Liga de Alumínio ASTM B316 Grau 2024-O: Liga Aeroespacial de Alta Resistência no Estado Recozido
Visão Geral da Liga 2024-O (Recozida)
A liga 2024 no temper O (recozido) oferece a máxima ductilidade e formabilidade da liga, com resistência à tração típica de 240 MPa. Este estado é utilizado para conformação severa a frio (estiramento profundo, dobra complexa, hidroformagem) de peças que posteriormente receberão tratamento térmico de solubilização e envelhecimento para atingir os temperos T3, T4 ou T6 de alta resistência.
A composição rica em cobre (3,8–4,9%) e magnésio (1,2–1,8%) garante excelente resposta ao tratamento térmico. No estado O, a maquinabilidade é boa e o acabamento superficial após usinagem é de alta qualidade. A resistência à corrosão é baixa, exigindo proteção imediata ou tratamento térmico rápido após conformação.
Principais Aplicações
- Peças conformadas a frio para posterior tratamento térmico (T3/T4/T6)
- Painéis de fuselagem e asas formados por estiramento
- Componentes complexos de hidroformagem aeroespacial
- Peças usinadas a partir de barras recozidas para posterior tratamento
- Protótipos e peças de baixa produção requerendo conformação manual
Propriedades Físicas e Mecânicas
Propriedades Gerais
| Propriedade | Valor | Comentário |
|---|
| Densidade | 2,75 – 2,84 g/cm³ | Típico para alumínio forjado série 2000 |
Propriedades Mecânicas (Temper O – Recozido)
| Propriedade | Valor | Condição | Norma Relacionada | Forma | Comentário |
|---|
| Módulo de elasticidade (Young) | 70,0 – 73,0 GPa | – | – | – | Típico para alumínio forjado série 2000 |
| Tenacidade à fratura (plane-strain) | 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 |
| Resistência à tração (UTS) | 240 MPa | O | ASTM B316 | Fio, Vergalhão | Valor típico para temper O (recozido) |
| Limite de escoamento (0,2%) – típico | ~110 MPa | O | ASTM B316 | Fio, Vergalhão | Baixo escoamento facilita conformação |
| Alongamento – típico | 20 – 25% | O | ASTM B316 | Fio, Vergalhão | Excelente ductilidade |
Propriedades Térmicas
| Propriedade | Valor | Comentário |
|---|
| Coeficiente de expansão térmica | 16 – 24 µm/m·K (1,6–2,4×10⁻⁵ 1/K) | Típico para alumínio forjado série 2000 |
| Ponto de fusão (intervalo de solidificação) | 500 – 650 °C | Típico para alumínio forjado série 2000 |
| Calor específico | 816 – 963 J/(kg·K) | Típico para alumínio forjado série 2000 |
| Condutividade térmica | 112 – 251 W/(m·K) | Típico para alumínio forjado série 2000 (varia com temper) |
Propriedades Elétricas
| Propriedade | Valor | Comentário |
|---|
| Condutividade elétrica | 18 – 30 MS/m (18.000.000 – 30.000.000 S/m) | Típico para alumínio forjado série 2000 (~30–50% IACS) |
| Resistividade elétrica | 34 – 60 nΩ·m (3,4–6,0×10⁻⁸ Ω·m) | Típico para alumínio forjado série 2000 |
Composição Química (ASTM B316, Formas: Fio, Vergalhão)
| Elemento | Intervalo (% em peso) | Condição | Norma | Forma |
|---|
| Cromo (Cr) | 0,10 máx. | O | ASTM B316 | Fio, Vergalhão |
| Cobre (Cu) | 3,8 – 4,9 | O | ASTM B316 | Fio, Vergalhão |
| Ferro (Fe) | 0,50 máx. | O | ASTM B316 | Fio, Vergalhão |
| Magnésio (Mg) | 1,2 – 1,8 | O | ASTM B316 | Fio, Vergalhão |
| Manganês (Mn) | 0,30 – 0,90 | O | ASTM B316 | Fio, Vergalhão |
| Silício (Si) | 0,50 máx. | O | ASTM B316 | Fio, Vergalhão |
| Titânio (Ti) | 0,15 máx. | O | ASTM B316 | Fio, Vergalhão |
| Zinco (Zn) | 0,25 máx. | O | ASTM B316 | Fio, Vergalhão |
| Outros (cada) | 0,05 máx. | O | ASTM B316 | Fio, Vergalhão |
| Outros (total) | 0,15 máx. | O | ASTM B316 | Fio, Vergalhão |
| Alumínio (Al) | Restante | O | ASTM B316 | Fio, Vergalhão |
Propriedades Tecnológicas
| Propriedade | Avaliação |
|---|
| Trabalhabilidade (conformação a frio) | Excepcional – dobra severa, estiramento profundo, hidroformagem |
| Soldabilidade | Não recomendada por fusão – use união mecânica ou adesiva |
| Maquinabilidade | Boa – cavacos longos; use ferramentas afiadas, refrigeração |
| Tratamento térmico | Solubilização ~495°C, têmpera em água, envelhecimento natural (T4) ou artificial (T6/T3) |
| Proteção contra corrosão | Crítica – proteja imediatamente após conformação/usinagem; alclad, primer, pintura |
Fluxo Típico de Fabricação com 2024-O
- Material recebido no temper O (recozido)
- Conformação a frio (dobra, estampagem, hidroformagem, usinagem bruta)
- Tratamento térmico de solubilização: ~495°C por tempo adequado à espessura
- Têmpera rápida em água fria (polímero ou água gelada para peças grossas)
- Envelhecimento: natural à temperatura ambiente (T4) ou artificial ~190°C (T6/T3)
- Inspeção dimensional, tratamento superficial (alclad, anodização, primer, pintura)
- Montagem final por rebitagem, parafusos ou adesivos estruturais
Normas Relacionadas
- ASTM B316 – Fios e vergalhões
- ASTM B209 – Chapas e folhas (inclui alclad 2024-O)
- ASTM B211 – Barras, vergalhões, fios
- AMS 4035, 4036, 4037 (2024-O, T3, T4, T6)
- QQ-A-225/6
