Liga de alumínio - Aluminium alloy

Quadro de bicicleta em liga de alumínio soldada , fabricado na década de 1990.

Ligas de alumínio (ou ligas de alumínio ; ver diferenças de grafia ) são ligas nas quais o alumínio (Al) é o metal predominante. Os elementos de liga típicos são cobre , magnésio , manganês , silício , estanho e zinco . Há duas classificações principais, ou seja, fundição de ligas e ligas forjado, ambos os quais são subdivididos nas categorias tratável termicamente e não-tratáveis termicamente. Cerca de 85% do alumínio é usado para produtos forjados, por exemplo, chapas laminadas, folhas e extrusões . As ligas de alumínio fundido geram produtos de baixo custo devido ao baixo ponto de fusão, embora geralmente tenham menor resistência à tração do que as ligas forjadas. O sistema de liga de alumínio fundido mais importante é Al – Si , onde os altos níveis de silício (4,0–13%) contribuem para dar boas características de fundição. As ligas de alumínio são amplamente utilizadas em estruturas e componentes de engenharia onde é necessária leveza ou resistência à corrosão.

Ligas compostas principalmente de alumínio têm sido muito importantes na fabricação aeroespacial desde a introdução das aeronaves com pele de metal. As ligas de alumínio-magnésio são mais leves do que outras ligas de alumínio e muito menos inflamáveis ​​do que outras ligas que contêm uma porcentagem muito alta de magnésio.

As superfícies de liga de alumínio desenvolverão uma camada protetora branca de óxido de alumínio se não for protegida por procedimentos de anodização e / ou pintura correta. Em um ambiente úmido, a corrosão galvânica pode ocorrer quando uma liga de alumínio é colocada em contato elétrico com outros metais com potenciais de corrosão mais positivos do que o alumínio, e um eletrólito está presente que permite a troca iônica. Referido como corrosão de metais diferentes, este processo pode ocorrer como esfoliação ou corrosão intergranular. As ligas de alumínio podem ser tratadas termicamente de maneira inadequada. Isso causa a separação do elemento interno e o metal sofre corrosão de dentro para fora.

As composições de ligas de alumínio são registradas na The Aluminum Association . Muitas organizações publicam padrões mais específicos para a fabricação de ligas de alumínio, incluindo a organização de padrões da Society of Automotive Engineers , especificamente seus subgrupos de padrões aeroespaciais e a ASTM International .

Uso de engenharia e propriedades de ligas de alumínio

Roda de bicicleta em liga de alumínio. Ciclo de dobramento de botinhas dos anos 60

Ligas de alumínio com uma ampla gama de propriedades são utilizadas em estruturas de engenharia. Os sistemas de liga são classificados por um sistema numérico ( ANSI ) ou por nomes que indicam seus principais constituintes de liga ( DIN e ISO ). A seleção da liga certa para uma determinada aplicação envolve considerações de resistência à tração , densidade , ductilidade , conformabilidade, trabalhabilidade, soldabilidade e resistência à corrosão , para citar alguns. Uma breve visão geral histórica das ligas e tecnologias de fabricação é fornecida na Ref. As ligas de alumínio são amplamente utilizadas em aeronaves devido à sua alta relação resistência / peso . Por outro lado, o metal alumínio puro é muito mole para tais usos e não tem a alta resistência à tração necessária para aviões e helicópteros .

Ligas de alumínio versus tipos de aço

As ligas de alumínio normalmente têm um módulo de elasticidade de cerca de 70 GPa , que é cerca de um terço do módulo de elasticidade das ligas de aço . Portanto, para uma determinada carga, um componente ou unidade feita de liga de alumínio sofrerá uma deformação maior no regime elástico do que uma peça de aço de tamanho e formato idênticos.

Com produtos de metal completamente novos, as escolhas de design geralmente são governadas pela escolha da tecnologia de fabricação. As extrusões são particularmente importantes a este respeito, devido à facilidade com que ligas de alumínio, particularmente da série Al-Mg-Si, podem ser extrudadas para formar perfis complexos.

Em geral, designs mais rígidos e leves podem ser obtidos com liga de alumínio do que é possível com aços. Por exemplo, considere a flexão de um tubo de parede fina: o segundo momento da área está inversamente relacionado à tensão na parede do tubo, ou seja, as tensões são menores para valores maiores. O segundo momento da área é proporcional ao cubo do raio vezes a espessura da parede, portanto, aumentar o raio (e o peso) em 26% levará a uma redução para metade da tensão da parede. Por este motivo, os quadros de bicicletas feitos de ligas de alumínio utilizam tubos de diâmetros maiores do que o aço ou titânio para obter a rigidez e a resistência desejadas. Na engenharia automotiva, os carros feitos de ligas de alumínio empregam estruturas espaciais feitas de perfis extrudados para garantir a rigidez. Isso representa uma mudança radical da abordagem comum para o design atual de carros de aço, que dependem dos cascos da carroceria para obter rigidez, conhecido como design monobloco .

As ligas de alumínio são amplamente utilizadas em motores automotivos, principalmente em blocos de cilindros e cárteres, devido à possível redução de peso. Uma vez que as ligas de alumínio são suscetíveis a empenamento em temperaturas elevadas, o sistema de resfriamento de tais motores é crítico. As técnicas de fabricação e os avanços metalúrgicos também foram fundamentais para a aplicação bem-sucedida em motores automotivos. Na década de 1960, os cabeçotes de cilindro de alumínio do Corvair ganharam uma reputação de falha e descascamento de roscas , o que não é visto nos cabeçotes de cilindro de alumínio atuais.

Uma limitação estrutural importante das ligas de alumínio é sua menor resistência à fadiga em comparação ao aço. Em condições controladas de laboratório, os aços apresentam um limite de fadiga , que é a amplitude de tensão abaixo da qual nenhuma falha ocorre - o metal não continua a enfraquecer com ciclos de tensão prolongados. As ligas de alumínio não têm esse limite inferior de fadiga e continuarão a enfraquecer com ciclos de tensão contínuos. As ligas de alumínio são, portanto, pouco usadas em peças que requerem alta resistência à fadiga no regime de alto ciclo (mais de 10 7 ciclos de tensão).

Considerações de sensibilidade ao calor

Freqüentemente, a sensibilidade do metal ao calor também deve ser considerada. Mesmo um procedimento de oficina relativamente rotineiro envolvendo aquecimento é complicado pelo fato de que o alumínio, ao contrário do aço, derrete sem primeiro brilhar em vermelho. Operações de conformação em que um maçarico é usado podem reverter ou remover o tratamento térmico, portanto, não é aconselhável de forma alguma. Nenhum sinal visual revela como o material está danificado internamente. Muito parecido com a soldagem tratada termicamente, corrente de elos de alta resistência, toda a resistência agora é perdida pelo calor da tocha. A corrente é perigosa e deve ser descartada.

O alumínio está sujeito a tensões e deformações internas. Às vezes, anos depois, como ocorre com a tendência de quadros de bicicleta de alumínio mal soldados de se torcer gradualmente para fora do alinhamento devido às tensões do processo de soldagem. Assim, a indústria aeroespacial evita o calor unindo peças com rebites de composição metálica semelhante, outros fixadores ou adesivos.

As tensões no alumínio superaquecido podem ser aliviadas por tratamento térmico das peças em um forno e resfriamento gradual - na verdade, o recozimento das tensões. No entanto, essas partes ainda podem ficar distorcidas, de modo que o tratamento térmico de quadros de bicicletas soldados, por exemplo, pode resultar em uma fração significativa que fica desalinhada. Se o desalinhamento não for muito forte, as peças resfriadas podem ser dobradas no alinhamento. É claro que, se a estrutura for projetada adequadamente para rigidez (veja acima), essa dobra exigirá uma força enorme.

A intolerância do alumínio a altas temperaturas não impediu seu uso em foguetes; mesmo para uso na construção de câmaras de combustão onde os gases podem chegar a 3500 K. O motor de estágio superior Agena usou um projeto de alumínio refrigerado regenerativamente para algumas partes do bico, incluindo a região termicamente crítica da garganta; na verdade, a condutividade térmica extremamente alta do alumínio evitou que a garganta atingisse o ponto de fusão, mesmo sob grande fluxo de calor, resultando em um componente leve e confiável.

Fiação doméstica

Por causa de sua alta condutividade e preço relativamente baixo em comparação com o cobre na década de 1960, o alumínio foi introduzido naquela época para a fiação elétrica doméstica na América do Norte, embora muitos acessórios não tivessem sido projetados para aceitar fio de alumínio. Mas o novo uso trouxe alguns problemas:

  • O maior coeficiente de expansão térmica do alumínio faz com que o fio se expanda e se contraia em relação à conexão roscada de metal diferente , eventualmente afrouxando a conexão.
  • O alumínio puro tem tendência a se arrastar sob pressão constante e constante (em um grau maior conforme a temperatura aumenta), novamente afrouxando a conexão.
  • A corrosão galvânica de metais diferentes aumenta a resistência elétrica da conexão.

Tudo isso resultou em conexões superaquecidas e soltas, o que por sua vez resultou em alguns incêndios. Os construtores então ficaram cautelosos quanto ao uso do fio, e muitas jurisdições proibiram seu uso em tamanhos muito pequenos, em novas construções. No entanto, acessórios mais novos eventualmente foram introduzidos com conexões projetadas para evitar afrouxamento e superaquecimento. No início, eles eram marcados como "Al / Cu", mas agora possuem uma codificação "CO / ALR".

Outra maneira de evitar o problema de aquecimento é frisar o curto " pigtail " de fio de cobre. Uma crimpagem de alta pressão feita corretamente pela ferramenta adequada é apertada o suficiente para reduzir qualquer expansão térmica do alumínio. Hoje, novas ligas, designs e métodos são usados ​​para fiação de alumínio em combinação com terminações de alumínio.

Designações de liga

As ligas de alumínio forjado e fundido usam diferentes sistemas de identificação. O alumínio forjado é identificado com um número de quatro dígitos que identifica os elementos de liga.

As ligas de alumínio fundido usam um número de quatro a cinco dígitos com uma casa decimal. O dígito na casa das centenas indica os elementos de liga, enquanto o dígito após o ponto decimal indica a forma (forma fundida ou lingote).

Designação de temperamento

A designação de têmpera segue o número de designação fundido ou trabalhado com um travessão, uma letra e, potencialmente, um número de um a três dígitos, por exemplo, 6061-T6. As definições para os temperamentos são:

-F  : Como fabricado
-H  : Endurecido por deformação (trabalhado a frio) com ou sem tratamento térmico

-H1  : Strain endurecido sem tratamento térmico
-H2  : Endurecido por deformação e parcialmente recozido
-H3  : Strain endurecido e estabilizado por aquecimento a baixa temperatura
Segundo dígito  : um segundo dígito denota o grau de dureza
-HX2 = 1/4 duro
-HX4 = 1/2 duro
-HX6 = 3/4 duro
-HX8 = totalmente duro
-HX9 = extra difícil

-O  : totalmente macio (recozido)
-T  : tratado termicamente para produzir temperamentos estáveis

-T1  : resfriado de trabalho a quente e envelhecido naturalmente (em temperatura ambiente)
-T2  : Resfriado do trabalho a quente, trabalhado a frio e envelhecido naturalmente
-T3  : Solução tratada termicamente e trabalhada a frio
-T4  : Solução tratada termicamente e envelhecida naturalmente
-T5  : resfriado de trabalho a quente e envelhecido artificialmente (a temperatura elevada)
-T51  : Stress aliviado pelo alongamento
-T510  : Nenhum alisamento adicional após o alongamento
-T511  : Alinhamento leve após o alongamento
-T52  : Stress aliviado por tratamento térmico
-T6  : Solução tratada termicamente e envelhecida artificialmente
-T7  : Solução tratada termicamente e estabilizada
-T8  : Solução tratada termicamente, trabalhada a frio e envelhecida artificialmente
-T9  : Solução tratada termicamente, envelhecida artificialmente e trabalhada a frio
-T10  : Resfriado de trabalho a quente, trabalhado a frio e envelhecido artificialmente

-W  : Solução tratada termicamente apenas

Nota: -W é uma designação intermediária relativamente macia que se aplica após o tratamento térmico e antes da conclusão do envelhecimento. A condição -W pode ser estendida em temperaturas extremamente baixas, mas não indefinidamente e, dependendo do material, normalmente não dura mais do que 15 minutos em temperatura ambiente.

Ligas forjadas

O International Alloy Designation System é o esquema de nomenclatura mais amplamente aceito para ligas forjadas . Cada liga recebe um número de quatro dígitos, onde o primeiro dígito indica os principais elementos da liga, o segundo - se diferente de 0 - indica uma variação da liga, e o terceiro e o quarto dígitos identificam a liga específica na série. Por exemplo, na liga 3105, o número 3 indica que a liga está na série do manganês, 1 indica a primeira modificação da liga 3005 e, finalmente, 05 a identifica na série 3000.

  • A série 1000 é essencialmente de alumínio puro com um mínimo de 99% de conteúdo de alumínio por peso e pode ser temperada por trabalho .
  • A série 2000 tem liga de cobre, pode ser endurecida por precipitação a resistências comparáveis ​​ao aço. Anteriormente chamados de duralumínio , eles já foram as ligas aeroespaciais mais comuns, mas eram suscetíveis à corrosão sob tensão e são cada vez mais substituídos pela série 7000 em novos designs.
  • A série 3000 é ligada com manganês e pode ser endurecida por trabalho .
  • A série 4000 é feita de uma liga de silicone. Variações de ligas de alumínio-silício destinadas à fundição (e, portanto, não incluídas na série 4000) também são conhecidas como silumin .
  • A série 5000 tem liga de magnésio e oferece excelente resistência à corrosão, tornando-os adequados para aplicações marítimas. Além disso, a liga 5083 tem a maior resistência das ligas não tratadas termicamente. A maioria das ligas da série 5000 também inclui manganês .
  • A série 6000 possui liga de magnésio e silício. Eles são fáceis de usinar, são soldáveis e podem ser endurecidos por precipitação, mas não com as altas resistências que 2.000 e 7.000 podem atingir. A liga 6061 é uma das ligas de alumínio de uso geral mais comumente usadas.
  • A série 7000 é ligada com zinco e pode ser endurecida por precipitação até as maiores resistências de qualquer liga de alumínio (resistência à tração final de até 700 MPa para a liga 7068 ). A maioria das ligas da série 7000 incluem magnésio e cobre também.
  • A série 8000 é ligada a outros elementos não abrangidos por outras séries. Ligas de alumínio-lítio são um exemplo.

1000 series

Composição nominal da liga de alumínio da série 1000 (% em peso) e aplicações
Liga Conteúdo de Al Elementos de liga Usos e referências
1050 99,5 - Tubo estirado, equipamento químico
1060 99,6 - Universal
1070 99,7 - Tubo trefilado de parede espessa
1100 99,0 Cu 0,1 Universal, oco
1145 99,45 - Folha, prato, folha
1199 99,99 - Frustrar
1200 99,0 máx. ( Si + Fe ) 1,0 máx; Cu 0,05 máx; Mn 0,05 máx; Zn 0,10 máx; Ti 0,05 máx; outros 0,05 (cada) 0,015 (total)
1230 (VAD23) # Si 0,3; Fe 0,3; Cu 4,8-5,8; Mn 0,4–0,8; Mg 0,05; Zn 0,1; Ti 0,15; Li 0,9-1,4; Cd 0,1–0,25 Aeronave Tu-144
1350 99,5 - Condutores elétricos
1370 99,7 - Condutores elétricos
1420 # 92,9 Mg 5,0; Li 2.0; Zr 0.1 Aeroespacial
1421 # 92,9 Mg 5,0; Li 2.0; Mn 0,2; Sc 0.2; Zr 0.1 Aeroespacial
1424 # Si 0,08; Fe 0.1; Mn 0,1–0,25; Mg 4,7-5,2; Zn 0,4–0,7; Li 1,5-1,8; Zr 0,07–0,1; Seja 0,02–0,2; Sc 0,05–0,08; Na 0,0015
1430 # Si 0,1; Fe 0,15; Cu 1,4-1,8; Mn 0,3–0,5; Mg 2,3–3,0; Zn 0,5–0,7; Ti 0,01–0,1; Li 1,5–1,9; Zr 0,08–0,14; Seja 0,02–0,1; Sc 0,01–0,1; Na 0,003; Ce 0,2–0,4; Y 0,05–0,1
1440 # Si 0,02–0,1; Fe 0,03–0,15; Cu 1,2–1,9; Mn 0,05; Mg 0,6–1,1; Cr 0,05; Ti 0,02–0,1; Li 2,1–2,6; Zr 0,10–0,2; Seja 0,05–0,2; Na 0,003
1441 # Si 0,08; Fe 0,12; Cu 1,5-1,8; Mn 0,001–0,010; Mg 0,7–1,1; Ti 0,01–0,07; Ni 0,02–0,10; Li 1,8–2,1; Zr 0,04–0,16; Seja 0,02–0,20 Hidroaviões Be-103 e Be-200
1441K # Si 0,08; Fe 0,12; Cu 1,3-1,5; Mn 0,001–0,010; Mg 0,7–1,1; Ti 0,01–0,07; Ni 0,01–0,15; Li 1,8–2,1; Zr 0,04–0,16; Seja 0,002–0,01
1445 # Si 0,08; Fe 0,12; Cu 1,3-1,5; Mn 0,001–0,010; Mg 0,7–1,1; Ti 0,01–0,1; Ni 0,01–0,15; Li 1,6-1,9; Zr 0,04–0,16; Seja 0,002–0,01; Sc 0,005–0,001; Ag 0,05–0,15; Ca 0,005–0,04; Na 0,0015
1450 # Si 0,1; Fe 0,15; Cu 2,6–3,3; Mn 0,1; Mg 0,1; Cr 0,05; Zn 0,25; Ti 0,01–0,06; Li 1,8–2,3; Zr 0,08–0,14; Seja 0,008–0,1; Na 0,002; Ce 0,005–0,05 Aeronaves An-124 e An-225
1460 # Si 0,1; Fe 0,03–0,15; Cu 2,6–3,3; Mg 0,05; Ti 0,01–0,05; Li 2,0–2,4; Zr 0,08–0,13; Na 0,002; Sc 0,05–0,14; B 0,0002–0,0003 Aeronave Tu-156
V-1461 # Si 0,8; Fe 0,01–0,1; Cu 2,5–2,95; Mn 0,2–0,6; Mg 0,05–0,6; Cr 0,01–0,05; Zn 0,2–0,8; Ti 0,05; Ni 0,05–0,15; Li 1,5–1,95; Zr 0,05–0,12; Seja 0,0001–0,02; Sc 0,05–0,10; Ca 0,001–0,05; Na 0,0015
V-1464 # Si 0,03–0,08; Fe 0,03–0,10; Cu 3,25–3,45; Mn 0,20–0,30; Mg 0,35–0,45; Ti 0,01–0,03; Li 1,55-1,70; Zr 0,08–0,10; Sc 0,08–0,10; Seja 0,0003–0,02; Na 0,0005
V-1469 # Si 0,1; Fe 0,12; Cu 3,2–4,5; Mn 0,003–0,5; Mg 0,1–0,5; Li 1,0-1,5; Zr 0,04–0,20; Sc 0,04–0,15; Ag 0,15-0,6

# Não é um nome de Sistema de Designação de Liga Internacional

Série 2000

Composição nominal da liga de alumínio da série 2000 (% em peso) e aplicações
Liga Conteúdo de Al Elementos de liga Usos e referências
2004 93,6 Cu 6.0; Zr 0.4 Aeroespacial
2011 93,7 Cu 5,5; Bi 0.4; Pb 0,4 Universal
2014 93,5 Cu 4,4; Si 0,8; Mn 0,8; Mg 0,5 Universal
2017 94,2 Cu 4,0; Si 0,5; Mn 0,7; Mg 0,6 Aeroespacial
2020 93,4 Cu 4,5; Li 1.3; Mn 0,55; Cd 0,25 Aeroespacial
2024 93,5 Cu 4,4; Mn 0,6; Mg 1,5 Universal, aeroespacial
2029 94,6 Cu 3,6; Mn 0,3; Mg 1,0; Ag 0.4; Zr 0.1 Folha Alclad, aeroespacial
2036 96,7 Cu 2,6; Mn 0,25; Mg 0,45 Folha
2048 94,8 Cu 3,3; Mn 0,4; Mg 1,5 Folha, placa
2055 93,5 Cu 3,7; Zn 0,5; Li 1.1; Ag 0.4; Mn 0,2; Mg 0,3; Zr 0.1 Extrusões aeroespaciais,
2080 94,0 Mg 3,7; Zn 1,85; Cr 0,2; Li 0,2 Aeroespacial
2090 95,0 Cu 2,7; Li 2.2; Zr 0,12 Aeroespacial
2091 94,3 Cu 2.1; Li 2.0; Mg 1,5; Zr 0.1 Aeroespacial, criogenia
2094 Si 0,12; Fe 0,15; Cu 4,4-5,2; Mn 0,25; Mg 0,25–0,8; Zn 0,25; Ti 0,10; Ag 0,25–0,6; Li 0,7-1,4; Zr 0,04–0,18
2095 93,6 Cu 4,2; Li 1.3; Mg 0,4; Ag 0.4; Zr 0.1 Aeroespacial
2097 Si 0,12; Fe 0,15; Cu 2,5–3,1; Mn 0,10–0,6; Mg 0,35; Zn 0,35; Ti 0,15; Li 1,2-1,8; Zr 0,08–0,15
2098 Si 0,12; Fe 0,15; Cu 2,3–3,8; Mn 0,35; Mg 0,25–0,8; Zn 0,35; Ti 0,10; Ag 0,25–0,6; Li 2,4–2,8; Zr 0,04–0,18
2099 94,3 Cu 2,53; Mn 0,3; Mg 0,25; Li 1,75; Zn 0,75; Zr 0,09 Aeroespacial
2124 93,5 Cu 4,4; Mn 0,6; Mg 1,5 Placa
2195 93,5 Cu 4,0; Mn 0,5; Mg 0,45; Li 1.0; Ag 0.4; Zr 0,12 aeroespacial, tanque externo Super Lightweight do Space Shuttle e os veículos de lançamento de segundo estágio SpaceX Falcon 9 e Falcon 1e .
2196 Si 0,12; Fe 0,15; Cu 2,5–3,3; Mn 0,35; Mg 0,25–0,8; Zn 0,35; Ti 0,10; Ag 0,25–0,6; Li 1,4–2,1; Zr 0,08–0,16 Extrusão
2197 Si 0,10; Fe 0,10; Cu 2,5–3,1; Mn 0,10–0,50; Mg 0,25; Zn 0,05; Ti 0,12; Li 1,3-1,7; Zr 0,08–0,15
2198 Folha
2218 92,2 Cu 4,0; Mg 1,5; Fe 1.0; Si 0,9; Zn 0,25; Mn 0,2 Forjados, cilindros de motor de aeronave
2219 93,0 Cu 6,3; Mn 0,3; Ti 0,06; V 0,1; Zr 0,18 Tanque externo de peso padrão do ônibus espacial universal
2297 Si 0,10; Fe 0,10; Cu 2,5–3,1; Mn 0,10–0,50; Mg 0,25; Zn 0,05; Ti 0,12; Li 1,1-1,7; Zr 0,08–0,15
2397 Si 0,10; Fe 0,10; Cu 2,5–3,1; Mn 0,10–0,50; Mg 0,25; Zn 0,05–0,15; Ti 0,12; Li 1,1-1,7; Zr 0,08–0,15
2224 e 2324 93,8 Cu 4.1; Mn 0,6; Mg 1,5 Placa
2319 93,0 Cu 6,3; Mn 0,3; Ti 0,15; V 0,1; Zr 0,18 Barra e arame
2519 93,0 Cu 5,8; Mg 0,2; Ti 0,15; V 0,1; Zr 0.2 Placa de armadura aeroespacial
2524 93,8 Cu 4.2; Mn 0,6; Mg 1,4 Prato, folha
2618 93,7 Cu 2,3; Si 0,18; Mg 1,6; Ti 0,07; Fe 1.1; Ni 1.0 Forjados

3000 series

Composição nominal da liga de alumínio da série 3000 (% em peso) e aplicações
Liga Conteúdo de Al Elementos de liga Usos e referências
3003 98,6 Mn 1,5; Cu 0,12 Universal, folha, recipientes de folha rígida, sinais, decorativos
3004 97,8 Mn 1,2; Mg 1 Universal, latas de bebida
3005 98,5 Mn 1.0; Mg 0,5 Endurecido pelo trabalho
3102 99,8 Mn 0,2 Endurecido pelo trabalho
3103 e 3303 98,8 Mn 1.2 Endurecido pelo trabalho
3105 97,8 Mn 0,55; Mg 0,5 Folha
3203 98,8 Mn 1.2 Folha, folha de alta resistência

4000 series

Composição nominal da liga de alumínio da série 4000 (% em peso) e aplicações
Liga Conteúdo de Al Elementos de liga Usos e referências
4006 98,3 Si 1.0; Fe 0,65 Endurecido pelo trabalho ou envelhecido
4007 96,3 Si 1.4; Mn 1,2; Fe 0,7; Ni 0,3; Cr 0,1 Endurecido pelo trabalho
4015 96,8 Si 2.0; Mn 1.0; Mg 0,2 Endurecido pelo trabalho
4032 85 Si 12,2; Cu 0,9; Mg 1; Ni 0,9; Forjados
4043 94,8 Si 5.2 haste
4047 85,5 Si 12,0; Fe 0,8; Cu 0,3; Zn 0,2; Mn 0,15; Mg 0,1 Folha, revestimento, enchimentos
4543 93,7 Si 6.0; Mg 0,3 extrusões arquitetônicas

Série 5000

Composição nominal da liga de alumínio da série 5000 (% em peso) e aplicações
Liga Conteúdo de Al Elementos de liga Usos e referências
5005 e 5657 99,2 Mg 0,8 Folha, placa, haste
5010 99,3 Mg 0,5; Mn 0,2;
5019 94,7 Mg 5,0; Mn 0,25;
5024 94,5 Mg 4,6; Mn 0,6; Zr 0,1; Sc 0.2 Extrusões, aeroespacial
5026 93,9 Mg 4,5; Mn 1; Si 0,9; Fe 0,4; Cu 0,3
5050 98,6 Mg 1,4 Universal
5052 e 5652 97,2 Mg 2,5; Cr 0,25 Universal, aeroespacial, marítimo
5056 94,8 Mg 5,0; Mn 0,12; Cr 0,12 Folha, haste, rebites
5059 93,5 Mg 5,0; Mn 0,8; Zn 0,6; Zr 0,12 foguete tanques criogênicos
5083 94,8 Mg 4,4; Mn 0,7; Cr 0,15 Universal, soldagem, marítimo
5086 95,4 Mg 4,0; Mn 0,4; Cr 0,15 Universal, soldagem, marítimo
5154 e 5254 96,2 Mg 3,5; Cr 0,25; Universal, rebites
5182 95,2 Mg 4,5; Mn 0,35; Folha
5252 97,5 Mg 2,5; Folha
5356 94,6 Mg 5,0; Mn 0,12; Cr 0,12; Ti 0,13 Haste, fio MIG
5454 96,4 Mg 2,7; Mn 0,8; Cr 0,12 Universal
5456 94 Mg 5,1; Mn 0,8; Cr 0,12 Universal
5457 98,7 Mg 1,0; Mn 0,2; Cu 0,1 Folha, acabamento de automóvel
5557 99,1 Mg 0,6; Mn 0,2; Cu 0,1 Folha, acabamento de automóvel
5754 95,8 Mg 3,1; Mn 0,5; Cr 0.3 Folha, Barra

6000 series

Composição nominal da liga de alumínio da série 6000 (% em peso) e aplicações
Liga Conteúdo de Al Elementos de liga Usos e referências
6005 98,7 Si 0,8; Mg 0,5 Extrusões, ângulos
6009 97,7 Si 0,8; Mg 0,6; Mn 0,5; Cu 0,35 Folha
6010 97,3 Si 1.0; Mg 0,7; Mn 0,5; Cu 0,35 Folha
6013 97,05 Si 0,8; Mg 1,0; Mn 0,35; Cu 0,8 Plate, aeroespacial, capas de smartphone
6022 97,9 Si 1.1; Mg 0,6; Mn 0,05; Cu 0,05; Fe 0,3 Chapa automotiva
6060 98,9 Si 0,4; Mg 0,5; Fe 0,2 Tratável termicamente
6061 97,9 Si 0,6; Mg 1,0; Cu 0,25; Cr 0,2 Universal, estrutural, aeroespacial
6063 e 646g 98,9 Si 0,4; Mg 0,7 Universal, marinho, decorativo
6063A 98,7 Si 0,4; Mg 0,7; Fe 0,2 Tratável termicamente
6065 97,1 Si 0,6; Mg 1,0; Cu 0,25; Bi 1.0 Tratável termicamente
6066 95,7 Si 1.4; Mg 1,1; Mn 0,8; Cu 1.0 Universal
6070 96,8 Si 1.4; Mg 0,8; Mn 0,7; Cu 0,28 Extrusões
6081 98,1 Si 0,9; Mg 0,8; Mn 0,2 Tratável termicamente
6082 97,5 Si 1.0; Mg 0,85; Mn 0,65 Tratável termicamente
6101 98,9 Si 0,5; Mg 0,6 Extrusões
6105 98,6 Si 0,8; Mg 0,65 Tratável termicamente
6113 96,8 Si 0,8; Mg 1,0; Mn 0,35; Cu 0,8; O 0,2 Aeroespacial
6151 98,2 Si 0,9; Mg 0,6; Cr 0,25 Forjados
6162 98,6 Si 0,55; Mg 0,9 Tratável termicamente
6201 98,5 Si 0,7; Mg 0,8 haste
6205 98,4 Si 0,8; Mg 0,5; Mn 0,1; Cr 0,1; Zr 0.1 Extrusões
6262 96,8 Si 0,6; Mg 1,0; Cu 0,25; Cr 0,1; Bi 0.6; Pb 0,6 Universal
6351 97,8 Si 1.0; Mg 0,6; Mn 0,6 Extrusões
6463 98,9 Si 0,4; Mg 0,7 Extrusões
6951 97,2 Si 0,5; Fe 0,8; Cu 0,3; Mg 0,7; Mn 0,1; Zn 0,2 Tratável termicamente

7000 series

Composição nominal da liga de alumínio da série 7000 (% em peso) e aplicações
Liga Conteúdo de Al Elementos de liga Usos e referências
7005 93,3 Zn 4,5; Mg 1,4; Mn 0,45; Cr 0,13; Zr 0,14; Ti 0,04 Extrusões
7010 93,3 Zn 6,2; Mg 2,35; Cu 1,7; Zr 0,1; Aeroespacial
7022 91,1 Zn 4,7; Mg 3,1; Mn 0,2; Cu 0,7; Cr 0,2; placa, moldes
7034 85,7 Zn 11,0; Mg 2,3; Cu 1.0 Resistência à tração final 750 MPa
7039 92,3 Zn 4.0; Mg 3,3; Mn 0,2; Cr 0,2 Placa de armadura aeroespacial
7049 88,1 Zn 7,7; Mg 2,45; Cu 1.6; Cr 0,15 Universal, aeroespacial
7050 89,0 Zn 6,2; Mg 2,3; Cu 2,3; Zr 0.1 Universal, aeroespacial
7055 87,2 Zn 8.0; Mg 2,3; Cu 2,3; Zr 0.1 Placa, extrusões, aeroespacial
7065 88,5 Zn 7,7; Mg 1,6; Cu 2.1; Zr 0.1 Placa, aeroespacial
7068 87,6 Zn 7,8; Mg 2,5; Cu 2.0; Zr 0,12 Aeroespacial, resistência à tração final 710 MPa
7072 99,0 Zn 1.0 Folha, folha
7075 e 7175 90,0 Zn 5,6; Mg 2,5; Cu 1,6; Cr 0,23 Universal, aeroespacial, forjados
7079 91,4 Zn 4,3; Mg 3,3; Cu 0,6; Mn 0,2; Cr 0,15 -
7085 89,4 Zn 7,5; Mg 1,5; Cu 1.6 Placa espessa, aeroespacial
7093 86,7 Zn 9.0; Mg 2,5; Cu 1,5; O 0,2; Zr 0.1 Aeroespacial
7116 93,7 Zn 4,5; Mg 1; Cu 0,8 Tratável termicamente
7129 93,2 Zn 4,5; Mg 1,6; Cu 0,7 -
7150 89,05 Zn 6,4; Mg 2,35; Cu 2,2; O 0,2; Zr 0.1 Aeroespacial
7178 88,1 Zn 6,8; Mg 2,7; Cu 2.0; Cr 0,26 Universal, aeroespacial
7255 87,5 Zn 8.0; Mg 2,1; Cu 2,3; Zr 0.1 Placa, aeroespacial
7475 90,3 Zn 5,7; Mg 2,3; Si 1,5; Cr 0,22 Universal, aeroespacial

8000 series

Composição nominal da liga de alumínio da série 8000 (% em peso) e aplicações
Liga Al content Elementos de liga Usos e referências
8006 98,0 Fe 1,5; Mn 0,5; Universal, soldável
8009 88,3 Fe 8,6; Si 1.8; V 1.3 Aeroespacial de alta temperatura
8011 98,7 Fe 0,7; Si 0,6 Endurecido pelo trabalho
8014 98,2 Fe 1.4; Mn 0,4; universal
8019 87,5 Fe 8.3; Ge 4.0; O 0,2 Aeroespacial
8025 Si 0,05; Fe 0,06–0,25; Cu 0,20; Mg 0,05; Cr 0,18; Zn 0,50; Ti 0,005–0,02; Li 3,4–4,2; Zr 0,08–0,25
8030 99,3 Fe 0,5; Cu 0,2 arame
8090 Si 0,20; Fe 0,30; Cu 1,0-1,6; Mn 0,10; Mg 0,6-1,3; Cr 0,10; Zn 0,25; Ti 0,10; Li 2,2–2,7; Zr 0,04–0,16
8091 Si 0,30; Fe 0,50; Cu 1,0-1,6; Mn 0,10; Mg 0,50-1,2; Cr 0,10; Zn 0,25; Ti 0,10; Li 2,4–2,8; Zr 0,08–0,16
8093 Si 0,10; Fe 0,10; Cu 1,6–2,2; Mn 0,10; Mg 0,9-1,6; Cr 0,10; Zn 0,25; Ti 0,10; Li 1,9–2,6; Zr 0,04–0,14
8176 99,3 Fe 0,6; Si 0.1 fio elétrico

Lista mista

Limites de composição de liga de alumínio forjado (% peso)
Liga Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn V Ti Bi Ga Pb Zr Limites †† Al
Cada Total
1050 0,25 0,40 0,05 0,05 0,05 0,05 0,03 99,5 min
1060 0,25 0,35 0,05 0,028 0,03 0,03 0,05 0,05 0,028 0,03 0,03 0,03 0,03 0,028 99,6 min
1100 0,95 Si + Fe 0,05–0,20 0,05 0,10 0,05 0,15 99,0 min
1199 0,006 0,006 0,006 0,002 0,006 0,006 0,005 0,002 0,005 0,002 99,99 min
2014 0,50-1,2 0,7 3,9-5,0 0,40-1,2 0,20-0,8 0,10 0,25 0,15 0,05 0,15 restante
2024 0,50 0,50 3,8-4,9 0,30-0,9 1,2-1,8 0,10 0,25 0,15 0,05 0,15 restante
2219 0,2 0,30 5,8-6,8 0,20–0,40 0,02 0,10 0,05–0,15 0,02–0,10 0,10–0,25 0,05 0,15 restante
3003 0,6 0,7 0,05–0,20 1,0-1,5 0,10 0,05 0,15 restante
3004 0,30 0,7 0,25 1,0-1,5 0,8-1,3 0,25 0,05 0,15 restante
3102 0,40 0,7 0,10 0,05–0,40 0,30 0,10 0,05 0,15 restante
4041 4,5-6,0 0,80 0,30 0,05 0,05 0,10 0,20 0,05 0,15 restante
5005 0,3 0,7 0,2 0,2 0,5-1,1 0,1 0,25 0,05 0,15 restante
5052 0,25 0,40 0,10 0,10 2,2-2,8 0,15–0,35 0,10 0,05 0,15 restante
5083 0,40 0,40 0,10 0,40-1,0 4,0-4,9 0,05–0,25 0,25 0,15 0,05 0,15 restante
5086 0,40 0,50 0,10 0,20–0,7 3,5–4,5 0,05–0,25 0,25 0,15 0,05 0,15 restante
5154 0,25 0,40 0,10 0,10 3,10-3,90 0,15–0,35 0,20 0,20 0,05 0,15 restante
5356 0,25 0,40 0,10 0,10 4,50-5,50 0,05–0,20 0,10 0,06–0,20 0,05 0,15 restante
5454 0,25 0,40 0,10 0,50-1,0 2,4–3,0 0,05–0,20 0,25 0,20 0,05 0,15 restante
5456 0,25 0,40 0,10 0,50-1,0 4,7-5,5 0,05–0,20 0,25 0,20 0,05 0,15 restante
5754 0,40 0,40 0,10 0,50 2,6-3,6 0,30 0,20 0,15 0,05 0,15 restante
6005 0,6-0,9 0,35 0,10 0,10 0,40–0,6 0,10 0,10 0,10 0,05 0,15 restante
6005A 0,50-0,9 0,35 0,30 0,50 0,40–0,7 0,30 0,20 0,10 0,05 0,15 restante
6060 0,30-0,6 0,10–0,30 0,10 0,10 0,35–0,6 0,05 0,15 0,10 0,05 0,15 restante
6061 0,40-0,8 0,7 0,15–0,40 0,15 0,8-1,2 0,04–0,35 0,25 0,15 0,05 0,15 restante
6063 0,20–0,6 0,35 0,10 0,10 0,45-0,9 0,10 0,10 0,10 0,05 0,15 restante
6066 0,9-1,8 0,50 0,7-1,2 0,6-1,1 0,8-1,4 0,40 0,25 0,20 0,05 0,15 restante
6070 1,0-1,7 0,50 0,15–0,40 0,40-1,0 0,50-1,2 0,10 0,25 0,15 0,05 0,15 restante
6082 0,7-1,3 0,50 0,10 0,40-1,0 0,60-1,2 0,25 0,20 0,10 0,05 0,15 restante
6105 0,6-1,0 0,35 0,10 0,10 0,45-0,8 0,10 0,10 0,10 0,05 0,15 restante
6162 0,40-0,8 0,50 0,20 0,10 0,7-1,1 0,10 0,25 0,10 0,05 0,15 restante
6262 0,40-0,8 0,7 0,15–0,40 0,15 0,8-1,2 0,04–0,14 0,25 0,15 0,40–0,7 0,40–0,7 0,05 0,15 restante
6351 0,7-1,3 0,50 0,10 0,40-0,8 0,40-0,8 0,20 0,20 0,05 0,15 restante
6463 0,20–0,6 0,15 0,20 0,05 0,45-0,9 0,05 0,05 0,15 restante
7005 0,35 0,40 0,10 0,20–0,70 1,0-1,8 0,06–0,20 4,0-5,0 0,01–0,06 0,08–0,20 0,05 0,15 restante
7022 0,50 0,50 0,50-1,00 0,10–0,40 2,60-3,70 0,10–0,30 4,30-5,20 0,20 0,05 0,15 restante
7068 0,12 0,15 1,60-2,40 0,10 2,20-3,00 0,05 7,30–8,30 0,01 0,05–0,15 0,05 0,15 restante
7072 0,7 Si + Fe 0,10 0,10 0,10 0,8-1,3 0,05 0,15 restante
7075 0,40 0,50 1,2-2,0 0,30 2,1-2,9 0,18–0,28 5,1-6,1 0,20 0,05 0,15 restante
7079 0,3 0,40 0,40-0,80 0,10–0,30 2,9-3,7 0,10–0,25 3,8-4,8 0,10 0,05 0,15 restante
7116 0,15 0,30 0,50-1,1 0,05 0,8-1,4 4,2-5,2 0,05 0,05 0,03 0,05 0,15 restante
7129 0,15 0,30 0,50-0,9 0,10 1,3-2,0 0,10 4,2-5,2 0,05 0,05 0,03 0,05 0,15 restante
7178 0,40 0,50 1,6-2,4 0,30 2,4-3,1 0,18–0,28 6,3-7,3 0,20 0,05 0,15 restante
8176 0,03–0,15 0,40-1,0 0,10 0,03 0,05 0,15 restante
Liga Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn V Ti Bi Ga Pb Zr Limites †† Al
Cada Total
Manganês mais cromo deve estar entre 0,12–0,50%.
†† Este limite se aplica a todos os elementos para os quais nenhum outro limite é especificado em uma determinada linha, porque nenhuma coluna existe ou porque a coluna está em branco.

Ligas fundidas

A Aluminum Association (AA) adotou uma nomenclatura semelhante à das ligas forjadas. O padrão britânico e o DIN têm designações diferentes. No sistema AA, os dois segundos dígitos revelam a porcentagem mínima de alumínio, por exemplo, 150.x correspondem a um mínimo de 99,50% de alumínio. O dígito após o ponto decimal assume um valor de 0 ou 1, denotando fundição e lingote, respectivamente. Os principais elementos de liga no sistema AA são os seguintes:

  • A série 1xx.x tem no mínimo 99% de alumínio
  • Cobre da série 2xx.x
  • Silício da série 3xx.x, com adição de cobre e / ou magnésio
  • Silício da série 4xx.x
  • Magnésio da série 5xx.x
  • 6xx.x série não utilizada
  • 7xx.x series zinc
  • Lata da série 8xx.x
  • 9xx.x outros elementos
Requisitos mínimos de tração para ligas de alumínio fundido
Tipo liga Temperamento Resistência à tração (min) em ksi (MPa) Força de rendimento (min) em ksi (MPa) Alongamento em 2 em%
ANSI UNS
201,0 A02010 T7 60,0 (414) 50,0 (345) 3,0
204,0 A02040 T4 45,0 (310) 28,0 (193) 6,0
242,0 A02420 O 23,0 (159) N / D N / D
T61 32,0 (221) 20,0 (138) N / D
A242.0 A12420 T75 29,0 (200) N / D 1.0
295,0 A02950 T4 29,0 (200) 13,0 (90) 6,0
T6 32,0 (221) 20,0 (138) 3,0
T62 36,0 (248) 28,0 (193) N / D
T7 29,0 (200) 16,0 (110) 3,0
319,0 A03190 F 23,0 (159) 13,0 (90) 1,5
T5 25,0 (172) N / D N / D
T6 31,0 (214) 20,0 (138) 1,5
328,0 A03280 F 25,0 (172) 14,0 (97) 1.0
T6 34,0 (234) 21,0 (145) 1.0
355,0 A03550 T6 32,0 (221) 20,0 (138) 2.0
T51 25,0 (172) 18,0 (124) N / D
T71 30,0 (207) 22,0 (152) N / D
C355.0 A33550 T6 36,0 (248) 25,0 (172) 2,5
356,0 A03560 F 19,0 (131) 9,5 (66) 2.0
T6 30,0 (207) 20,0 (138) 3,0
T7 31,0 (214) N / D N / D
T51 23,0 (159) 16,0 (110) N / D
T71 25,0 (172) 18,0 (124) 3,0
A356.0 A13560 T6 34,0 (234) 24,0 (165) 3,5
T61 35,0 (241) 26,0 (179) 1.0
443,0 A04430 F 17,0 (117) 7,0 (48) 3,0
B443.0 A24430 F 17,0 (117) 6,0 (41) 3,0
512,0 A05120 F 17,0 (117) 10,0 (69) N / D
514,0 A05140 F 22,0 (152) 9,0 (62) 6,0
520,0 A05200 T4 42,0 (290) 22,0 (152) 12,0
535,0 A05350 F 35,0 (241) 18,0 (124) 9,0
705,0 A07050 T5 30,0 (207) 17,0 (117) 5.0
707,0 A07070 T7 37,0 (255) 30,0 (207) 1.0
710,0 A07100 T5 32,0 (221) 20,0 (138) 2.0
712,0 A07120 T5 34,0 (234) 25,0 (172) 4,0
713,0 A07130 T5 32,0 (221) 22,0 (152) 3,0
771,0 A07710 T5 42,0 (290) 38,0 (262) 1,5
T51 32,0 (221) 27,0 (186) 3,0
T52 36,0 (248) 30,0 (207) 1,5
T6 42,0 (290) 35,0 (241) 5.0
T71 48,0 (331) 45,0 (310) 5.0
850,0 A08500 T5 16,0 (110) N / D 5.0
851,0 A08510 T5 17,0 (117) N / D 3,0
852,0 A08520 T5 24,0 (165) 18,0 (124) N / D
Somente quando solicitado pelo cliente

Ligas nomeadas

  • A380 oferece uma excelente combinação de fundição, propriedades mecânicas e térmicas, exibe excelente fluidez, estanqueidade à pressão e resistência ao cracking a quente. Usado na indústria aeroespacial
  • Alferium uma liga de alumínio-ferro desenvolvida pela Schneider , usada na fabricação de aeronaves pela Société pour la Construction d'Avions Métallique "Aviméta"
  • Folha de alumínio Alclad formada a partir de camadas superficiais de alumínio de alta pureza ligadas ao material do núcleo de liga de alumínio de alta resistência
  • Birmabright (alumínio, magnésio) um produto da The Birmetals Company, basicamente equivalente a 5251
  • Duralumínio (cobre, alumínio)
  • Produto de Hindalium (alumínio, magnésio, manganês, silício) da Hindustan Aluminium Corporation Ltd, feito em folhas laminadas de 16ga para utensílios de cozinha
  • Lockalloy (Lockalloy é uma liga composta por 62% de berílio e 38% de alumínio. Foi utilizada como metal estrutural na indústria aeroespacial, desenvolvida na década de 1960 pela Lockheed Missiles and Space Company.
  • Liga proprietária Pandalloy Pratt & Whitney, supostamente com alta resistência e desempenho superior em alta temperatura.
  • Magnalium
  • Magnox (magnésio, alumínio)
  • Silumin (alumínio, silício)
  • Titanal (alumínio, zinco, magnésio, cobre, zircônio) um produto da Austria Metall AG . Comumente usado em produtos esportivos de alto desempenho, principalmente snowboards e esquis.
  • Liga Y , Hidumínio , Ligas RR : ligas de níquel-alumínio do pré-guerra , usadas na indústria aeroespacial e de pistões de motor, por sua capacidade de reter força em temperaturas elevadas. Estes são substituídos hoje em dia por ligas de ferro-alumínio de alto desempenho como 8009, capazes de operar com baixa fluência de até 300C.

Formulários

Ligas aeroespaciais

Alumínio-Escândio

Partes do Mig – 29 são feitas de liga de Al – Sc.

A adição de escândio ao alumínio cria precipitados de Al 3 Sc em nanoescala que limitam o crescimento excessivo de grãos que ocorre na zona afetada pelo calor dos componentes de alumínio soldados. Isso tem dois efeitos benéficos: o Al 3 Sc precipitado forma cristais menores do que os formados em outras ligas de alumínio e a largura das zonas livres de precipitado que normalmente existem nos limites de grão das ligas de alumínio endurecíveis pelo tempo é reduzida. O escândio também é um refinador de grãos potente em ligas de alumínio fundido, e átomo por átomo, o fortalecedor mais potente do alumínio, tanto como resultado do refinamento de grãos quanto do fortalecimento por precipitação.

Um benefício adicional das adições de escândio ao alumínio é que os precipitados de Al 3 Sc em nanoescala que dão à liga sua resistência são resistentes ao engrossamento em temperaturas relativamente altas (~ 350 ° C). Isso está em contraste com as ligas comerciais 2xxx e 6xxx típicas, que perdem rapidamente sua resistência em temperaturas acima de 250 ° C devido ao rápido engrossamento de seus precipitados de reforço.

O efeito dos precipitados de Al 3 Sc também aumenta a resistência ao escoamento da liga em 50–70 MPa (7,3–10,2 ksi).

Em princípio, as ligas de alumínio reforçadas com adições de escândio são muito semelhantes às superligas tradicionais à base de níquel , em que ambas são reforçadas por precipitados coerentes e resistentes ao engrossamento com uma estrutura L1 2 ordenada . No entanto, as ligas de Al-Sc contêm uma fração de volume muito menor de precipitados e a distância entre os precipitados é muito menor do que em suas contrapartes à base de níquel. Em ambos os casos, entretanto, os precipitados resistentes ao engrossamento permitem que as ligas retenham sua resistência em altas temperaturas.

O aumento da temperatura operacional das ligas de Al-Sc tem implicações significativas para aplicações de eficiência energética, particularmente na indústria automotiva. Essas ligas podem substituir materiais mais densos, como aço e titânio, usados ​​em ambientes de 250-350 ° C, como dentro ou perto de motores. A substituição desses materiais por ligas de alumínio mais leves leva a reduções de peso que, por sua vez, leva ao aumento da eficiência do combustível.

Foi demonstrado que as adições de érbio e zircônio aumentam a resistência ao engrossamento das ligas de Al-Sc para ~ 400 ° C. Isso é obtido pela formação de uma camada rica em zircônio de difusão lenta em torno dos núcleos de precipitados ricos em escândio e érbio, formando precipitados de reforço com composição Al 3 (Sc, Zr, Er). Melhorias adicionais na resistência ao engrossamento permitirão que essas ligas sejam usadas em temperaturas cada vez mais altas.

As ligas de titânio , que são mais fortes, mas mais pesadas do que as ligas de Al-Sc, ainda são muito mais amplamente utilizadas.

A principal aplicação do escândio metálico por peso é em ligas de alumínio-escândio para componentes menores da indústria aeroespacial. Essas ligas contêm entre 0,1% e 0,5% (em peso) de escândio. Eles foram usados ​​nas aeronaves militares russas Mig 21 e Mig 29 .

Alguns itens de equipamentos esportivos, que contam com materiais de alto desempenho, foram feitos com ligas de escândio-alumínio, incluindo tacos de beisebol , tacos de lacrosse , bem como quadros e componentes de bicicletas e mastros de barracas.

O fabricante de armas norte-americano Smith & Wesson produz revólveres com armações compostas de liga de escândio e cilindros de titânio.

Uso potencial como materiais espaciais

Devido ao seu peso leve e alta resistência, as ligas de alumínio são materiais desejados para serem aplicados em espaçonaves, satélites e outros componentes a serem implantados no espaço. No entanto, esta aplicação é limitada pela irradiação de partículas energéticas emitida pelo sol . O impacto e a deposição de partículas energéticas solares na microestrutura de ligas de alumínio convencionais podem induzir a dissolução da maioria das fases de endurecimento comuns, levando ao amolecimento. As ligas de alumínio cruzadas recentemente introduzidas estão sendo testadas como substitutas das séries 6xxx e 7xxx em ambientes onde a irradiação de partículas energéticas é uma grande preocupação. Essas ligas de alumínio cruzadas podem ser endurecidas por meio da precipitação de uma fase química complexa conhecida como fase T, na qual a resistência à radiação provou ser superior do que outras fases de endurecimento de ligas de ligas de alumínio convencionais.

Lista de ligas de alumínio aeroespacial

As seguintes ligas de alumínio são comumente usadas em aeronaves e outras estruturas aeroespaciais :

Observe que o termo alumínio para aeronaves ou alumínio aeroespacial geralmente se refere a 7075.

O alumínio 4047 é uma liga exclusiva usada em aplicações aeroespaciais e automotivas como liga de revestimento ou material de enchimento. Como enchimento, as tiras de liga de alumínio 4047 podem ser combinadas para aplicações complexas para unir dois metais.

6951 é uma liga tratável termicamente que fornece resistência adicional às aletas enquanto aumenta a resistência à flexão; isso permite ao fabricante reduzir a bitola da folha e, portanto, reduzir o peso da aleta formada. Essas características distintas tornam a liga de alumínio 6951 uma das ligas preferidas para transferência de calor e trocadores de calor fabricados para aplicações aeroespaciais.

As ligas de alumínio 6063 são tratáveis ​​termicamente com resistência moderadamente alta, excelente resistência à corrosão e boa capacidade de extrusão. Eles são usados ​​regularmente como membros arquitetônicos e estruturais.

A seguinte lista de ligas de alumínio é produzida atualmente, mas menos amplamente utilizada:

Ligas marinhas

Essas ligas são usadas para construção de barcos e navios e outras aplicações costeiras sensíveis à água salgada e marinha.

4043, 5183, 6005A, 6082 também usados ​​em construções marinhas e aplicações offshore.

Ligas de ciclismo

Essas ligas são usadas para estruturas e componentes de ciclismo

Ligas automotivas

O alumínio 6111 e a liga de alumínio 2008 são amplamente usados ​​para painéis externos da carroceria , com 5083 e 5754 usados ​​para os painéis internos da carroceria. Os gorros foram fabricados com ligas 2036 , 6016 e 6111. Os painéis da carroceria do caminhão e do trailer usaram 5456 alumínio .

Os quadros de automóveis costumam usar 5182 de alumínio ou 5754 folhas formadas de alumínio , 6061 ou 6063 extrusões.

As rodas foram fundidas em alumínio A356.0 ou em chapa 5xxx formada.

Os blocos de cilindros e cárteres são geralmente fundidos em ligas de alumínio. As ligas de alumínio mais populares usadas para blocos de cilindro são A356, 319 e, em menor medida, 242.

Ligas de alumínio contendo cério estão sendo desenvolvidas e implementadas em aplicações automotivas de alta temperatura, como cabeçotes de cilindros e turbocompressores , e em outras aplicações de geração de energia. Essas ligas foram desenvolvidas inicialmente como uma forma de aumentar o uso de cério, que é superproduzido em operações de mineração de terras raras para elementos mais cobiçados, como neodímio e disprósio , mas ganhou atenção por sua resistência em altas temperaturas por longos períodos de tempo. . Ele ganha força com a presença de uma fase intermetálica Al 11 Ce 3 que é estável até temperaturas de 540 ° C, e retém sua força de até 300 ° C, o que o torna bastante viável em temperaturas elevadas. Ligas de alumínio-cério são normalmente fundidas, devido às suas excelentes propriedades de fundição, embora um trabalho também tenha sido feito para mostrar que as técnicas de fabricação aditiva à base de laser também podem ser usadas para criar peças com geometrias mais complexas e maiores propriedades mecânicas. O trabalho recente se concentrou amplamente na adição de elementos de liga de ordem superior ao sistema binário Al-Ce para melhorar seu desempenho mecânico em ambientes e temperaturas elevadas, como ferro , níquel , magnésio ou cobre , e o trabalho está sendo feito para entender a liga mais interações de elementos.

Cilindros de ar e gás

O alumínio 6061 e o alumínio 6351 são amplamente utilizados em cilindros de gás respiratório para mergulho autônomo e ligas SCBA .

Veja também

Referências

Bibliografia

links externos