Decodificando o sistema de numeração da liga de alumínio

O alumínio é um metal leve, mas incrivelmente forte, tornando-o uma excelente escolha para muitas aplicações na indústria automotiva, aeroespacial e eletrônica. Junto com sua durabilidade e leveza física, o alumínio é resistente à corrosão devido a uma forte camada de filme de óxido que cobre sua superfície.

Como o alumínio forma facilmente compostos com outros elementos químicos, um grande número de ligas de alumínio foi desenvolvido ao longo dos anos. Para criar uma liga de alumínio e melhorar certas qualidades do alumínio base, você deve adicionar um elemento químico ao alumínio puro. Isso requer uma mistura completa desses elementos – como magnésio, silício, zinco ou cobre – com alumínio enquanto o metal está fundido. Esses elementos podem aumentar a resistência, densidade, trabalhabilidade, condutividade elétrica do alumínio e muito mais.

As ligas de alumínio podem variar significativamente dependendo de sua composição e têmpera. Para evitar confusão, as ligas de alumínio são nomeadas e categorizadas de acordo com um sistema de numeração de liga de alumínio. Esses sistemas ajudam projetistas e engenheiros a se familiarizarem com várias ligas, suas características e aplicações comuns. Isso ajuda as equipes de produto a escolher a liga de alumínio e o método de fabricação corretos para uma determinada peça.

Números de série de alumínio forjado

A Associação de Alumínio estabeleceu o sistema de descrição de ligas forjadas em 1954. Quando o sistema foi implementado pela primeira vez, ele listava 75 composições químicas – hoje, existem mais de 530 elementos químicos ativos registrados, e esse número continua a crescer.

A série de alumínio forjado nomeia elementos com quatro dígitos numéricos, onde o primeiro dígito representa o elemento de liga principal, o segundo dígito indica uma modificação de uma liga específica e o terceiro e quarto dígitos são números arbitrários atribuídos a ligas específicas na série.

Aqui estão os principais agentes de liga na série de alumínio forjado:

1xxx — 99.000 mínimo de alumínio

É impossível que o alumínio seja 100% puro, mas o alumínio nesta categoria de séries forjadas contém pelo menos 99% de alumínio. Para todos os efeitos, as ligas 1xxx são consideradas alumínio puro. Notavelmente, essa liga é a exceção à regra de nomenclatura da série forjada - em nomes de liga 1xxx, os dois últimos dígitos representam a porcentagem mínima de alumínio acima de 99. Por exemplo, a liga 1350 consiste em pelo menos 99,50% de alumínio.

O alumínio puro possui grande resistência à corrosão e trabalhabilidade, além de alta condutividade elétrica e térmica. Por esta razão, esta liga é frequentemente usada para aplicações elétricas e químicas. O alumínio puro não é muito forte e raramente é usado para aplicações estruturais, mas o encruamento pode aumentar moderadamente a resistência do material.

2xxx — Cobre

Esta liga da série forjada oferece alta resistência e desempenho em uma ampla faixa de temperaturas e é usada regularmente em aplicações aeroespaciais. Uma liga de alumínio para aeronaves bem conhecida é a Alloy 2024. No entanto, algumas ligas de cobre e alumínio são suscetíveis a trincas por corrosão por calor e tensão e são consideradas não soldáveis, enquanto outras ligas 2xxx podem ser soldadas usando os métodos corretos. 2xxx diminui o alongamento e a resistência à tração do alumínio e não oferece uma resistência à corrosão tão boa quanto outras ligas da série forjada.

3xxx — Manganês

As ligas de alumínio 3xxx foram usadas inicialmente apenas em panelas e frigideiras, mas agora são amplamente utilizadas em componentes de trocadores de calor para veículos e usinas de energia. Com boa estabilidade de temperatura e resistência à corrosão, as ligas desta categoria são adequadas para uso em condições extremas. 3xxx também permite boa formabilidade e trabalhabilidade. 3003 é uma liga de manganês popular usada para aplicações de resistência moderada que requerem formas complexas.

4xxx — Silício

O silício reduz o ponto de fusão do alumínio e melhora sua fluidez quando fundido. Por esta razão, as ligas 4xxx são frequentemente usadas em arames de soldagem por fusão e como ligas de brasagem. O silício por si só não é tratável termicamente, mas várias ligas 4xxx respondem bem aos tratamentos térmicos graças à adição de cobre ou magnésio.

5xxx — Magnésio

As ligas de alumínio nesta categoria são facilmente soldáveis ​​e amplamente utilizadas para aplicações na construção naval, transporte, construção de pontes e construção. As ligas 5xxx oferecem boa resistência à corrosão em ambientes marinhos e têm a maior resistência de todas as ligas não tratáveis ​​termicamente. No entanto, ligas 5xxx com mais de 3 a 3,5% de magnésio não são recomendadas para serviço em temperaturas elevadas acima de 65,6°C (150°F) devido à possibilidade de trincas por corrosão sob tensão.

6xxx — Magnésio e silício

As ligas 6xxx geralmente consistem em cerca de 1,0% de magnésio e silício cada, o que produz silício-magnésio. O silício-magnésio pode suportar tratamentos térmicos de solução que melhoram a resistência, a conformabilidade e a resistência à corrosão. Este número de série forjado é usado em toda a indústria de fabricação de soldagem, principalmente incorporado em componentes estruturais e extrusões.

Essas ligas são sensíveis a trincas de solidificação, o que significa que não devem ser soldadas sem materiais de enchimento - muitas vezes, 6xxx é soldado com materiais de enchimento 4xxx ou 5xxx para aumentar a soldabilidade. Uma das principais ligas de silício-magnésio é a 6061, que é uma das ligas de alumínio tratáveis ​​termicamente mais versáteis.

7xxx — Zinco

Este número de série forjado contém algumas das ligas de alumínio de maior resistência que são mais adequadas para aplicações de alto desempenho em equipamentos esportivos competitivos ou nas indústrias aeronáutica e aeroespacial. As adições de zinco variam de 0,8 a 12% em ligas 7xxx e podem ser combinadas com porcentagens menores de magnésio, cobre e cromo para tratamento térmico.

Como 2xxx, 7xxx contém ligas adequadas e não adequadas para soldagem - uma liga comumente soldada é a 7005, que é usada principalmente com cargas de liga 5xxx. Uma das ligas de alumínio de maior resistência disponíveis é a 7075, que é frequentemente usada em estruturas de estrutura de ar e para outras aplicações de alta tensão.

Considerações para a série de alumínio forjado

É importante observar quais ligas de alumínio são tratáveis ​​termicamente e quais não são tratáveis ​​termicamente. Isso ajudará as equipes de produto a determinar as aplicações apropriadas para ligas de alumínio específicas e proteger os componentes de altas temperaturas quando necessário.

• As ligas das séries 2xxx, 6xxx e 7xxx são tratáveis ​​termicamente.
• As ligas de alumínio forjado das séries 1xxx, 3xxx e 5xxx não são tratáveis ​​termicamente e só permitem o endurecimento por deformação.
• A série 4xxx contém algumas ligas tratáveis ​​termicamente, mas principalmente ligas não tratáveis ​​termicamente. No entanto, a maioria das ligas 4xxx não tratáveis ​​termicamente podem responder a tratamentos térmicos quando misturadas com outras ligas tratáveis ​​termicamente.

Nos Estados Unidos, usamos principalmente a série de liga de alumínio forjado, mas existem outros sistemas de nomeação e organização de alumínio, incluindo a série de liga de alumínio fundido. Os números de série de alumínio fundido são semelhantes aos números acima. A série de alumínio fundido usa um número de 3 dígitos e uma casa decimal (xxx.x), onde o primeiro dígito (Xxx.x) indica o principal elemento de liga.

Compreendendo ligas de alumínio e têmperas

As têmperas indicam se uma liga de alumínio passou por algum processamento para aumentar as propriedades mecânicas, como resistência à tração, dureza ou resistência ao calor. As têmperas são mostradas na série de alumínio forjado como uma letra etiquetada após um número de liga, por exemplo. 3003-H.

Revenimentos endurecidos por tensão (-H)

A adição de um “-H” após as ligas 1xxx, 3xxx, 5xxx e às vezes 4xxx indica que a liga foi endurecida por deformação, uma vez que não podem ser tratadas termicamente. O número imediatamente após o H indica seu processamento:

• H1 — Reforçado
• H2 — Encruado e parcialmente recozido
• H3 — Endurecido e estabilizado
• H4 — Encruado e envernizado ou pintado

Ligas de alumínio endurecidas por deformação são seguidas por dois números, onde o segundo número indica uma designação de escala que varia de 0 (totalmente recozido, mais macio) a 8 (mais duro). Por exemplo, o alumínio 5052-H32 foi endurecido e estabilizado e é relativamente macio.

Temperaturas tratadas termicamente e termicamente (-T)

A adição de um “-T” após as ligas 2xxx, 6xxx, 7xxx e algumas 4xxx indica que a liga foi tratada termicamente, resfriada ou temperada rapidamente ou endurecida por precipitação. O número após o T indica qual processo térmico foi submetido.

• T1 — Resfriado a partir de uma temperatura elevada e envelhecido naturalmente
• T2 — Resfriado a partir de uma temperatura elevada, trabalhado a frio e envelhecido naturalmente
• T3 — Tratamento térmico por solução, trabalhado a frio e envelhecido naturalmente
• T4 — Solução tratada termicamente e envelhecida naturalmente
• T5 — Resfriado a partir de uma temperatura elevada e envelhecido artificialmente
• T6 — Solução tratada termicamente e envelhecida artificialmente
• T7 — Solução tratada termicamente e estabilizada
• T8 — Tratamento térmico por solução, trabalhado a frio e envelhecido artificialmente
• T9 — tratado termicamente com solução, envelhecido artificialmente e trabalhado a frio
• T10 — Resfriado por temperatura elevada, trabalhado a frio e envelhecido artificialmente

As ligas endurecidas por precipitação ou tratadas termicamente às vezes contêm um dígito adicional, que indica propriedades finais específicas, como alívio de tensão por estiramento (-T51) ou compressão (-T52).

Ler a série de alumínio forjado com Fast Radius

Embora seja importante estar familiarizado com o sistema de numeração das ligas de alumínio, não esperamos que você conheça todas as ligas de alumínio de cor. Para garantir que você está escolhendo a liga de alumínio certa para a aplicação do seu projeto, conte com a ajuda de um parceiro de fabricação experiente.

Fast Radius pode ajudá-lo a entender a série forjada de liga de alumínio e determinar a melhor liga de alumínio possível para uma determinada peça. Nossa equipe de fabricantes especializados possui profundo conhecimento e experiência no setor, que dedicaremos para tornar seu próximo projeto um sucesso. Entre em contato conosco hoje para começar sua jornada de liga de alumínio.

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