Para fabricantes, engenheiros e profissionais de compras Trabalho com materiais de alumínioÉ fundamental entender como ler as ligas de alumínio e suas respectivas têmperas. Sistema de designação de liga de alumínio - Esse sistema tem técnicas padrão para identificar as propriedades do material, a composição e as condições às quais ele é tratado e que têm relação direta com a aplicação de fabricação.

Orientação para o sistema de designações de ligas de alumínio

A Aluminum Association criou o moderno sistema de ligas de alumínio para padronizar a identificação de mais de 400 ligas de alumínio registradas. Esse sistema abrangente emprega um sistema de numeração de quatro dígitos para as ligas forjadas e um sistema de três casas decimais para as ligas fundidas, permitindo que os materiais sejam especificados no nível necessário em todas as instalações de fabricação do mundo.

Classificação das ligas de alumínio forjado

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

• Série 1000: Conteúdo mínimo de 99% de alumínio - excelente resistência à corrosão, excelente condutividade térmica. 
• Série 2000: Cobre como principal componente de liga - alta resistência, aeroespacial
• Série 3000: Manganês como principal elemento de liga - Resistência média, bom funcionamento 
• 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 uso de resistência/peso, aplicações estruturais 
• Série 7000: Zinco como principal elemento de liga - A mais forte liga de alumínio, 
• uso estrutural Série 8000

Designação Alumínio fundido

Ligas de alumínio fundido usar uma nomenclatura única de três dígitos mais decimal (XX.XX), com o número decimal após o terceiro caractere, denotando uma operação de fundição (.0), lingote (.1 ou 2).

Como ler as ligas de alumínio e as temperaturas: Decodificando os números

Para aprender a ler as ligas e as têmperas de alumínio, é necessário entender a designação da liga e a classificação da têmpera. A especificação pode ser dividida por série, têmpera e condições, com sufixos adicionais que significam tipos específicos de produtos forjados.

O código de liga de quatro dígitos

Por exemplo, com 6061.

• Primeiro dígito (6): Exibe a série 6000, que tem 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 padrão do setor

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

Códigos de têmpera do alumínio: Entendendo as condições do material

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

Designações de temperatura primária

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 tensão para trabalho posterior ou aplicações em que o endurecimento excessivo é uma preocupação

H - Endurecido por tensão: Ligas não tratáveis termicamente que foram trabalhadas para endurecer o alumínio por deformação, sendo que um trabalho maior proporciona maior resistência a um trabalho posterior

T - Thermally Treated (tratado termicamente): Aplica-se a ligas tratáveis termicamente que foram envelhecidas após o tratamento térmico em solução

W - Solução tratada termicamente: Condição instável que requer envelhecimento natural em temperatura ambiente

Subdivisões de têmpera H para códigos de têmpera de alumínio

O temperamento H usa um sistema de três dígitos:

H1X - Somente endurecido por tensão: Produtos endurecidos por deformação para obter as propriedades mecânicas desejadas sem tratamento térmico adicional

H2X - Endurecido por deformação e parcialmente recozido: Materiais endurecidos por tensão além da quantidade desejada e, em seguida, reduzidos por meio de recozimento parcial

H3X - Endurecido por tensão e estabilizado: Produtos endurecidos por deformação e estabilizados por aquecimento em baixa temperatura para reduzir a resistência e aumentar a ductilidade

O segundo dígito indica o grau de endurecimento por deformação:

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

Classificações de temperamento T

As designações de temperatura T especificam as sequências de tratamento térmico, com T1 a T10 indicando diferentes combinações de tratamento de solução, envelhecimento e trabalho a frio:

T1: Naturalmente envelhecido após o resfriamento do processo de formação em temperatura elevada. T4: Solução tratada termicamente e envelhecida naturalmente até uma condição estável
T5: Resfriado do processo de modelagem de temperatura elevada e envelhecido artificialmente T6: Solução tratada termicamente e envelhecida artificialmente T7: Solução tratada termicamente e estabilizada (com excesso de idade)

Classificação da série de alumínio: Propriedades e aplicações

O conhecimento da classificação do alumínio em séries ajuda a selecionar o material certo, dependendo das necessidades específicas de produção. As ligas das séries 1xxx, 3xxx e 5xxx não são todas tratáveis termicamente, enquanto as das séries 2xxx, 6xxx e 7xxx são todas tratáveis termicamente.

Aquecimento de ligas: Ligas tratáveis termicamente e não tratáveis termicamente

As séries 6xxx, 2xxx e 7xxx são chamadas de séries tratáveis termicamente:

• Obter resistência por meio de endurecimento por precipitação
• Pode ser tratado com 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 reforçado por tratamento térmico
• Processamento mais simples
• Excelente resistência à corrosão

Aplicações populares de ligas de alumínio forjado

2024-T4: Peças estruturais aeronáuticas, uso de alta tensão 

5052-H32: Usos marítimos, política de equipamentos químicos

6061-T6: Molduras, automotivo, fabricação em geral 

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

Leitura das especificações completas do alumínio

Ao aprender a ler ligas e têmperas de alumínio, considere este exemplo completo: 7075-T7351

• 7075: Liga de zinco série 7000 com alta resistência
• T7: Solução tratada termicamente e estabilizada
• 3: Trabalhado a frio após o tratamento com solução
• 5: Alívio do estresse por meio de alongamento
• 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 conta na seleção do material referem-se a considerações mecânicas, de fabricação e ambientais, além das considerações de custo-benefício para obter os melhores resultados de fabricação.

Principais fatores de seleção

• Requisitos de força: Adequar a designação da têmpera aos requisitos de carga 
• Resistência à corrosão: Considere as condições de exposição ambiental
  Soldabilidade: Algumas têmperas perdem força durante a soldagem.
• Usinabilidade: As têmperas T6 geralmente usinam melhor do que as condições recozidas. 
• Formabilidade: Temperaturas mais suaves permitem operações de conformação mais complexas

Vantagens do alumínio 6061 T6

6061-T6 tem uma boa relação resistência/peso, excelente resistência à corrosão e usinabilidade muito melhor do que nas condições recozidas. Essa combinação o torna aplicável a peças que precisam de 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 da composição da liga e da condição de têmpera. Os certificados de material devem especificar a designação completa, incluindo quaisquer sufixos de têmpera adicionais que afetem as propriedades mecânicas.

Testes e documentação

Os sistemas de qualidade de fabricação devem verificar:

• Composição química em conformidade com a especificação
• Confirmação da propriedade mecânica por meio de testes
• Verificação da temperatura por meio de testes de dureza ou tração
• Documentação de rastreabilidade para aplicativos críticos

Padrões e referências do setor

O sistema internacional de designação de ligas da Aluminum Association é baseado na norma ANSI H35.1, com reconhecimento internacional obtido por meio de acordos de harmonização com dezoito países e a European Aluminum Association.

Para entender como ler as ligas e as têmperas de alumínio, é necessário estar familiarizado com esses padrões do setor para garantir a especificação e a aquisição adequadas do material. As atividades de produção são a favor de sistemas de designação com padronização, o que facilita a comunicação na cadeia de suprimentos mundial.

Perguntas frequentes

1. O que significa a classificação T6 na liga de alumínio?

T6 significa que essa liga de alumínio foi submetida ao tratamento térmico de solução seguido de envelhecimento artificial. Isso é feito aquecendo-se o material a uma temperatura acima de 900°F e, em seguida, resfriando-o em água e envelhecendo-o em uma temperatura mais baixa com o objetivo de obter o máximo de endurecimento por precipitação e resistência.

2. Quais são os sinais que indicam que uma liga de alumínio é tratável termicamente?

As ligas de alumínio que podem ser tratadas termicamente incluem 2xxxx, 6xxxx e 7xxxx, enquanto as ligas de alumínio das séries 1xxx, 3xxx e 5xxx não podem ser tratadas termicamente. As ligas que podem ser tratadas termicamente podem ser endurecidas por meio de tratamento de solução e endurecimento.

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

Ambos são da série Mag e Silicon 6000, sendo que o 6061 é mais forte e usado em peças estruturais e o 6063 tem aparência superior e resistência à corrosão, sendo usado em situações arquitetônicas, como janelas e molduras de portas.

4. As têmperas das ligas de alumínio são convertidas em algum momento após a fabricação?

Sim, a maioria das ligas de alumínio pode ser tratada novamente com calor para alterar sua condição de têmpera. Em vez disso, a soldagem normalmente diminui as propriedades de têmpera T6 para cerca de T4, e o tratamento térmico pós-soldagem é necessário novamente para recuperar a resistência total.

5. O que os T6 anteriores representam (como T651)?

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