Propriedades físicas e mecânicas de ligas de alumínio, Notas de aula de Materiais

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LIGAS DE ALUMÍNIO

MATERIAIS PARA ENGENHARIA UFPR/ PROF. SCHEID

ALUMÍNIO

• PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS

 Número Atômico : 13

 Massa Atômica: 26,

 Ponto de Fusão : 660 ºC

 Sistema cristalino : CFC (a: 4,044 Ângstrons)

 Densidade: 2,7 g/cm^3

PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS A GRANDE VANTAGEM DO ALUMÍNIO É O BAIXO PESO ESPECÍFICO E ELEVADA RESISTÊNCIA À CORROSÃO ATMOSFÉRICA (película Al 2 O 3 com espessura entre 50 a 100 Ângstrons).

 RESISTÊNCIA MECÂNICA O Al puro (99,99%) tem baixa resistência mecânica

Resistência à tração:  Al puro: 60 MPa  Al comercial= 90 - 140 MPa

 ELEMENTOS DE LIGA, TRABALHO A FRIO E TRATAMENTO TÉRMICO, AUMENTAM A RESISTÊNCIA À TRAÇÃO (600 MPa).

PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS

 DUCTILIDADE Alongamento pode ser superior a 40%.  MÓDULO DE ELASTICIDADE Possui módulo de elasticidade baixo Al: 7000 Kg/mm^2 Cu: 11.500 Kg/mm^2 Aço: 21.000 Kg/mm^2

Descarregamento

Carregamento

Módulo de Elasticidade^ Coeficiente angular =

Deformação

Força F^ Tensão

Ligações Fortes^ Material com

Ligações Fracas^ Material com

Separação r

ALUMÍNIO E SUAS LIGAS

PRINCIPAIS ELEMENTOS DE LIGA

São Divididos em três grupos:

1º- Cobre, Magnésio e Zinco formam soluções sólidas em variados percentuais, em temperaturas relativamente elevadas. A solubilidade é quase nula em temperatura ambiente.

O Cobre e o Magnésio originam as fases intermediárias CuAl 2 -  e Al 3 Mg 2 - 

ALUMÍNIO E SUAS LIGAS

PRINCIPAIS ELEMENTOS DE LIGA

São Divididos em três grupos:

2º- Silício e Estanho são formadores de eutéticos. O Silício forma eutético com 12,6% deste elemento e a fase rica em Alumínio apresenta baixo teor de Silício.

Silício e Estanho são igualmente insolúveis em temperatura ambiente.

ALUMÍNIO E SUAS LIGAS

- PRINCIPAIS APLICAÇÕES-

Elevada Plasticidade  laminados de baixa espessura (chapas, folhas, resguardos de bombons...)

Elevada condutividade elétrica (65% do Cu)  emprego no setor elétrico (cabos, fios). A vantagem do Al é a leveza.

Elevada resistência à corrosão  artigos domésticos, embalagens, esquadrias, telhas, perfis, luminárias.

Baixa densidade  material para construção mecânica (carros, aeronaves)...).

ALUMÍNIO E SUAS LIGAS

CLASSIFICAÇÃO DAS LIGAS DE ALUMÍNIO

• LIGAS TRABALHADAS

• LIGAS FUNDIDAS

LIGAS TRABALHADAS

Sub-divisão:

A- LIGAS TRABALHADAS TRATÁVEIS TERMICAMENTE

- Ótimas propriedades mecânicas são obtidas por tratamento térmico

B- LIGAS TRABALHADAS NÃO-TRATÁVEIS OU LIGAS ENCRUÁVEIS

• Não respondem ao tratamento térmico.
• As propriedades mecânicas são determinadas pelo grau de trabalho a frio / encruamento.

NOMENCLATURA ALUMINUM

ASSOCIATION (AA) e ASTM PARA LIGAS TRABALHADAS

XXXX

1º X  classifica a liga pela série segundo o elemento majoritário da liga

2º X  se for zero a liga é normal e se for 1, 2 e 3 indica uma variante específica da liga normal (como teor mínimo e máximo de um determinado elemento)

3º X e 4º X  são para diferenciar as várias ligas do grupo.

NOMENCLATURA ALUMINUM

ASSOCIATION (AA) e ASTM PARA LIGAS TRABALHADAS

Alumínio não ligado: Série 1000

• O segundo algarismo indica modificações nos limites de impurezas
• Os dois últimos algarismos representam o teor de Alumínio
• Ex: 1065  Al com 65% de pureza

NOMENCLATURA ALUMINUM

ASSOCIATION (AA) e ASTM PARA

LIGAS FUNDIDAS

XXX.X

1º X  indica a série segundo o principal elemento da liga

2º X e 3º X  caracterizam ligas de composição específica

4º X  zero (0) indica peças fundidas

Um (1) indica lingotes

LIGAS DE ALUMÍNIO

(Ligas Trabalhadas / Fundidas)

Sistemas de Liga com potencial para endurecimento por solubilização e Envelhecimento: Endurecíveis por tratamento térmico

Al-Cu (CuAl 2 ) Al-Cu-Mg (Al 2 CuMg) Al-Mg-Si (Mg 2 Si) Al-Zn-Mg (MgZn 2 ) Al-Zn-Mg-Cu

Ligas comerciais tratáveis por solubilização e Envelhecimento são:

2XXX, 6XXX, 7XXX 2XX.X, 3XX.X, 7XX.X

Ligas comerciais ao Lítio Tratáveis: Al-Li (8XXX, 9XX.X’ –^ Al^3 Li)

NOMENCLATURA E SIMBOLOGIA DAS TRANSFORMAÇÕES ESTRUTURAIS

W Leia-se Moldagem em temperatura elevada como trabalho a quente. – Solubilizada.