alumínio – Fonte: KDM
- Fabricação de Alumínio – Fonte: Thomasnet
Manutenção de liga de alumínio
Limpeza de ligas de alumínio
A limpeza de ligas de alumínio garante que a superfície do metal esteja livre de contaminantes que podem afetar o desempenho, a aparência e a durabilidade. Contaminantes como sujeira, óleos e graxa podem ser removidos pelos seguintes métodos:
i. Limpeza ácida: Envolve o uso de uma solução ácida como ácido sulfúrico, clorídrico e fosfórico para remover camadas de óxido e contaminantes inorgânicos.
ii. Limpeza eletrolítica: Elimina contaminantes superficiais em uma peça de liga de alumínio submersa em uma solução eletrolítica, submetendo-a a uma corrente elétrica.
iii. Limpeza Mecânica: Executado pela aplicação de ação mecânica, como escovação ou jateamento, removendo efetivamente contaminantes soltos da superfície.
iv. Limpeza com solvente: Utiliza um solvente especial, como acetona, álcool isopropílico e tricloroetileno, para dissolver e remover contaminantes da superfície, como óleos e graxas.
v. Limpeza a vapor: Eficaz para uso em larga escala, a limpeza a vapor submete as peças de liga de alumínio a um tratamento de vapor de alta pressão, eliminando contaminantes.
Restauração de ligas de alumínio
As ligas de alumínio podem corroer, perder o brilho ou sofrer danos por arranhões decorrentes do uso contínuo e do desgaste natural. A restauração de ligas de alumínio envolve técnicas para restaurar o acabamento superficial do metal e eliminar quaisquer danos superficiais.
Algumas técnicas comuns usadas na restauração de ligas de alumínio incluem:
i. Anodização: Cria uma camada de óxido sobre a superfície da liga de alumínio por imersão em um banho eletrolítico, aumentando sua resistência à corrosão.
ii. Limpeza Química: Utiliza soluções ácidas ou alcalinas, dependendo do tipo de corrosão, para remover a restrição da superfície.
iii. Pintura: Envolve a aplicação de uma camada de tinta sobre a superfície para oferecer proteção contra corrosão, geralmente após a limpeza.
iv. Polimento: Utiliza materiais abrasivos como lixa e ferramentas de polimento para eliminar arranhões, manchas e imperfeições da superfície, resultando em um novo brilho.
v. Jateamento de areia: Emprega ar comprimido para jatear materiais abrasivos na superfície da liga de alumínio, removendo imperfeições da superfície
Polimento de liga de alumínio
O polimento de liga de alumínio elimina imperfeições da superfície, como arranhões e manchas, resultando em um acabamento suave e reflexivo. Existem diferentes abordagens para polimento, como segue:
i. Polimento químico: Soluções químicas fortes dissolvem a camada superficial da liga de alumínio imersa, deixando uma superfície lisa e altamente refletiva.
ii. Polimento eletrolítico: Uma corrente elétrica aplicada a uma solução eletrolítica contendo a liga de alumínio dissolve a camada externa, revelando uma superfície lisa e virgem.
iii. Polimento com jato de água de alta pressão: Um jato de água submetido a alta pressão é concentrado na superfície da liga de alumínio, alisando-a. Partículas abrasivas podem ser adicionadas ao jato de água para aumentar a área de superfície de ação.
iv. Polimento mecânico: Utiliza materiais abrasivos como lixa para iniciar a remoção de imperfeições da superfície por meio de ação mecânica. Isso pode ser feito manualmente ou usando máquinas, resultando em uma superfície lisa e reflexiva.
v. Acabamento Vibratório: A liga de alumínio é encerrada em um recipiente com materiais abrasivos excitados que removem imperfeições da superfície por meio de vibração. A concentração das partículas e a velocidade dos movimentos das partículas influenciam o processo de polimento.
Custo do Alumínio Ligado
O custo do alumínio ligado depende de diferentes fatores, o principal dos quais é a constituição elementar. Ligas de alumínio que combinam elementos de alto valor como titânio e lítio custarão muito mais do que, digamos, aquelas com zinco ou cobre.
Além disso, os custos variam com o método de fabricação utilizado para a liga de alumínio. Dados os diferentes métodos disponíveis, a fundição de investimento, por exemplo, é um método caro que afeta negativamente o custo.
Ligas de alumínio custarão entre $1.400 e $3.500 dólares por tonelada, dependendo do grau e de outros fatores. Esses preços flutuam sob os caprichos das forças de mercado de demanda e oferta.
Preço de sucata de liga de alumínio
A alta durabilidade das ligas de alumínio permite que elas sejam recicladas várias vezes sem prejudicar suas qualidades mecânicas. A reciclagem de alumínio também permite grandes economias de energia na produção em comparação à extração de minérios em mais de noventa por cento.
A liga de alumínio de sucata está disponível em diferentes taxas ao redor do mundo com um preço médio de cerca de $450 por tonelada. Uma vez que o alumínio de sucata tenha sido processado, ele pode render a partir de $1.400 por tonelada, dependendo das condições de mercado.
Custo e disponibilidade de elementos de liga
As ligas de alumínio contêm diferentes combinações elementares, como cobre, magnésio, silício, zinco, manganês, níquel e ferro, que determinam o grau da liga. Cada um desses elementos atrai custos diferentes, dependendo de sua disponibilidade e quantidade necessária em uma aplicação específica.
Ligas de alumínio custam mais do que alumínio puro, pois combinar alumínio com outros elementos requer processos de fabricação adicionais. Além disso, os elementos de liga requerem diferentes processos de fabricação que afetam o custo, como extrusão e fundição.
Geopolítica
Fatores geopolíticos abrangem questões como políticas comerciais, condições econômicas, clima político e mudanças na oferta e demanda que afetam diferentes regiões. Esses fatores impactam muito o custo das ligas de alumínio devido à sensibilidade do mercado a mudanças.
Por exemplo, uma mudança nas políticas comerciais que afetam, digamos, tarifas e embargos pode afetar a disponibilidade de matérias-primas para liga de alumínio. Além disso, quando a instabilidade política é observada em um grande país produtor de alumínio, as chances são de que o mercado seja afetado negativamente.
Demanda e oferta
Como outras commodities no mercado internacional, as ligas de alumínio são influenciadas pelas forças de mercado de oferta e demanda. Consequentemente, quando há uma alta demanda por ligas de alumínio com oferta limitada, os preços das ligas de alumínio disparam e o oposto é verdadeiro.
A oferta e a demanda de ligas de alumínio serão afetadas por vários fatores, como:
eu. O crescimento econômico em países associados às principais indústrias consumidoras de ligas de alumínio pode influenciar positivamente a demanda.
ii. Políticas governamentais, como aprovar leis que afetam o uso de ligas de alumínio ou impor restrições à importação, afetarão a oferta e a demanda.
iii. Ter altas taxas de reciclagem de ligas de alumínio pode aumentar a oferta e, assim, reduzir o custo e o preço das ligas de alumínio.
4. Os níveis de produção de alumínio pelos principais países produtores determinarão a oferta no mercado.
você. O custo de materiais alternativos como o aço afetará a demanda por ligas de alumínio em uma relação direta.
Como quantificar o preço da liga de alumínio:
Preço da liga de alumínio por libra
Dependendo do grau da liga de alumínio, os preços do alumínio podem começar a partir de $0,15 por libra, geralmente para sucata de alumínio. No entanto, as condições de mercado podem facilmente empurrar o preço para mais de um dólar por libra.
Liga de alumínio mais cara
Ligas de alumínio personalizadas feitas para uso especializado e não para o mercado maior podem ser as mais caras em teoria. As ligas de alumínio mais caras exibem propriedades únicas e são moldadas a partir de processos de produção complexos e/ou utilizam matérias-primas de alto custo.
A liga de alumínio 7075-T6 que emprega zinco como elemento primário de liga é atualmente a mais cara do mercado. É adequada para:
- Aplicações de alto estresse, como peças de aeronaves
- Conhecido pela alta relação resistência-peso
- Resistência à fadiga superior
- Deus conceda resistência e tração.
Liga de alumínio mais barata
A liga de alumínio mais barata consiste em grande parte de alumínio puro com uma concentração reduzida de elementos de liga, como o grau 1100. AA 1100 contém mais de 99% de teor de alumínio com uma quantidade muito pequena de cobre e um elemento de liga.
AA 1100 exibe excelentes propriedades, como conformabilidade, soldabilidade e resistência à corrosão. É utilizado em aplicações como embalagens de alimentos e bebidas, refletores para iluminação e trabalhos de chapas metálicas de amplo alcance.
Fatores a considerar ao escolher ligas de alumínio
Ao selecionar uma liga de alumínio para sua aplicação, vários fatores devem ser considerados, como segue:
- Resistência à corrosão: As ligas de alumínio apresentam excelente resistência à corrosão. No entanto, dependendo da sua aplicação, algumas ligas oferecem melhor resistência à corrosão do que outras.
- Custo: Fatores como o custo das matérias-primas e os custos de produção influenciam o custo total de uma liga de alumínio.
- Considerações ambientais: Quando há preocupações ou questões ambientais em jogo, especialmente na fase de produção e aplicação, isso se torna um fator importante.
- Formabilidade: A conformabilidade das ligas de alumínio depende dos elementos de liga, o que afeta sua capacidade de serem moldadas.
- Usinabilidade: A usinagem é essencial para dar às ligas de alumínio a forma desejada e, portanto, deve ser considerada ao selecionar uma liga.
- Resistência e dureza: Ligas de alumínio apresentam diferentes níveis de resistência e dureza com base em sua composição elementar e tratamento.
- Soldabilidade: Algumas ligas de alumínio apresentam dificuldades na soldagem e devem ser evitadas quando a soldagem for considerada um processo essencial de fabricação.
Designações de padrões internacionais para ligas de alumínio
Existem várias designações de padrões internacionais para ligas de alumínio, usadas para classificar ligas de alumínio dependendo da composição.
Essas designações são comumente aplicadas no mundo:
O Associação do Alumínio (AA)
Este sistema é aceito mundialmente e origina um código numérico de quatro dígitos precedido pelas iniciais AA para identificar a liga de alumínio.
Tomando a forma AA(XXX.X), temos:
- 1st dígito – o principal elemento de liga
- 2e e 3º dígitos – ligas diferentes para cada série
- 4o – expressa a condição da liga
Sistema de Numeração Unificado (UNS)
O sistema de numeração unificado utiliza um código de cinco dígitos com uma letra de prefixo para identificar o material. Por exemplo, o alumínio e suas ligas são tipicamente contidos entre A00001 a A99999.
Normas Industriais Japonesas (JIS)
A designação JIS identifica ligas de alumínio no formato JIS H XXXX, onde XXXX é um código de quatro dígitos para a liga de alumínio.
Norma Europeia (EN)
Esta designação foi proposta pela União Europeia com dois formatos notáveis, como segue, onde XXXX representa um código de dígito:
- EN AW-XXXX (para ligas de alumínio forjado) ou
- EN AC-XXXX (para ligas de alumínio fundido).
Organização Internacional para Padronização (ISO)
O formato ISO utiliza um prefixo que indica o material, neste caso Al para alumínio, seguido simplesmente pela composição química da liga.
Por exemplo, Al-Mg1SiCu designa uma liga de alumínio contendo magnésio como principal elemento de liga, silício e cobre.
Olhando para as perspectivas futuras na indústria de alumínio ligado
· Novo desenvolvimento e pesquisa em liga de grau de alumínio
Esforços estão sendo feitos em todo o mundo para introduzir novas ligas de alumínio com propriedades melhoradas e a custos mais baratos. Alguns desses desenvolvimentos incluem:
Combinações de alumínio com o seguinte:
a. Lítio
Esforços estão em andamento para combinar alumínio com lítio como o principal elemento de liga para atingir ligas de alto desempenho. Utilizar lítio em ligas de alumínio tem o potencial de aumentar sua resistência em relação ao peso, resistência à corrosão, rigidez e trincas por fadiga.
b. Escândio
Este elemento busca melhorar a soldabilidade de ligas de alumínio, melhorar a resistência à tração e reduzir rachaduras durante aplicações de alto estresse. O escândio, no entanto, ainda é muito caro, dada sua rara ocorrência em minérios de outros elementos.
c. Berílio
A combinação de alumínio com berílio aumentará a resistência da liga de alumínio e também aumentará seu desempenho de rigidez em relação ao peso.
Além disso, utilizar berílio pode oferecer maior estabilidade em altas temperaturas, dado seu baixo coeficiente de expansão térmica. No entanto, o berílio oferece o desafio da toxicidade tanto para os humanos quanto para o meio ambiente, sem mencionar seu alto preço.
Fabricação Aditiva
Novos desenvolvimentos estão sendo avançados para utilizar ligas de alumínio em manufatura aditiva como impressão 3D. Pesquisas estão em andamento para desenvolver ligas de alumínio com as qualidades necessárias como resistência, ductilidade e estabilidade térmica adequadas para impressão 3D.
Reciclagem de Ligas de Alumínio
A reciclagem de liga de alumínio já existe há algum tempo, embora não com cem por cento de eficácia. Dados os esforços globais e a preocupação com questões verdes, os pesquisadores estão interessados em desenvolver métodos de reciclagem mais eficientes.
Os pontos de preocupação são aumentar os níveis de reciclagem em todo o mundo, desenvolvendo métodos mais eficientes de reciclagem de ligas de alumínio. Além disso, esforços estão sendo feitos para reduzir o impacto ambiental da fabricação de ligas de alumínio e a conservação de recursos naturais.
Aplicações futuras de ligas de alumínio
A durabilidade das ligas de alumínio viu seu uso aumentar para aplicações mais novas e inovadoras, à medida que suas propriedades são melhoradas. À medida que o mundo continua a mudar rapidamente com tecnologia mais avançada, o uso de ligas de alumínio está destinado a aumentar.
Espere ver ligas de alumínio nos seguintes casos:
Implantes Biomédicos
As principais qualidades necessárias para implantes biomédicos como membros protéticos, placas ósseas e dentaduras são biocompatibilidade e resistência à corrosão. Ligas de alumínio que exibem tais qualidades estão sendo desenvolvidas para fornecer uma alternativa mais barata aos implantes de titânio, tornando-os mais acessíveis.
Construção
Há anos o aço tem sido o metal preferido para obras de construção, graças às suas excelentes qualidades de resistência e desempenho. Ligas de alumínio encontraram uso limitado na construção, com o aço ainda reinando supremo em aspectos essenciais, como fazer vigas, colunas e treliças.
Pesquisadores pretendem desenvolver ligas de alumínio com desempenho de resistência comparável ao aço e capazes de substituí-lo na construção. Isso reduzirá muito os custos de construção, dada a disponibilidade da liga de alumínio e sua capacidade de reciclagem.
Veículos elétricos
À medida que a demanda por veículos elétricos e autônomos aumenta, surge a necessidade de torná-los ainda mais baratos e acessíveis. Ligas de alumínio são um material ideal, dadas suas excelentes qualidades mecânicas, sendo materiais leves e de alta resistência.
Ligas de alumínio podem ser usadas para fazer painéis laterais, invólucros de bateria e outras peças estruturais nesses veículos. Além disso, sua capacidade de ser reciclada inúmeras vezes sem afetar suas qualidades trabalha a seu favor.
Energia Renovável
Os esforços para um planeta mais verde são agora o foco da maioria dos governos que incentivam o uso de fontes de energia renováveis. Alternativas às fontes de energia tradicionais, como a energia eólica e solar, estão sendo lideradas, necessitando de desenvolvimentos.
Dadas as propriedades mecânicas das ligas de alumínio, como resistência à corrosão e força, seu uso nesta indústria é aparente. Componentes para turbinas eólicas, como lâminas e armações de painéis solares, podem ser moldados a partir de ligas de alumínio.
Liga de alumínio com base em aplicações
Ligas de alumínio para aplicações aeroespaciais
Ligas de alumínio usadas em aplicações aeroespaciais são valorizadas por sua alta relação resistência-peso, resistência à corrosão e boa condutividade térmica. Ligas de Alu comuns são:
AA 2024
Emprega cobre como o principal elemento de liga junto com quantidades menores de zinco, magnésio e manganês, exibindo alta resistência e tenacidade. Ele encontra uso comum na fabricação de trens de pouso, estruturas de fuselagem e longarinas de asas de aviões.
AA 2090
Ele emprega cobre junto com lítio e zircônio como elementos de liga. Ele encontra uso na fabricação de reforços de anteparo para pisos de aeronaves, peças de fuselagem e asas, graças à sua propriedade de alta resistência.
AA 6061
Utiliza magnésio e silício como os principais elementos no processo de liga que possuem alta resistência graças a endurecimento por precipitação. Também é soldável e resistente à corrosão, sendo comumente utilizado na fabricação aeronave asas e fuselagens.
AA 6061 também é empregado na construção de barcos e na fabricação de cilindros de gás para armazenamento de alta pressão, como tanques de mergulho. Alguns veículos empregam AA 6061 no mobiliário de seus chassis.
AA 7010
Com zinco como elemento primário, 7010 exibe qualidades de resistência decentes com alta tolerância à corrosão e resistência a danos. É um forjado liga de alumínio que é utilizado na forja de componentes para uso aeroespacial.
AA 7050
Apresenta qualidades capazes, como tenacidade, resistência à corrosão sob tensão e resistência graças ao teor de zinco e magnésio. É tratável termicamente com condutividade elétrica relativamente alta, utilizada na produção de peças aeroespaciais, como anteparas, armações de fuselagem e revestimentos de asas.
AA 7055
Possui alta resistência à tração acima de 550 MPa e é um material forjado liga de alumínio que é tratável termicamente. Essa qualidade de resistência permite seu uso na construção de estruturas de aeronaves.
Exemplos de peças incluem revestimentos de asas de liga de alumínio, estrutura de aeronaves de alumínio, fuselagem de alumínio e outras peças de aeronaves de alumínio.
Ligas de alumínio para aplicações automotivas
Ligas de alumínio para aplicações automotivas apresentam qualidades como resistência ao calor e à corrosão, bem como alta resistência. Algumas ligas de alumínio utilizadas em aplicações automotivas incluem:
AA 5182
Utiliza magnésio e manganês no processo de liga com alumínio, oferecendo alta resistência a diversas peças utilizadas na indústria automobilística.
AA 6013
Você o encontra utilizado em veículos modernos, fabricando o sistema de freios e peças do motor.
AA 7068
Capaz de tratamento térmico com qualidades de resistência incríveis, como uma resistência à tração máxima que atinge 700 MPa, comparável a alguns tipos de aço. Na indústria automotiva, o AA 7068 encontra uso na fabricação de bielas, bombas de combustível e válvulas de motor.
AA 7075
A inclusão de zinco nesta liga proporciona propriedades mecânicas aprimoradas, como resistência, resistência à fadiga, ductilidade e tenacidade. Ela tem um desempenho consideravelmente bom em aplicações de alto estresse, encontrando uso em engrenagens e eixos automotivos e peças de válvulas.
Exemplos de aplicações são rodas de liga de alumínio, aros de liga de alumínio, bloco de motor de liga de alumínio, pistão de liga de alumínio e outras peças de veículos de alumínio.
Ligas de alumínio para aplicações criogênicas
As aplicações criogênicas envolvem condições de temperatura muito baixas e, como tal, exigem ligas de alumínio que possam manter a integridade estrutural nesses casos. As ligas de alumínio também são usadas em estruturas de veículos leves, incluindo veículos utilitários e carrinhos de golfe no campo de golfe. Algumas ligas de alumínio adequadas para uso neste caso são listadas a seguir:
AA 5059
Combinando alumínio e magnésio, ele não é endurecido pelo calor, em vez de empregar endurecimento por deformação ou trabalho a frio para fortalecimento. É soldável e resistente à corrosão, encontrando uso em tanques criogênicos para propelentes usados em foguetes reutilizáveis.
AA 5083
Junto com alumínio e magnésio, esta liga tem quantidades escassas de cromo e manganês com resistência incrível a produtos químicos e água salina. Ela também não é tratada termicamente com parâmetros de resistência relativamente altos, não sendo adequada para uso acima de 65 °C.
Consequentemente, o AA 5083 é utilizado em aplicações criogênicas, pois pode atingir até -195 °C em condições de resfriamento. Este material é conhecido por aumentar seus parâmetros de resistência quando atinge esta temperatura, ao mesmo tempo em que exibe excelente resistência contra fraturas.
Exemplos incluem equipamento de refrigeração de alumínio.
Ligas de alumínio para aplicações marítimas
Aplicações marítimas enfatizam a resistência à corrosão devido à alta interação de estruturas e embarcações marítimas com a água do mar. Como tal, os materiais usados nesses recursos precisam ser altamente resistentes à corrosão para evitar desgaste acelerado.
AA 5052
A composição estrutural do AA 5052 contém alumínio e magnésio oferecendo dureza e resistência à corrosão melhoradas por meio de processos de trabalho a frio. Este material de liga é aplicado principalmente em estruturas marítimas graças à sua tolerância a ambientes salinos indutores de corrosão.
AA 5059
Em vez de endurecimento por calor, essa combinação de alumínio-magnésio utiliza trabalho a frio ou endurecimento por deformação, o que melhora muito seu desempenho de resistência. Portanto, é soldável sem danificar sua estrutura e usado para construir cascos para embarcações marítimas, já que também são resistentes à corrosão.
Como o tratamento térmico não afeta significativamente a resistência, o aço 5059 pode ser facilmente soldado, mantendo a maior parte de sua resistência mecânica.
AA 5083
A propriedade notável deste material de liga é sua resistência à deterioração por produtos químicos e água salina. Ele também retém sua formidabilidade mecânica após a soldagem, permitindo o uso na construção naval e de plataformas offshore.
AA 5086
Você pode soldar este material de liga que é incapaz de tratamento térmico usando encruamento ou trabalho a frio para melhorar sua resistência. Além disso, é altamente resistente à corrosão, permitindo o uso na construção de barcos e no mobiliário de passarelas para embarcações marítimas.
AA 6061
Os principais elementos de liga aqui são magnésio e silício oferecendo propriedades mecânicas decentes, como boas soldabilidade e resistência à corrosão. Eles podem suportar abrasão permitindo o uso na construção de barcos e iates.
Exemplos de aplicações incluem barcos de liga de alumínio, cabos de liga de alumínio na indústria marítima, peças de alumínio para navios, etc.
Ligas de alumínio para aplicações estruturais
Muitas aplicações estruturais exigem o uso de materiais mecanicamente duráveis, especialmente aqueles que são resistentes à corrosão e de alta resistência. As ligas de alumínio oferecem a você essas qualidades nas seguintes formas:
AA 3003
Utiliza manganês junto com alumínio como elementos primários no processo de liga capaz de trabalho a frio para melhoria de resistência. Apresenta qualidades decentes, como resistência à corrosão, resistência e trabalhabilidade, comumente convertidas em folhas usadas como telhados, calhas e revestimentos.
AA 4043
Contém silício em quantidades generosas na estrutura da liga, tem desempenho decente contra corrosão e é comumente usado em soldagem como material de enchimento. Isso permite seu uso em aplicações estruturais, onde é usado para unir outras chapas de metal.
AA 5005
Esta liga de alumínio contém magnésio em sua estrutura e oferece resistência impecável à corrosão por causas ambientais. É capaz de atingir qualidades de resistência decentes, permitindo o uso em aplicações arquitetônicas, geralmente como peça(s) decorativa(s).
AA 5052
Empregando elementos traço de cromo junto com alumínio e magnésio, este material de liga oferece boa resistência à corrosão e propriedades de força. Sua aplicação estrutural se estende à fabricação de chapas metálicas usadas como revestimentos e coberturas, painéis de piso e rebites.
AA 6063
Este material de liga é capaz de tratamento térmico permitindo processos como soldagem e extrusão em formas complexas. É um material distinto em obras arquitetônicas como fazer molduras para janelas e portas, móveis e sistemas de tubulação.
AA 7049
Esta liga é trabalhada principalmente por forjamento, o que lhe dá qualidades de resistência impressionantes contra aplicação de tensão, rachaduras e corrosão. Peças usadas em desenvolvimentos estruturais podem ser forjadas a partir desta liga de alumínio.
Exemplos de aplicações incluem caixa de liga de alumínio, suporte de liga de alumínio, estojo de liga de alumínio, portas e janelas de liga de alumínio, varetas de solda de liga de alumínio, tripé de liga de alumínio., Perfis extrudados de liga de alumínio, cerca de liga de alumínio, etc.
Aplicações militares
Aplicações militares exigem materiais com qualidades físicas e mecânicas impressionantes, como resistência, resistência à corrosão, desempenho térmico e dureza.
Ligas comuns:
AA 2195
Contém cobre como elemento primário de liga, juntamente com elementos como lítio, magnésio, prata e zircônio. Ele exibe uma alta relação resistência-peso, permitindo o uso em jatos militares que fabricam tanques de propelente.
AA 2219
Você pode tratar termicamente esta liga de alumínio para aumentar a resistência em detrimento da ductilidade reduzida. Contendo cobre como um elemento de liga primário dificulta a resistência à corrosão e soldabilidade, no entanto, eles podem ser revestidos ou pintados.
A liga 2219 é trabalhada por forjamento e extrusão, resultando em tenacidade à fratura e resistência à fissuração por tensão da corrosão. Consequentemente, essa liga de alumínio é utilizada em jatos militares supersônicos para fazer peças estruturais e revestimentos.
AA 5086
Sua capacidade de soldagem e bom desempenho contra corrosão tornam seu uso popular na fabricação de veículos blindados usados pelos militares.
AA 7039
Utilizando zinco como o principal elemento de liga, esta liga é trabalhada por forjamento e é tratável termicamente. Suas qualidades de resistência a rachaduras por tensão e corrosão, juntamente com a usinabilidade, a tornam ideal para uso militar como material de blindagem.
AA 2519
Também empregando principalmente coper como principal elemento de liga, utiliza vestígios de silício, magnésio, ferro, zinco, titânio, manganês, e vanádio. É utilizado pelos militares na fabricação de blindagem de aeronaves devido às suas características balísticas e resistência a corrosão sob tensão.
AA 7049
Esta liga de alumínio pode forjar peças altamente resistentes e usináveis, capazes de suportar a corrosão, estresse e rachaduras. Ele aparece várias vezes em indústrias militares, fabricando acessórios para mísseis e peças de aeronaves, como cilindros para trens de pouso.
Exemplos de aplicações incluem balas de liga de alumínio, liga de alumínio para construção de navios de guerra, liga de alumínio em jatos de combate, etc.
Aplicações médicas
Uma consideração importante para ligas de alumínio usadas em aplicações médicas é ser livre de contaminação e, portanto, altamente resistente à corrosão. Algumas das ligas de alumínio que você encontra utilizadas no campo médico estão listadas assim:
AA 3004
Com teor de magnésio em sua estrutura, ele pode tolerar trabalho a frio, resultando em têmperas de baixa dúctilidade, mas alta resistência. Sua trabalhabilidade, resistência decente e resistência à corrosão permitem o uso na fabricação de recipientes estéreis para armazenamento médico.
AA 7068
Utiliza zinco como elemento de liga, tornando-o uma liga de alta resistência comparável a aços e capaz de tratamento térmico. Sua força e resistência química permitem seu uso na fabricação de dispositivos médicos como próteses.
Exemplos comuns incluem equipamentos de diagnóstico de alumínio, armários de alumínio, equipamentos cirúrgicos de alumínio, etc.
Outras aplicações:
- Atividades esportivas e recreativas onde temos quadros de bicicleta de alumínio, tacos de beisebol de liga de alumínio, bicicletas de liga de alumínio, bases de scooter de liga de alumínio, etc.
- Eletrodomésticos incluem utensílios de cozinha de liga de alumínio, tambor de secadora de liga de alumínio, mesa dobrável de liga de alumínio, espelho de liga de alumínio
- Joias de liga de alumínio, panela de liga de alumínio, dissipador de calor de liga de alumínio, etc.
Perguntas frequentes sobre bônus
1. Como o aço-liga se compara às ligas de alumínio?
A tabela a seguir resume a comparação entre aço-liga e liga de alumínio.
| Propriedade | Liga de aço | Liga de alumínio |
| Composição | Contém Ferro e Carbono como principais elementos de liga. Outros elementos usados incluem: manganês, níquel, cromo, molibdênio, vanádio, silício e boro. | Contém alumínio junto com um elemento de liga primário, como cobre, zinco, magnésio, manganês, silício, níquel e ferro. |
| Força | Mais forte atingindo um UTS de 965 MPa | Relativamente forte com UTS mais baixo a 710 MPa |
| Resistência à corrosão | Menos resistente à corrosão | Altamente resistente à corrosão |
| Peso | Pesado com maior densidade | Luz com menor densidade |
| Condutividade térmica | Mau condutor térmico | Bom condutor térmico |
| Maleabilidade | Baixa maleabilidade à temperatura ambiente | Altamente maleável à temperatura ambiente |
2. A liga de alumínio enferruja?
Não. O alumínio é um elemento não ferroso que não enferruja. Em vez disso, é altamente resistente à corrosão, formando uma camada protetora sobre sua superfície quando exposta.
3. Como a liga de alumínio se compara à liga de cobre?
Uma comparação é feita entre ligas de cobre e alumínio na tabela a seguir:
| Propriedade | Liga de cobre | Liga de alumínio |
| Ponto de fusão | Muito alto em torno de 1.085 oC | Comparativamente baixo em torno de 660 oC |
| Condutividade térmica e elétrica | Excelente | Moderado |
| Ductilidade | Altamente dúctil | Comparativamente menor |
| Maleabilidade | Mais alto | Mais baixo |
4. A liga de alumínio é magnética?
Ligas de alumínio não são naturalmente magnéticas, mas exibem qualidades paramagnéticas quando submetidas a um campo magnético.
5. Como a liga de magnésio se compara ao alumínio?
Um resumo da comparação entre liga de magnésio e liga de alumínio está tabulado abaixo:
| Propriedade | Liga de magnésio | Liga de alumínio |
| Densidade | Menos denso | Densidade comparativamente maior |
| Ponto de fusão | Baixo ponto de ebulição | Maior que ligas de magnésio |
| Resistência à corrosão | Moderado | Excelente |
| Condutividade térmica | Alta condutividade térmica | Comparativamente menor |
6. Como as ligas de alumínio e latão se comparam?
| Propriedade | Liga de latão | Liga de alumínio |
| Composição | Os principais elementos de liga incluem cobre e zinco | Contém alumínio juntamente com elementos como cobre, magnésio, silício, manganês, níquel, zinco e ferro. |
| Densidade | Mais alto em cerca de 8,53 g/cm3 | Mais baixo em cerca de 2,7 g/cm3 |
| Limite de escoamento | Menos forte a 95 MPa | Comparativamente mais forte a cerca de 240 MPa |
| Ponto de fusão | Mais alto em cerca de 950 oC | Mais baixo em cerca de 660 oC |
| Condutividade térmica | 150 W/(mK) | 120 W/(mK) |
7. O que há de único na liga de alumínio NASA 398?
A liga de alumínio NASA 398 é uma liga de alumínio-silício altamente dúctil com excelente desempenho de resistência e dureza. Ela exibe uma resistência impressionante a altas temperaturas, atingindo 400 oC.
A liga de alumínio NASA 398 é utilizada em motores automotivos como blocos de cilindros e pistões. Eles são menos resistentes ao desgaste e seu baixo coeficiente térmico de expansão reduz a distorção em temperaturas elevadas.
8. Como funciona a liga de escândio em comparação à liga de alumínio?
Ligas de escândio exibem resistência impressionante quando comparadas a ligas de alumínio com bom desempenho de temperatura. Quando você combina escândio com graus de liga de alumínio como AA 5000, você obtém materiais com maiores limites de escoamento.
9. Quais são as ligas de alumínio mais fortes?
AA 7075 exibe o melhor desempenho de resistência entre os graus de alumínio comercial com uma resistência à tração máxima atingindo mais de 570 MPa. Isso o torna superior mesmo em comparação com alguns aços macios.
Um resumo comparando as resistências à tração finais dos graus de liga de alumínio está tabulado abaixo:
| Série de liga de alumínio | Resistência à tração (máxima) |
| Série 1000 | 45,0 – 205 MPa |
| Série 2000 | 172 – 670 MPa |
| Série 3000 | 90,0 – 295 MPa |
| Série 4000 | 110 – 427 MPa |
| Série 5000 | 110 – 590 MPa |
| Série 6000 | 89,6 – 565 MPa |
| Série 7000 | 70,0 – 750 MPa |
Conclusão
Como você pode ver, a liga de alumínio desempenha um papel integral em aplicações de engenharia modernas. No entanto, você deve escolher uma liga apropriada para o alumínio, selecionar a melhor técnica de fabricação e acabamento.
Para todos os seus processos de fabricação de liga de alumínio, a KDM oferece a solução perfeita para todas as suas necessidades.