Quais as diferenças essenciais entre as ligas de alumínio trabalhadas e as tratáveis termicamente?

Passo 1

Beleza, então o exercício pergunta: “Quais as diferenças essenciais entre ligas de alumínio trabalhadas e ligas tratáveis termicamente?” Isso faz parte de Engenharia de Materiais, capítulo de ligas metálicas. Vamos precisar entender:
  • Como a gente classifica ligas de alumínio (séries 1xxx, 2xxx, 5xxx, 6xxx, etc.)
  • Quais mecanismos de endurecimento elas usam (deformação a frio vs. têmpera/envelhecimento)

Passo 2

Classificação geral
  1. Ligas “trabalhadas” (ou não tratáveis termicamente)
    • São as séries 1xxx, 3xxx, 5xxx e 8xxx.
    • Se fortalecem principalmente por trabalho a frio (deformação plástica).
  2. Ligas “tratáveis termicamente”
    • São as séries 2xxx (Cu), 6xxx (Mg+Si), 7xxx (Zn), às vezes 4xxx e 8xxx especiais.
    • Se fortalecem por tratamento térmico: solubilização + têmpera + envelhecimento (natural ou artificial).

Passo 3

Mecanismo de endurecimento
  • Nas ligas trabalhadas: a gente faz dobra, repuxa, lamina… isso gera discordâncias no cristal do alumínio. Quanto mais discordâncias, mais difícil os grãos se moverem, logo o metal fica mais duro. É o famoso encruamento (ou “strain hardening”).
  • Nas ligas tratáveis termicamente: a gente primeiro solubiliza os elementos de liga em alta temperatura e depois refria rápido (têmpera). Aí formam-se precipitados fininhos (por exemplo, partículas de Al₂Cu, Mg₂Si, ZnMg) quando o material é envelhecido. Esses precipitados (que aparecem em determinados estágios de temperatura) impedem o movimento de discordâncias, endurecendo o metal. Isso se chama “precipitation hardening” (ou envelhecimento).

Passo 4

Composição química
  • Ligas não tratáveis têm quantidades menores de elementos que formem fase intermetálica com alumínio (ou seja, sem Cu, sem Mg+Si em nível de precipitação). Ex.: 1050 (quase puro), 3105, 5052.
  • Nas tratáveis, a gente adiciona Cu, Mg, Si, Zn intencionalmente para formar precipitados controlados. Ex.: 2024 (tem Cu), 6061 (Mg+Si), 7075 (Zn+Mg).

Passo 5

Consequências práticas
  • Ligas trabalhadas são mais fáceis de conformar a frio (laminação, extrusão) e têm boa soldabilidade (especialmente a 5xxx), mas alcançam limites de resistência moderados.
  • Ligas tratáveis conseguem resistências mais altas (usadas em aviação, esportes, estruturas de alta carga), mas são mais sensíveis à soldagem e ao controle de temperatura no processamento.

Resposta

Resumindo:
• Ligas trabalhadas (1xxx, 3xxx, 5xxx, etc.) usam encruamento (deformação a frio) para se fortalecer; têm menos elementos de precipitação e são mais maleáveis/soldáveis.
• Ligas tratáveis termicamente (2xxx, 6xxx, 7xxx, etc.) ganham resistência via solubilização, têmpera e envelhecimento (precipitação fina); chegam a resistências bem maiores, porém exigem controle térmico rígido e têm soldabilidade mais limitada.

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