Liga de Alumínio AA 5056-H38 – Propriedades Mecânicas e Especificações ASTM B211
Visão Geral da Liga AA 5056-H38
A liga AA 5056 no estado H38 (encruado duro + estabilizado) é uma variação do H18 com tratamento de estabilização térmica para reduzir tensões residuais e melhorar a resistência à corrosão sob tensão (SCC). Mantém a maior resistência mecânica da série 5000 (UTS 380–415 MPa) com teor de Mg de 4,5–5,6%. É utilizada em aplicações estruturais de alta solicitação onde a estabilidade dimensional e resistência à SCC são críticas.
Principais Características
- Resistência muito alta – UTS 380–415 MPa (ligeiramente inferior ao H18, mas mais estável)
- Estabilizado termicamente (H38) – Menor tensão residual, melhor resistência à SCC que H18
- Excelente resistência à corrosão marinha – Muito boa em atmosfera industrial e água do mar
- Dureza elevada – 100 HB
- Não recomendada para brasagem – Nenhum processo conhecido
- Conformabilidade muito baixa – Apenas usinagem e fixação mecânica
Propriedades Físicas e Mecânicas (Estado H38)
Propriedades Gerais
| Propriedade | Valor | Condição |
|---|
| Densidade | 2,64 g/cm³ | H38 |
Propriedades Mecânicas
| Propriedade | Valor | Condição | Norma |
|---|
| Resistência à tração (UTS) | 380 MPa (mín.) / 415 MPa (típico) | H38 | AA, ASTM B211 |
| Módulo de elasticidade | 71,0 GPa | H38 | AA, ASTM B211 |
| Módulo de cisalhamento | 26,0–26,5 GPa | – | Typical 5xxx |
| Dureza Brinell | 100 HB | H38 | AA Standards |
| Coeficiente de Poisson | 0,33 | – | Typical 5xxx |
| Tenacidade à fratura (KIC) | 22–35 MPa·√m | – | Typical 5xxx |
| Limite de fadiga em flexão | 150 MPa | H38 | AA Standards |
Propriedades Térmicas
| Propriedade | Temperatura | Valor | Condição |
|---|
| Coef. de expansão térmica | 20 °C / 100 °C | 24,1 × 10⁻⁶ 1/K | H38 |
| Condutividade térmica | – | 109–117 W/(m·K) | H38 |
| Calor específico | – | 879–963 J/(kg·K) | Typical 5xxx |
| Ponto de fusão | – | 565–640 °C | H38 |
| Temp. máx. de serviço | – | 150 °C | Typical 5xxx |
Propriedades Elétricas
| Propriedade | Valor | Condição |
|---|
| Condutividade elétrica | 16–17 MS/m (≈ 28–29% IACS) | H38 |
| Resistividade elétrica | 58,8–62,5 nΩ·m | H38 |
Composição Química (AA 5056)
Idêntica ao estado H18 (ver artigo anterior).
Diferença Crítica: H18 vs H38
| Característica | H18 (Encruado Duro) | H38 (Encruado Duro + Estabilizado) |
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| Processo | Encruamento a frio até dureza alvo | H18 + tratamento térmico baixo (~150-200°C) para estabilização |
| Tensões residuais | Altas | Reduzidas |
| Resistência à SCC | Danos limitados em testes de laboratório | Melhorada (estabilização reduz driving force para SCC) |
| Resistência à tração | 400–435 MPa | 380–415 MPa |
| Dureza | 105 HB | 100 HB |
| Estabilidade dimensional | Menor | Maior |
Propriedades Tecnológicas
| Propriedade | Classificação |
|---|
| Brasagem | Nenhuma brasagem conhecida ou desenvolvida |
| Resistência à corrosão geral | Muito boa – sem proteção em atmosfera industrial/marinha (estados O, H111, H12, H32, H14, H34, H18, H38) |
| Trinca por corrosão sob tensão (SCC) | Sem danos em operação (O, H111, H12, H32, H14, H34); danos limitados em laboratório (H18, H38); suscetível (H192, H392) |
| Usinabilidade geral | Ruim (O, H111, H12, H32), Suficiente (H14, H34, H18, H38), Boa/Aceitável (H192, H392) |
| Trabalhabilidade (conformação) | Boa (O, H111), Aceitável (H12, H32, H14, H34), Ruim (H18, H38), Difícil (H192, H392) |
| Anodização | Protetiva: boa; Decorativa: limitada |
Normas Aplicáveis
- AA Standards (Aluminum Association)
- ASTM B211 – Barras, vergalhões, fios e perfis estirados
Aplicações Típicas do Estado H38
- Componentes estruturais aeroespaciais/militares de alta resistência
- Eixos, pinos, buchas e fixadores de alta carga
- Estruturas de mísseis e veículos de lançamento
- Peças usinadas de precisão requerendo estabilidade dimensional
- Substituição de aços de baixa liga em aplicações de peso crítico
- Arames e cabos de alta resistência (quando H18 não é requerido)
⚠️ Restrições Importantes
- Temperatura máxima de serviço: 150 °C – Risco de sensibilização (precipitação β-Al3Mg2) e perda catastrófica de resistência à SCC
- Não soldável por brasagem – Não existem processos estabelecidos
- Soldagem por fusão – Reduz resistência na ZTA para ~150–180 MPa; usar metal de aporte 5356/5556; considerar projeto para evitar solda em zonas críticas
- Conformação a frio no H38 – Não recomendada; conformar no estado O/H111 e depois encruar/estabilizar
- Anodização decorativa – Superfície pode apresentar aspecto irregular devido à microestrutura encruada
Seleção entre 5056-H18 e 5056-H38
- Escolha H18 para: máxima resistência absoluta, cabos condutores (ACSR), aplicações onde tensão residual não é crítica
- Escolha H38 para: componentes usinados de precisão, peças com tolerâncias dimensionais apertadas, melhor resistência à SCC requerida, estruturas com geometria complexa usinada a partir de barras/blocos
