O que é uma liga de alumínio?
Uma liga de alumínio é uma composição química na qual outros elementos são adicionados ao alumínio puro para aprimorar suas propriedades, principalmente para aumentar sua resistência. Esses outros elementos incluem ferro, silício, cobre, magnésio, manganês e zinco em níveis que, combinados, podem representar até 15% do peso da liga. As ligas recebem um número de quatro dígitos, no qual o primeiro dígito identifica uma classe geral, ou série, caracterizada por seus principais elementos de liga.
Alumínio puro
Série 1xxx
As ligas da série 1xxx são compostas de alumínio com pureza igual ou superior a 99%. Esta série apresenta excelente resistência à corrosão, excelente trabalhabilidade e alta condutividade térmica e elétrica. É por isso que a série 1xxx é comumente utilizada em linhas de transmissão ou redes elétricas. As designações comuns de ligas nesta série são 1350, para aplicações elétricas, e 1100, para bandejas de embalagem de alimentos.
Ligas tratáveis termicamente
Algumas ligas são reforçadas por tratamento térmico em solução seguido de têmpera ou resfriamento rápido. O tratamento térmico aquece o metal sólido da liga até um ponto específico. Os elementos da liga, chamados soluto, são distribuídos homogeneamente com o alumínio, colocando-os em uma solução sólida. O metal é posteriormente temperado ou resfriado rapidamente, o que congela os átomos de soluto no local. Os átomos de soluto, consequentemente, se combinam em um precipitado finamente distribuído. Isso ocorre à temperatura ambiente, o que é chamado de envelhecimento natural, ou em uma operação em forno de baixa temperatura, o que é chamado de envelhecimento artificial.
Série 2xxx
Na série 2xxx, o cobre é usado como principal elemento de liga e pode ser significativamente reforçado por meio de tratamento térmico de solução. Essas ligas possuem uma boa combinação de alta resistência e tenacidade, mas não apresentam os mesmos níveis de resistência à corrosão atmosférica que muitas outras ligas de alumínio. Portanto, essas ligas são geralmente pintadas ou revestidas para tais exposições. Geralmente, são revestidas com uma liga de alta pureza ou uma liga da série 6xxx para maior resistência à corrosão. A liga 2024 é talvez a liga aeronáutica mais conhecida.
Série 6xxx
A série 6xxx é versátil, tratável termicamente, altamente moldável, soldável e possui resistência moderadamente alta, aliada a uma excelente resistência à corrosão. As ligas desta série contêm silício e magnésio para formar siliceto de magnésio em sua composição. Os produtos de extrusão da série 6xxx são a primeira escolha para aplicações arquitetônicas e estruturais. A liga 6061 é a liga mais amplamente utilizada nesta série, sendo frequentemente utilizada em chassis de caminhões e embarcações. Além disso, algumas capas de celular foram fabricadas com a liga da série 6xxx.
Série 7xxx
O zinco é o principal agente de liga desta série e, quando o magnésio é adicionado em menor quantidade, o resultado é uma liga tratável termicamente e de altíssima resistência. Outros elementos, como cobre e cromo, também podem ser adicionados em pequenas quantidades. As ligas mais conhecidas são 7050 e 7075, amplamente utilizadas na indústria aeronáutica.
Ligas não tratáveis termicamente
Ligas não tratadas termicamente são reforçadas por meio do trabalho a frio. O trabalho a frio ocorre durante os métodos de laminação ou forjamento e consiste na ação de "trabalhar" o metal para torná-lo mais resistente. Por exemplo, ao laminar o alumínio em espessuras mais finas, ele se torna mais resistente. Isso ocorre porque o trabalho a frio cria discordâncias e vacâncias na estrutura, o que inibe o movimento dos átomos uns em relação aos outros. Isso aumenta a resistência do metal. Elementos de liga como o magnésio intensificam esse efeito, resultando em uma resistência ainda maior.
Série 3xxx
O manganês é o principal elemento de liga desta série, frequentemente com pequenas quantidades de magnésio adicionadas. No entanto, apenas uma porcentagem limitada de manganês pode ser efetivamente adicionada ao alumínio. A liga 3003 é popular para uso geral por apresentar resistência moderada e boa trabalhabilidade, podendo ser utilizada em aplicações como trocadores de calor e utensílios de cozinha. A liga 3004 e suas modificações são utilizadas em latas de alumínio para bebidas.
Série 4xxx
As ligas da série 4xxx são combinadas com silício, que pode ser adicionado em quantidades suficientes para reduzir o ponto de fusão do alumínio, sem causar fragilidade. Por isso, a série 4xxx produz excelentes arames de solda e ligas para brasagem, onde se exige um ponto de fusão mais baixo. A liga 4043 é uma das ligas de adição mais amplamente utilizadas para soldar ligas da série 6xxx em aplicações estruturais e automotivas.
Série 5xxx
O magnésio é o principal agente de liga da série 5xxx e um dos elementos de liga mais eficazes e amplamente utilizados para o alumínio. As ligas desta série possuem características de resistência moderada a alta, bem como boa soldabilidade e resistência à corrosão no ambiente marinho. Por isso, as ligas de alumínio-magnésio são amplamente utilizadas na construção civil, tanques de armazenamento, vasos de pressão e aplicações marítimas. Exemplos de aplicações comuns de ligas incluem: 5052 em eletrônicos, 5083 em aplicações marítimas, chapas anodizadas 5005 para aplicações arquitetônicas e 5182 na fabricação de tampas de latas de bebidas em alumínio.
