Quais famílias de ligas de alumínio podem ser endurecidas via tratamento térmico e quais são suas propriedades e aplicações? Faça um resumo sobre as 7 famílias de alumínio e suas ligas de acordo com a norma ABNT NBR ISO 209.

Passo 1

Beleza, o exercício pede pra gente identificar quais famílias de ligas de alumínio listadas na norma ABNT NBR ISO 209 podem ser endurecidas por tratamento térmico, além de apontar suas propriedades principais e aplicações. O conteúdo aqui é metalurgia de ligas de alumínio—especificamente a classificação por família e o conceito de endurecimento por precipitação (tratamento térmico). Vamos precisar:
  • Saber o que cada família (1xxx a 7xxx) significa em termos de elemento principal de liga.
  • Entender como funciona o endurecimento por tratamento térmico (precipitação de fases).
  • Relacionar propriedades e usos de cada família.

Passo 2

Classificação ABNT NBR ISO 209 — São 7 famílias de ligas de alumínio, cada uma nomeada pelo algarismo inicial:
1xxx: alumínio quase puro (≥99% Al)
2xxx: liga Al-Cu
3xxx: liga Al-Mn
4xxx: liga Al-Si
5xxx: liga Al-Mg
6xxx: liga Al-Mg-Si
7xxx: liga Al-Zn
Cada família tem comportamento mecânico e químico diferente, dependendo do elemento de liga.

Passo 3

Como funciona o endurecimento por tratamento térmico?
  1. A liga é aquecida (solução sólida) até dissolver uniformemente o elemento de liga no Al.
  2. Resfria-se rápido (têmpera), mantendo a solução metaestável.
  3. Reaquece a temperatura mais baixa (envio) para formar pequenas partículas (precipitados) que impedem o movimento de discordâncias—isso gera ganho de dureza e resistência.
    Famílias passíveis desse processo são as que formam precipitados:
  • 2xxx (Al-Cu) – precipita CuAl₂
  • 6xxx (Al-Mg-Si) – precipita Mg₂Si
  • 7xxx (Al-Zn) – precipita ZnMg₂

Passo 4

Resumo das 7 famílias (composição, principais propriedades e aplicações):
  1. 1xxx (Al puro)
    • Composição: ≥99,0% Al
    • Propriedades: alta condutividade elétrica e térmica, ótima ductilidade, baixa resistência mecânica.
    • Aplicações: cabos elétricos, utensílios de cozinha.
  2. 2xxx (Al-Cu)
    • Composição: ~3–6% Cu
    • Propriedades: alta resistência mecânica, pobre resistência à corrosão sem tratamentos.
    • Aplicações: peças aeronáuticas, estruturas de grades e componentes automotivos.
  3. 3xxx (Al-Mn)
    • Composição: ~1–1,5% Mn
    • Propriedades: boa soldabilidade, resistência média, ótima conformabilidade.
    • Aplicações: tanques, latas de bebida, chapas incorporadas em refrigeração.
  4. 4xxx (Al-Si)
    • Composição: ~5–12% Si
    • Propriedades: baixa resistência, bom fluxo em soldagem (solda por arco).
    • Aplicações: metais de solda, revestimento de cabos.
  5. 5xxx (Al-Mg)
    • Composição: ~3–5% Mg
    • Propriedades: boa resistência à corrosão (marinha), média resistência mecânica, ótima soldabilidade.
    • Aplicações: cascos de embarcações, tanques de combustível, chapas onduladas.
  6. 6xxx (Al-Mg-Si)
    • Composição: ~0,8–1,2% Mg, 0,6–1,2% Si
    • Propriedades: excelente usinabilidade, resistência mecânica moderada a alta, boa soldabilidade.
    • Aplicações: perfis estruturais (janelas, portas), chassis de automóveis, componentes de extrusão.
  7. 7xxx (Al-Zn)
    • Composição: ~5–8% Zn (com Mg, Cu)
    • Propriedades: altíssima resistência mecânica, maior risco de corrosão (tratamento anticorrosivo recomendado).
    • Aplicações: componentes aeronáuticos, bicicletas de alta performance, ferragens esportivas.

Resposta

As famílias que podem ser endurecidas via tratamento térmico são 2xxx (Al-Cu), 6xxx (Al-Mg-Si) e 7xxx (Al-Zn). Esse processo, chamado de endurecimento por precipitação, aumenta bastante a resistência mecânica gerando pequenas partículas dentro da matriz de alumínio. Em resumo:
  • 2xxx: alta resistência (aeronáutica, automotivo), mas sensível à corrosão.
  • 6xxx: resistência moderada/alta, ótima solda (perf ilados e estruturas).
  • 7xxx: máximo de resistência (aeronáutica, esportes), mas precisa de proteção contra corrosão.

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