O alumínio é um material altamente versátil usado em uma ampla gama de aplicações. Diferentes requisitos de desempenho geram a demanda por diferentes graus de alumínio. Cada classe tem sua própria utilidade. Alguns se destacam pela alta rigidez específica. Outros, por sua vez, são considerados resistentes à corrosão. Ao discutirmos esse tópico, os leitores terão uma compreensão clara dos diferentes tipos de alumínio. Fique ligado!
Classificação das classes de alumínio
Chapa metálica de alumínio é fornecido em uma variedade de graus. Os graus de alumínio são classificados por sua composição química e propriedades resultantes. Entre os elementos de liga comuns estão o cobre, o manganês, o silício, o magnésio e o zinco. Em cada grau de chapa de alumínio, existe uma composição exclusiva de elementos de liga. A presença ou ausência de elementos de liga produz propriedades físicas e mecânicas diferentes. Isso gera a demanda para identificar exclusivamente as composições usando um sistema de classificação.
Sistema de numeração em liga de alumínio
A Associação do Alumínio formulou um sistema de numeração de quatro dígitos para os graus de alumínio. Nesse sistema de quatro dígitos, o primeiro dígito identifica os principais elementos de liga. Por exemplo, 2xxx indica que o cobre é o principal elemento de liga. Já em 3xxx, o manganês é o principal elemento de liga, e assim por diante.
| Série Alloy | Principais elementos de liga | Função de permitir elementos | Propriedades | Aplicativos |
| 1xxx | Alumínio puro | Condutividade e resistência à corrosão | Altíssima resistência à corrosão, excelente condutividade e baixa resistência | Condutores elétricos |
| 2xxx | Cobre | Alta resistência | Alta resistência, boa usinabilidade, mas baixa resistência à corrosão | Aeroespacial |
| 3xxx | Manganês | Fortalecimento moderado | Boa conformabilidade com boa resistência à corrosão | Telhados, latas e trocadores de calor |
| 4xxx | Silício | Resistência ao desgaste e baixo ponto de fusão | Boa resistência ao desgaste e boa soldabilidade | Fios de solda e peças de motor |
| 5xxx | Magnésio | Força e resistência à corrosão | Alta resistência e excelente resistência marinha | Estruturas e tanques marítimos |
| 6xxx | Magnésio e silício | Desempenho equilibrado | Resistência média, mas boa resistência à corrosão e fácil extrusão | Molduras arquitetônicas e automotivas |
| 7xxx | Zinco com pequenas adições de Mg e Cu | Resistência muito alta | Resistência muito alta, mas menor capacidade de soldagem | Aeroespacial e defesa |
Papel dos elementos de liga
Em diferentes graus de alumínio, os elementos de liga aprimoram uma característica específica. Embora o alumínio puro seja conhecido por sua excepcional condutividade, ele não tem alta resistência. Por outro lado, a série 7xxx, com a adição de zinco, aumenta a resistência mecânica. Da mesma forma, cada elemento de liga tem sua própria função.
Ligas tratáveis termicamente e não tratáveis termicamente
Os tipos de alumínio pertencentes às séries 2xxx, 6xxx e 7xxx são tratáveis termicamente. Por outro lado, os graus de alumínio das séries 1xxx, 3xxx, 4xxx e 5xxx não são tratáveis termicamente. As classes de alumínio tratáveis termicamente ganham força por meio do endurecimento por precipitação. O exemplo mais notável é o do duralumínio. Os graus de alumínio não tratáveis termicamente são obtidos por meio de trabalho a frio. Eles são preferidos devido à sua resistência à corrosão, conformabilidade e soldabilidade.
Classes comuns de alumínio usadas na fabricação de chapas metálicas
A chapa metálica de alumínio vem em uma variedade de graus. Cada classe tem seu próprio significado. A adequação de uma determinada classe depende da aplicação. Alguns graus capitalizam a alta rigidez específica, enquanto outros oferecem boa conformabilidade. Cabe ao desenvolvedor do produto realizar a devida diligência para selecionar um grau adequado.
Alumínio 3003
A chapa metálica de alumínio 3003 é conhecida por sua excelente conformabilidade e facilidade de processamento. O principal elemento de liga é o manganês. Ele proporciona resistência moderada, mas excelente ductilidade. Essas propriedades tornam as chapas de alumínio 3003 úteis para operações de trabalho com chapas metálicas. A boa resistência à corrosão torna a classe de alumínio 3003 adequada para aplicações externas.
Alumínio 5052
As chapas de alumínio 5052 oferecem excelente resistência à corrosão, mesmo em ambientes marinhos. Essas chapas de alumínio podem acomodar raios de curvatura estreitos. Esse excelente desempenho de flexão permite a produção de formas complexas. Além disso, ela oferece uma resistência mecânica impressionante em uma condição sem tratamento térmico. Como resultado, as chapas de alumínio 5052 são amplamente utilizadas em ambientes marítimos. As aplicações comuns incluem painéis, tanques de combustível, vasos de pressão, chassis eletrônicos e componentes automotivos.
Alumínio 6061
O alumínio 6061 é uma liga muito versátil usada em várias aplicações. Ela oferece uma combinação equilibrada de força, resistência à corrosão e usinabilidade. Mas sua conformabilidade é um pouco menor do que a das classes de alumínio 3003 e 5052. O alumínio 6061 é comumente usado como chapas grossas de alumínio. O alumínio 6061 é usado em painéis estruturais, suportes, quadros e placas de base.
Alumínio 7075
A classe de alumínio 7075 oferece a máxima resistência mecânica. Sua resistência é igual à do aço. Ainda assim, sua densidade é um terço da densidade do aço. Essa alta relação resistência/peso o torna ideal para aplicações de alta rigidez. É comumente usado em painéis estruturais aeroespaciais, acessórios de aeronaves e componentes de defesa.
Comparação de classes de alumínio para fabricação de chapas metálicas
Em geral, as comparações de graus de alumínio são baseadas em fatores como resistência à corrosão, resistência mecânica, soldabilidade, capacidade de dobrar e usinabilidade. A tabela apresenta uma comparação entre os diferentes tipos de alumínio:
| Grau | Tipo de liga | Resistência mecânica | Formabilidade | Resistência à corrosão | Soldabilidade | Usinabilidade |
| 3003 | Al-Mn | Baixo -Moderado | Excelente | Bom | Excelente | Bom |
| 5052 | Al-Mg | Moderado | Muito bom | Excelente | Excelente | Bom |
| 6061 | Al-Mg-Si | Alta | Moderado | Bom | justo | Excelente |
| 7075 | Al-Zn (tratável termicamente) | Muito alto | Limitada | Moderado | Ruim | Excelente |
Por que a temperatura do alumínio é importante?
O temperamento é muito importante em fabricação de metais processos para chapas metálicas de alumínio. A têmpera define a condição mecânica das chapas de alumínio. Duas chapas feitas do mesmo grau podem diferir em resistência, dureza e ductilidade. Os sufixos comumente usados para têmpera são apresentados a seguir:
| Sufixo | Condição de temperamento |
| O | Recozido |
| T4 | Naturalmente envelhecido |
| T6 | Envelhecido artificialmente |
| H | Não tratável termicamente, mas trabalhado a frio |
Por exemplo, o grau 6061-O seria mais dúctil do que os graus 6061-T4 ou 6061-T6. Outro exemplo é o 5052-H. O sufixo "H" indica que ele não pode ser tratado termicamente, mas é trabalhado a frio.
Espessura da chapa de alumínio e tolerâncias de chapas metálicas
A espessura da chapa de alumínio é medida em unidades SI ou unidades imperiais. Outro método, mais antigo e menos confiável, é medi-la em BWG. Atualmente, a maioria dos fornecedores oferece chapas de alumínio em espessuras milimétricas. Nos EUA, as pessoas costumam usar polegadas e mils. De qualquer forma, esses valores são facilmente conversíveis. O gráfico pode ser usado para converter valores de BWG, polegadas e mm entre si. Outra variação envolve o uso de termos para se referir à faixa de espessura. Para espessuras acima de 6 mm, é usado o termo "placa". Para espessuras abaixo de 0,15 mm, usa-se o termo "folha". O que está entre eles é chamado de "folha".
| BWG | Polegadas (in) | Milímetros (mm) | Tolerâncias |
| 42 | 0.004 | 0.102 | ± 10% |
| 41 | 0.0048 | 0.122 | ±10% |
| 40 | 0.005 | 0.127 | ±10% |
| 39 | 0.0056 | 0.142 | ± 10% |
| 38 | 0.006 | 0.152 | ±10% |
| 37 | 0.0064 | 0.163 | ±10% |
| 36 | 0.007 | 0.178 | ±10% |
| 35 | 0.0076 | 0.193 | ±10% |
| 34 | 0.008 | 0.203 | ±10% |
| 33 | 0.0096 | 0.244 | ±10% |
| 32 | 0.01 | 0.254 | ±10% |
| 31 | 0.0116 | 0.295 | ±10% |
| 30 | 0.012 | 0.305 | ±10% |
| 29 | 0.0136 | 0.345 | ± 10% |
| 28 | 0.014 | 0.356 | ±10% |
| 27 | 0.016 | 0.406 | ±10 % |
| 26 | 0.018 | 0.457 | ±10% |
| 25 | 0.02 | 0.508 | ± 0,05 mm |
| 24 | 0.022 | 0.559 | ±0,05 mm |
| 23 | 0.024 | 0.61 | ±0,05 mm |
| 22 | 0.028 | 0.711 | ±0,05 mm |
| 21 | 0.032 | 0.813 | ±0,05 mm |
| 20 | 0.036 | 0.914 | ± 0,05 mm |
| 19 | 0.04 | 1.016 | ±0,05 mm |
| 18 | 0.048 | 1.219 | ±0,08 mm |
| 17 | 0.056 | 1.422 | ± 0,08 mm |
| 16 | 0.064 | 1.626 | ±0,08 mm |
| 15 | 0.072 | 1.829 | ± 0,12 mm |
| 14 | 0.08 | 2.032 | ±0,12 mm |
Como escolher o tipo certo de alumínio para sua peça de chapa metálica
Deve-se considerar cuidadosamente a seleção do alumínio mais adequado. Nesta seção, são discutidos alguns critérios de seleção.
Seleção com base no método de fabricação
Fatores como ductilidade, capacidade de dobra, soldabilidade e comportamento de estiramento desempenham um papel fundamental na fabricação. Por exemplo, a classe 3003 é adequada para estampagem profunda, enquanto a 6061 pode não ser. Por outro lado, o 6061 pode ser mais adequado para usinagem do que a liga 3003.
Requisitos ambientais e de carga
Ligas como a 5052 podem resistir de forma impressionante a ambientes quimicamente agressivos. Por outro lado, a liga 7075 tem uma capacidade de suporte de carga muito alta. Portanto, nenhuma dessas ligas pode ser usada de forma intercambiável.
Equilíbrio entre custo, desempenho e disponibilidade
Às vezes, fatores como custo, desempenho e disponibilidade precisam ser equilibrados. O 3003 é uma liga de uso geral com um custo moderado. Ela será suficiente para ser usada em aplicações gerais. Por outro lado, o grau 5052 é mais resistente à corrosão. Mas é cara. Portanto, deve ser usado somente quando necessário. Da mesma forma, em aplicações de carga moderada, muitas ligas comuns podem ser usadas. Mas, para cargas ultra-altas, somente a 7075, mais cara, servirá ao propósito.
Perguntas frequentes
Qual é a diferença entre as chapas de alumínio de grau 3003 e 5052?
O grau 3003 tem o manganês como principal elemento de liga, enquanto o 5052 tem magnésio. O 3003 é usado em aplicações de uso geral. O grau 5052 é usado em ambientes marinhos
Como escolho o tipo certo de alumínio para minha peça de chapa metálica?
Um estudo cuidadoso dos requisitos da aplicação orienta a seleção do grau correto.
Qual organização fornece diretrizes para a comparação de notas de ligas metálicas?
A Associação do Alumínio classifica as ligas de alumínio em séries.
Qual processo de metalurgia é usado para fabricar latas de bebidas?
A estampagem profunda é usada para fabricar latas de alumínio
Conclusão
A chapa metálica de alumínio é usada em muitos setores em geral. Cada setor usa alguns tipos de liga específicos, dependendo dos requisitos de aplicação. A Associação do Alumínio designou uma série de ligas. Ela classifica as ligas de acordo com as adições de liga. O conhecimento dessas classes ajuda a escolher a melhor para uma aplicação específica.