Liga de Alumínio AA 2111 – Propriedades Principais e Especificações (Liga de Livre Usinagem)
Introdução à Liga AA 2111
A AA 2111 é uma liga da série 2xxx (Al-Cu) classificada como liga de livre usinagem (free-machining). A adição de Bismuto (Bi) e Estanho (Sn) promove a quebra de cavacos e lubrificação da ferramenta, permitindo velocidades de usinagem extremamente altas com excelente acabamento superficial e vida útil da ferramenta prolongada. Não é uma liga Al-Li. Sua densidade é mais alta (2,83 g/cm³) devido ao alto teor de Cu (5,0-6,0%).
Propriedades Gerais
| Propriedade | Valor | Normas Relacionadas |
|---|
| Densidade | 2,83 g/cm³ | Normas AA |
Propriedades Mecânicas
| Propriedade | Valor | Comentário |
|---|
| Módulo de Elasticidade | 70,0 – 73,0 GPa | Típico para Alumínio Forjado Série 2000 |
| Tenacidade à Fratura (Plano-Deformação) | 22,0 – 35,0 MPa·√m | Típico para Alumínio Forjado Série 2000 |
| Coeficiente de Poisson | 0,33 | Típico para Alumínio Forjado Série 2000 |
| Módulo de Cisalhamento | 26,0 – 27,5 GPa | Típico para Alumínio Forjado Série 2000 |
Propriedades Térmicas
| Propriedade | Valor | Comentário |
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| Coeficiente de Expansão Térmica | 1,6e-05 – 2,4e-05 1/K | Típico para Alumínio Forjado Série 2000 |
| Ponto de Fusão | 500,0 – 650,0 °C | Típico para Alumínio Forjado Série 2000 |
| Calor Específico | 816,0 – 963,0 J/(kg·K) | Típico para Alumínio Forjado Série 2000 |
| Condutividade Térmica | 112,0 – 251,0 W/(m·K) | Típico para Alumínio Forjado Série 2000 |
Propriedades Elétricas
| Propriedade | Valor | Comentário |
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| Condutividade Elétrica | 18.000.000 – 30.000.000 S/m | Típico para Alumínio Forjado Série 2000 |
| Resistividade Elétrica | 3,4e-08 – 6e-08 Ω·m | Típico para Alumínio Forjado Série 2000 |
Composição Química (Normas AA)
| Elemento | Teor (% em massa) | Norma |
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| Bismuto (Bi) | 0,2 – 0,8 % | Normas AA |
| Cobre (Cu) | 5,0 – 6,0 % | Normas AA |
| Ferro (Fe) | 0,70 % | Normas AA |
| Silício (Si) | 0,4 % | Normas AA |
| Estanho (Sn) | 0,1 – 0,5 % | Normas AA |
| Zinco (Zn) | 0,3 % | Normas AA |
Mecanismo de Livre Usinagem: Bi e Sn são insolúveis na matriz de Al. Formam partículas finas e dispersas que atuam como iniciadores de trinca no cavaco (quebra-cavacos) e lubrificantes sólidos na interface ferramenta-peça. Permite usinagem a seco ou com mínimo lubrificante (MQL).
Propriedades Tecnológicas
| Propriedade | Avaliação |
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| Trabalhabilidade (Usinagem) | Excelente (Livre Usinagem) |
| Conformação a Frio | Limitada (Alto Cu) |
| Soldabilidade | Ruim (Típico Série 2xxx / Bi/Sn prejudiciais) |
Atenção: A presença de Bi e Sn torna a soldagem por fusão extremamente difícil (trinca a quente). Uso restrito a peças usinadas a partir de barra/bloco (fittings, manifolds, conectores).
Aplicações Típicas
- Peças usinadas de alta precisão: manifolds hidráulicos, corpos de válvulas, conectores, fittings aeroespaciais.
- Componentes eletrônicos (dissipadores usinados).
- Substituição de 2011 (Pb/Bi) – 2111 é "lead-free" (sem chumbo), conforme RoHS/ELV.
