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Metais & Ligas | Alumínio | Informações Técnicas

Alumínio comercialmente puro (Série AA 1XXX)

Pelo sistema de classificação da Aluminum Association (AA), a série 1XXX identifica o alumínio comercialmente puro em diferentes graus de pureza, desde 99,00 % (denominado 1000) até 99,99 % (denominado 1099). Nesse sistema, os dois últimos algarismos referem-se ao grau de pureza da liga, ou seja, até à casa centesimal acima de 99,00 %. Assim sendo, o alumínio comercialmente puro com 99,50 % de alumínio é conhecido como 1050, já o alumínio com 99,70 % de pureza é denominado 1070 e assim por diante [1].

O alumínio comercialmente puro caracteriza-se pelas elevadas condutividades térmica e elétrica e pela baixa resistência mecânica, ao contrário das ligas de alumínio (séries 2XXX a 8XXX). Devido a essas características, suas principais aplicações restringem-se a componentes de sistemas térmicos e elétricos, nos quais exige-se alta condutividade sem que haja o mesmo tipo de exigência com relação às propriedades mecânicas. O cobre apresenta maior condutividade térmica e elétrica do que o alumínio, entretanto, apresenta como significativas desvantagens o maior custo e a maior densidade (massa específica), mais do que o triplo da densidade do alumínio: 8,9 g/cm3 contra 2,7 g/cm3, o que é muito significativo para determinadas aplicações [1]. 

A tabela 1 apresenta e variação da condutividade elétrica e da condutividade térmica do alumínio com seu grau de pureza [2]:

Al (%) Condutividade elétrica (m/Wmm2) Condutividade térmica (W/m.K)
99,98 3 7, 6 232
99,50 34 a 36 210 a 220
99,00 33 a 34 205 a 210

Como pode ser observado, a condutividade, tanto térmica como elétrica, do alumínio é fortemente dependente do seu grau de pureza [3].

Outra característica importante do alumínio comercialmente puro é sua elevada resistência à corrosão, devido à formação de uma camada de óxido de alumínio (Al2O3), muito fina, transparente e extremamente aderente que confere essa característica ao evitar o prosseguimento da oxidação e, principalmente, a remoção dos óxidos, ou seja, o fenômeno conhecido como passivação. Essa alta resistência à corrosão pode ser diminuída pela introdução de elementos de liga, principalmente de elementos mais afastados do alumínio na tabela de potencial eletroquímico, como o cobre, por exemplo. Por outro lado, elementos mais próximos do alumínio nesta tabela, como o magnésio, prejudicam muito pouco a resistência à corrosão do alumínio. Por este motivo, as ligas Al-Mg são aquelas que apresentam a maior resistência à corrosão, inferior somente à do alumínio comercialmente puro e muito superior à das ligas Al-Cu, por exemplo [1].

Devido a essa maior resistência à corrosão, uma outra aplicação importante para o alumínio comercialmente é no revestimento de ligas de aplicação aeronáutica, o chamado "cladding". Denomina-se então Alclad 2024 à liga (Al-Cu) 2024 revestida com alumínio comercialmente puro [1].

Os elementos mais comumente encontrados como impurezas no alumínio comercialmente puro são o ferro e o silício, em maior ou menor grau, dependendo do nível de pureza. Estes elementos formam fases intermetálicas, como FeAl3, Fe3SiAl12, FeSiAl8 (a), FeSiAl5 (b), e Fe2Si2Al9, devido à limitada solubilidade do ferro no alumínio. Estas fases apresentam-se com diferentes tamanhos, formas e distribuição, mas normalmente só prejudicam as propriedades da matriz quando são grosseiras, alongadas e concentradas nos contornos de grão.

Cabe então, antes de abordar as ligas de alumínio recapitular o sistema de classificação adotado pela Aluminum Association em 1971, e que atualmente é o mais aceito internacionalmente. Esse sistema subdivide-se em duas partes: o adotado para as ligas utilizadas em trabalho mecânico (laminação, extrusão, forjamento e outros) e o que foi adotado para ligas destinadas exclusivamente à produção de peças fundidas [1,3]. Esse sistema é descrito a seguir:

  • Ligas Submetidas a Trabalho Mecânico:

Série Composição Química Aplicações principais
1XXX Al comercialmente puro Contatos elétricos, Alclad
2XXX Al-Cu e Al-Cu-Mg Indústria aeronáutica
3XXX Al-Mn e Al-Mn-Mg Latas de bebidas. Panelas
4XXX Al-Si Metal de adição para soldas. Pistões forjados de motoreS
5XXX Al-Mg Aplicações náuticas (navios e barcos)
6XXX Al-Mg-Si Perfis arquitetônicos. Componentes automotivos
7XXX Al-Zn e Al-Zn-Mg Indústria aeronáutica
8XXX Outras ligas (Al-Li, Al-Fe...) Várias
  • Ligas para Produção de Peças Fundidas:

Série Composição Química Aplicações principais
1XXX.X Al comercialmente puro Contatos elétricos
2XXX.X Al-Cu e Al-Cu-Mg Indústria aeronáutica
3XXX.X Al-Si-Mg e Al-Si-Cu Várias
4XXX.X Al-Si Pistões fundidos de motores
5XXX.X Al-Mg Aplicações náuticas (navios e barcos)
6XXX.X Não existe este sistema Não especificado por não existir este sistema
7XXX.X Al-Zn e Al-Zn-Mg Indústria aeronáutica
8XXX.X Al-Sn Várias, para ligas com baixo ponto de fusão

Obs: além da classificação das séries quanto à composição química, a Aluminum Association também estabeleceu um sistema de classificação quanto ao tipo de tratamento térmico (determinada, entre outras, pela letra "T" seguida por um número, tipo T4, T6 e etc) e também quanto ao tipo de trabalho mecânico (somente no caso das ligas do grupo 1 - para trabalho mecânico, evidentemente), que do mesmo modo consiste no uso da letra "H" seguida por um número (tipo H12, H16, H32 e etc). Entretanto, por ter sido considerado mais adequado, esses sistemas de classificação complementares somente serão abordados em detalhe nos capítulos de Tratamentos térmicos e  de Trabalho mecânico respectivamente.

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