Para fabricantes, engenheiros e profissionais de compras trabalho com materiais de alumínio, é fundamental compreender Como identificar as ligas de alumínio e seus respectivos graus de temperamento. Sistema de designação de ligas de alumínio — Esse sistema conta com técnicas padronizadas para identificar as propriedades do material, sua composição e as condições a que é submetido, que têm relação direta com a aplicação na fabricação.

Orientações sobre o Sistema de Designações de Ligas de Alumínio

A Associação do Alumínio criou o sistema moderno de ligas de alumínio para padronizar a identificação de mais de 400 ligas de alumínio registradas. Esse abrangente sistema utiliza um sistema de numeração de quatro dígitos para ligas forjadas e um sistema com três casas decimais para ligas fundidas, permitindo que os materiais sejam especificados com o nível de precisão necessário em todas as instalações de fabricação em todo o mundo.

Classificação das ligas de alumínio forjadas

As ligas de alumínio forjadas utilizam, essencialmente, um sistema de classificação de quatro dígitos, no qual o primeiro número indica o principal elemento de liga. Esse método de classificação permite que os engenheiros identifiquem rapidamente as características do material: 

• Série 1000: Teor mínimo de 99% de alumínio – excelente resistência à corrosão, excelente condutividade térmica. 
• Série 2000: O cobre como principal componente de ligas – alta resistência, setor aeroespacial
• Série 3000: Manganês como principal elemento de liga – Resistência média, boa usinabilidade 
• Série 4000: Silício como principal elemento de liga – Baixo ponto de fusão, uso em soldagem 
• Série 5000: Magnésio como principal elemento de liga — Melhor resistência à corrosão, aplicações marítimas 
• Série 6000: Magnésio e silício – Melhor relação resistência/peso, aplicações estruturais 
• Série 7000: O zinco como principal elemento de liga – A liga de alumínio mais resistente, 
• uso estrutural Série 8000

Designação: Alumínio fundido

Ligas de alumínio fundido utilize uma nomenclatura exclusiva de três dígitos mais a parte decimal (XX.XX), com o número decimal após o terceiro caractere, indicando uma operação de fundição (.0) ou de lingote (.1 ou 2).

Como Interpretar as Ligas e os Graus de Endurecimento do Alumínio: Decifrando os Números

Para aprender a identificar ligas de alumínio e seus estados de temperamento, é necessário compreender tanto a designação da liga quanto a classificação do estado de temperamento. A especificação pode ser dividida por série, estado de temperamento e condições, com sufixos adicionais que indicam tipos específicos de produtos forjados.

O código de liga de quatro dígitos

Por exemplo, com o 6061.

• Primeiro dígito (6): Apresenta a série 6000, que contém magnésio e silício
• Segundo dígito (0): Liga padrão, sem modificações
• Terceiro e quarto dígitos (61): Identificação específica da liga dentro da série

Alumínio 6061 T6: Exemplo de padrão da indústria

O 6061-T6 é uma das classes de alumínio mais populares, oferecendo resistência à tração de 290 MPa (42 ksi) e limite de escoamento de 240 MPa (35 ksi). A designação T6 indica um tratamento térmico de solução seguido de envelhecimento artificial, proporcionando um endurecimento por precipitação ideal.

Códigos de temperamento do alumínio: entendendo as condições do material

O sistema de designação de temperamento indica as condições do material por meio de uma série de letras e números ligados por um hífen à designação da liga. Esses códigos informam os tratamentos térmicos e mecânicos aplicados para obter propriedades específicas.

Designações de temperamento primário

F – Conforme fabricado: Alumínio forjado ou fundido, moldado sem levar em conta temperaturas específicas ou endurecimento por deformação

O – Recozido: Processo de tratamento térmico que amolece o alumínio endurecido por deformação para posterior usinagem ou aplicações em que o endurecimento excessivo é uma preocupação

H – Endurecido por deformação: Ligas não tratáveis termicamente que foram submetidas a processamento mecânico para endurecimento por deformação do alumínio, sendo que um maior processamento proporciona maior resistência a novos processamentos

T – Tratado termicamente: Aplica-se a ligas passíveis de tratamento térmico que tenham sido submetidas a envelhecimento após tratamento térmico de solubilização

W – Solução submetida a tratamento térmico: Condição instável que requer envelhecimento natural à temperatura ambiente

H Subdivisões de temper para códigos de temper do alumínio

O sistema de temperamento H utiliza um sistema de três dígitos:

H1X – Apenas endurecimento por deformação: Produtos submetidos a endurecimento por deformação para obter as propriedades mecânicas desejadas sem tratamento térmico adicional

H2X – Endurecido por deformação e parcialmente recozido: Materiais submetidos a endurecimento por deformação além do nível desejado e, em seguida, reduzidos por meio de recozimento parcial

H3X – Endurecido por deformação e estabilizado: Produtos submetidos a endurecimento por deformação e estabilizados por aquecimento a baixa temperatura para reduzir a resistência e aumentar a ductilidade

O segundo dígito indica o grau de endurecimento por deformação:

• 2: Quarto duro
• 4: Meio duro
• 6: Três quartos de difícil
• 8: Totalmente endurecido

Classificações de temperatura (T)

As designações de tratamento “T” especificam sequências de tratamento térmico, sendo que T1 a T10 indicam diferentes combinações de tratamento de solubilização, envelhecimento e trabalho a frio:

T1: Envelhecido naturalmente após o resfriamento, após o processo de fabricação em temperatura elevada. T4: Solução submetida a tratamento térmico e envelhecida naturalmente até atingir um estado estável
T5: Resfriado após um processo de moldagem em alta temperatura e envelhecido artificialmente T6: Tratado termicamente em solução e envelhecido artificialmente T7: Solução submetida a tratamento térmico e estabilizada (sobreenvelhecida)

Classificação das séries de alumínio: propriedades e aplicações

O conhecimento da classificação do alumínio em séries ajuda a selecionar o material adequado, dependendo das necessidades específicas de produção. Nem todas as ligas das séries 1xxx, 3xxx e 5xxx são passíveis de tratamento térmico, ao passo que as das séries 2xxx, 6xxx e 7xxx são todas passíveis de tratamento térmico.

Aquecimento de ligas: ligas tratáveis termicamente e ligas não tratáveis termicamente

As séries 6xxx, 2xxx e 7xxx são conhecidas como séries tratáveis termicamente:

• Obter resistência por meio do endurecimento por precipitação
• Pode ser tratado em solução e envelhecido
• Maior potencial de resistência
• Requisitos de processamento mais complexos

Séries não tratáveis termicamente (1xxx, 3xxx, 5xxx)

• Obter resistência por meio do endurecimento por deformação
• Não pode ser endurecido por tratamento térmico
• Processamento mais simples
• Excelente resistência à corrosão

Aplicações populares das ligas de alumínio forjado

2024-T4: Peças estruturais aeronáuticas, uso sob alta deformação 

5052-H32: Aplicações marítimas, política relativa a equipamentos químicos

6061-T6: Estruturas, automotivo, manufatura em geral 

7075-T6: Estruturas de aeronaves, aplicações de alto desempenho

Como ler as especificações completas do alumínio

Ao aprender a identificar ligas de alumínio e seus estados de tratamento, considere este exemplo completo: 7075-T7351

• 7075: Liga de zinco da série 7000 com alta resistência
• T7: Solução submetida a tratamento térmico e estabilizada
• 3: Lavorado a frio após tratamento de solubilização
• 5: O estresse é aliviado com alongamentos
• 1: Para tolerâncias dimensionais específicas

Seção de Processos: Considerações a serem feitas na fabricação de alumínio

Durante o processo de fabricação, as propriedades levadas em consideração na seleção de materiais referem-se a aspectos mecânicos, de fabricação e ambientais, bem como à relação custo-benefício, a fim de alcançar resultados ótimos de fabricação.

Principais fatores de seleção

• Requisitos de resistência: Ajustar a designação do temperamento aos requisitos de carga 
• Resistência à corrosão: Leve em consideração as condições de exposição ambiental
  Soldabilidade: Algumas ligas perdem resistência durante a soldagem.
• Usinabilidade: O aço T6 temperado geralmente apresenta melhor usinabilidade do que o recozido. 
• Formabilidade: Temperamentos mais macios permitem operações de conformação mais complexas

Vantagens do alumínio 6061 T6

6061-T6 apresenta uma boa relação resistência/peso, excelente resistência à corrosão e usinabilidade muito superior à do material recozido. Essa combinação torna-o adequado para peças que exigem resistência moderada a alta, mas com boa qualidade de fabricação da estrutura.

Controle de Qualidade e Verificação de Materiais

A identificação adequada do material requer a verificação tanto da composição da liga quanto do estado de temperamento. Os certificados de material devem especificar a designação completa, incluindo quaisquer sufixos adicionais de temperamento que afetem as propriedades mecânicas.

Testes e documentação

Os sistemas de qualidade da produção devem verificar:

• Conformidade da composição química com a especificação
• Confirmação das propriedades mecânicas por meio de ensaios
• Verificação do estado de têmpera por meio de ensaios de dureza ou de tração
• Documentação de rastreabilidade para aplicações críticas

Padrões e referências do setor

O sistema internacional de designação de ligas da Associação do Alumínio baseia-se na norma ANSI H35.1, sendo que seu reconhecimento internacional decorre de acordos de harmonização com dezoito países e com a Associação Europeia do Alumínio.

Para compreender como identificar ligas de alumínio e graus de temperamento, é necessário estar familiarizado com essas normas do setor, a fim de garantir a especificação e a aquisição adequadas dos materiais. As atividades de produção privilegiam sistemas de designação padronizados, o que facilita a comunicação dentro da cadeia de suprimentos global.

Perguntas frequentes

1. O que significa a classificação T6 em ligas de alumínio?

A designação T6 indica que essa liga de alumínio foi submetida a um tratamento térmico de solução, seguido de envelhecimento artificial. Esse processo é realizado aquecendo o material a uma temperatura superior a 900 °F, resfriando-o em água e, em seguida, submetendo-o a envelhecimento a uma temperatura mais baixa, com o objetivo de obter o máximo endurecimento por precipitação e resistência.

2. Quais são os sinais que indicam que uma liga de alumínio é passível de tratamento térmico?

As ligas de alumínio que podem ser submetidas a tratamento térmico incluem as séries 2xxxx, 6xxxx e 7xxxx, enquanto as séries 1xxx, 3xxx e 5xxx de ligas de alumínio não podem ser submetidas a tratamento térmico. As ligas passíveis de tratamento térmico podem ser endurecidas por meio do tratamento de solução e do endurecimento.

3. Qual é a diferença entre o alumínio 6061 e o 6063?

Ambas pertencem às séries Mag e Silicon 6000; a 6061 é mais resistente e é utilizada em peças estruturais, enquanto a 6063 apresenta melhor aparência e maior resistência à corrosão, sendo empregada em aplicações arquitetônicas, como caixilhos de janelas e portas.

4. Os estados de endurecimento das ligas de alumínio são alterados em algum momento após a fabricação?

Sim, a maioria das ligas de alumínio pode ser submetida a um novo tratamento térmico para alterar seu estado de temperamento. Por outro lado, a soldagem normalmente reduz as propriedades do temperamento T6 para um nível próximo ao T4, sendo necessário um novo tratamento térmico pós-soldagem para recuperar a resistência total.

5. O que significam os números após o T6 (como, por exemplo, T651)?

Os dígitos adicionais especificam os tratamentos de alívio de tensão. T651 indica que o material passou por alívio de tensão por estiramento após o tratamento de solução e envelhecimento, enquanto T652 indica alívio de tensão por compressão.