|
|
|
O alumínio fundido dissolve outros
metais e substâncias metalóides como o silício
(que atua como metal). Quando o alumínio se resfria
e se solidifica, alguns dos constituintes da liga podem
ser retidos em solução sólida. Isto
faz com que a estrutura atômica do metal se torne
mais rígida. Os átomos podem ser visualizados
como sendo arranjados em uma rede cristalina regular formando
moléculas de tamanhos diferentes daqueles do elemento
de liga principal. A principal função das
ligas de alumínio é aumentar a resistência
mecânica sem prejudicar as outras propriedades. Assim,
novas ligas têm sido desenvolvidas combinando as propriedades
adequadas a aplicações específicas.
O metal quente pode manter mais elementos de liga em solução
sólida do que quando frio. Conseqüentemente,
quando resfriado, ele tende a precipitar o excesso dos
elementos de liga da solução. Este precipitado
pode ser na forma de partículas duras, consistindo
de compostos intermetálicos, tais como: CuAl2
ou Mg2Si. Estes agregados de átomos
metálicos
tornam a rede cristalina ainda mais rígida e endurecem
a liga.
A descoberta do “envelhecimento”, das
ligas que contém magnésio e silício
conduziu ao desenvolvimento das principais ligas estruturais
utilizadas hoje na engenharia. Este foi um trabalho pioneiro
no campo das ligas de alumínio-magnésio,
amplamente utilizadas atualmente na indústria naval.
Outro importante emprego do alumínio é sua
utilização nas ligas de fundição,
que permitem um maior aproveitamento das sucatas
de aviões.
Um dos aspectos que tornam as ligas de alumínio tão
atraentes como materiais de construção mecânica
é o fato do alumínio poder combinar-se com
a maioria dos metais de engenharia, chamados de elementos
de liga. Com essas associações, é possível
obter características tecnológicas ajustadas
de acordo com a aplicação do produto final.
Mas para isso, é preciso conhecer bem as vantagens
e limitações de cada elemento para fazer a
melhor seleção.
O grande alcance das ligas oferece à indústria
uma grande variedade de combinações de resistência
mecânica, resistência à corrosão
e ao ataque de substâncias químicas, condutibilidade
elétrica, usinabilidade, ductibilidade, formabilidade,
entre outros benefícios.
A função de cada elemento da liga se altera
de acordo com a quantidade dos elementos presentes na
liga e com a sua interação com outros elementos.
Em geral, podemos dividir os elementos entre:
| |
- Elementos que conferem à liga
a sua característica principal (resistência
mecânica, resistência à corrosão,
fluidez no preenchimento de moldes, etc.); |
|
|
| |
- Elementos que têm função acessória,
como o controle de microestrutura, de impurezas e traços
que prejudicam a fabricação ou a aplicação
do produto, os quais devem ser controlados no seu teor
máximo. |
A composição química do alumínio
e suas ligas são expressas em percentagem, obedecendo
a Norma NBR 6834 da ABNT.
Esta norma abrange sistemas de classificação
das ligas trabalháveis, das ligas para fundição,
peças, lingotes e de alumínio primário,
além de densidade nominal das ligas trabalháveis
de alumínio.
- Ligas da série 3XXX:
Uma das mais utilizadas. Sua conformabilidade e a resistência
à corrosão são similares às do
alumínio comercialmente puro (ligas da série
1XXX), com propriedades mecânicas um pouco maiores,
particularmente quando deformadas a frio.
- Ligas da série 5XXX:
São as mais resistentes. Estão disponíveis
em vários formatos, como lâminas, chapas, perfis,
tubos, arames, etc. Elas também possuem elevada resistência
à corrosão e são facilmente produzidas
e soldadas.
- Ligas tratadas termicamente de
média resistência:
Contêm magnésio e silício (ligas da série
6XXX) e possuem elevada resistência à corrosão,
mas perdem um pouco da sua capacidade de serem trabalhadas
(o que, em seções estruturais retas,
muito difundidas em aplicações estruturais,
é irrelevante).
- Ligas tratadas termicamente de
elevada resistência:
Têm no cobre (série 2XXX) ou zinco (série
7XXX) os principais elementos de liga. São tão
resistentes quanto o aço estrutural, mas necessitam
de proteção superficial. Estas ligas são
utilizadas quando o fator resistência/peso for
o principal, como na aviação.
Para ver um resumo das mais importantes ligas de alumínio
trabalháveis e suas principais aplicações,
clique aqui.
Diferentemente dos materiais trabalháveis, que estão
sujeitos a uma variação dos processos de aquecimento
e de resfriamento, as ligas de fundição adquirem
suas propriedades na condição de fundida (em
alguns casos, com tratamento térmico) e, conseqüentemente,
um grupo diferente de ligas tem sido formulado para a produção
de peças fundidas.
As ligas empregadas nas aplicações gerais de
engenharia freqüentemente contêm silício
para melhorar suas características de fundição,
tais como fluidez (no vazamento) e resistência
a trincas de contração (quando o metal
quente se solidifica e se contrai).
O cobre também é freqüentemente utilizado
como um elemento de liga, para proporcionar às propriedades
mecânicas maior dureza e resistência exigidas
em serviço.
As ligas alumínio-magnésio apresentam maiores
problemas na fundição, mas possuem boa resistência
e ductilidade. Elas são amplamente utilizadas, particularmente
em ambientes agressivos, como, por exemplo, em peças
e acessórios de navios.
Uma pequena proporção de magnésio também
está presente em algumas ligas em conjunto com silício
para tornar a liga mais suscetível a tratamentos térmicos.
Para ver um resumo das mais importantes ligas de alumínio
utilizadas em fundição e suas principais aplicações,
clique aqui.
Áreas Relacionadas
A História da
Indústria do Alumínio
Vantagens
Processos de produção
Aplicações
Consulte também:
Fundamentos do Alumínio e suas aplicações |
|
 |
|
