Tudo sobre Ligas de Alumínio

Publicado por Materiais Júnior em setembro 4, 2021setembro 4, 2021

Presente em latas de refrigerante, embalagens de alimentos e fármacos, e até mesmo na indústria automotiva, o alumínio é um dos materiais mais presentes e versáteis do nosso cotidiano. Mas você sabe o que são suas ligas, quais suas aplicações e como são produzidas? Nesse texto, vamos te contar tudo isso e muito mais sobre as ligas de alumínio.

O que são ligas de alumínio?

Ligas de alumínio são ligas metálicas nas quais o alumínio é o metal predominante. Essas ligas podem ser constituídas exclusivamente de alumínio, que pode ter grau de pureza de até 99% de alumínio, ou a partir da mistura com outros metais, dentre os quais podemos destacar:

• Cobre(Cu)
• Magnésio(Mg)
• Silício(Si)
• Manganês(Mn)
• Zinco(Zn)
• Ferro(Fe)
• Lítio(Li)
• Titânio(Ti)

Quais os tipos de ligas de alumínio? 

Elas podem ser divididas em 2 grupos: ligas trabalhadas e ligas fundidas. Ademais, dentro do grupo das ligas trabalhadas, há outra divisão: as ligas tratáveis e as ligas não-tratáveis.

Como diferenciar esses grupos?

As Ligas Trabalhadas sofrem os seguintes processos: 

• Laminação;
• Extrusão;
• Forjamento;
• Estiramento.

Já as Ligas Fundidas passam pelo processo de fundição para adquirirem as características desejadas para suas aplicações.

Como diferenciar o subgrupo?

As ligas tratáveis são aquelas que passam por um tratamento térmico e com isso, adquirem ótimas características mecânicas.

Enquanto as ligas não-Tratáveis ou ligas encruáveis, não são afetadas pelo tratamento térmico e adquirem as suas propriedades mecânicas com base no grau do trabalho a frio.

Como elas são nomeadas?

Em relação à nomenclatura, a diferença mais perceptível encontra-se na nomenclatura das ligas de alumínio trabalhadas e as fundidas, enquanto o padrão das ligas trabalhadas é XXXX, as ligas fundidas são do tipo XXX.X.

Agora, uma melhor explicação do que são esses X, começando pelas ligas trabalhadas. Nestas ligas, o primeiro X indica a qual série a liga pertence, por exemplo: 

1050 é uma liga que pertence a série 1000, o segundo X indica modificações nos limites de impureza, que nesse caso é 0 e os dois últimos algarismos indicam o teor de alumínio, que é de 50%, ou seja, essa é uma liga de alumínio com 50% de pureza. E a composição química dessa liga é a seguinte:

• Silício(Si) = 0,25%
• Ferro(Fe) = 0,40%
• Cobre(Cu) = 0,05%
• Manganês(Mn) = 0,05%
• Magnésio(Mg) = 0,05%
• Cromo(Cr) = 0
• Zinco(Zn) = 0,05%
• Titânio(Ti) = 0,03%
• Outros = 0,03%
• Alumínio = 99,50%

Já para as ligas fundidas, temos apenas uma característica em comum com a nomenclatura das ligas trabalhadas, que seria em relação ao primeiro algarismo que determina a liga, assim como na outra liga, esse primeiro X indica qual é o principal elemento da liga (claramente em menor quantidade em comparação com o alumínio). O segundo e terceiro algarismo das ligas fundidas caracterizam ligas de composição específica enquanto o último indica se a liga é feita para produzir peças fundidas ou lingotes, no caso de ser 0 ou 1 respectivamente.

Quais são as possíveis aplicações para as ligas de alumínio?

• As ligas de alumínio trabalhadas Nandrolone Decanoate info da série 1XXX  podem ser usadas para a fabricação de panelas, luminárias e carrocerias de furgões mas, a sua principal aplicação é na área de contatos elétricos, e as ligas fundidas da série 1XXX.X também possuem sua principal aplicação na produção de contatos elétricos

Garrafas de Liga de Alumínio do grupo 1XXX

• Já as ligas da série 2XXX e 2XXX.X, que são feitas de ligas de alumínio-cobre e de alumínio-cobre-magnésio, são usadas principalmente na fabricação de peças para a indústria aeronáutica.

• As ligas da série 3XXX e 3XXX.X apresentam diferenças em suas composições e em suas aplicações, enquanto as ligas trabalhadas são compostas de alumínio-manganês e alumínio-manganês-magnésio e possuem um uso voltado para produção de latas de bebida e panelas, as ligas fundidas são de alumínio-silício-magnésio e alumínio-silício-cobre e não possuem uma aplicação específica. 

• As séries 4XXX e 4XXX.X possuem a mesma composição química, alumínio-silício, mas possuem aplicabilidades distintas, enquanto a série 4XXX é principalmente utilizada para a fabricação de metal de adição para soldas e pistões forjados de motores, as ligas da série 4XXX.X são utilizadas para fabricar pistões fundidos de motores.

• Tanto as ligas trabalhadas quanto as ligas fundidas da série (5XXX e 5XXX.X) possuem a mesma composição química e a mesma aplicação principal, que seria uma liga de alumínio-magnésio e seu uso é para a indústria náutica.

• Ligas trabalhadas 6XXX são compostas por ligas de alumínio-magnésio-silício e são utilizadas na fabricação de perfis arquitetônicos e componentes automotivos. Já as ligas fundidas não possuem uma composição química característica e também não possuem uma aplicação principal.

• Agora, as ligas da série 7XXX e 7XXX.X possuem a mesma composição química, que é uma liga de alumínio-zinco e alumínio-zinco-magnésio e são muito utilizadas na indústria aeronáutica.

• Por fim, temos as ligas da série 8XXX e 8XXX.X em que as ligas trabalhadas dessa série são compostas por ligas de alumínio com metais menos usuais, por exemplo alumínio-lítio, alumínio-ferro e outros. Já as ligas fundidas são feitas de alumínio-estanho tanto as da série 8XXX quanto 8XXX.X possuem diversas aplicabilidades, entretanto as ligas fundidas são aplicadas em ligas com baixo ponto de fusão.

Como podemos observar, existem diversas ligas de alumínio que podem ser utilizadas das mais variadas formas possíveis, e isso é um ponto extremamente positivo pois nos dá um leque quase infinito de utilidades para as ligas. Por exemplo, como foi citado, as ligas da série 5XXX são principalmente utilizadas na indústria naval, mas também é possível fabricar carrocerias de ônibus, tanques de combustível, estruturas soldadas e mais objetos, só de alterar algum processo ou algum tratamento feito na liga.

Agora que falamos sobre as ligas de alumínio, vamos discorrer sobre alguns desafios para o uso dessas ligas, mais especificamente no processo de obtenção do alumínio metálico.

Produção do Alumínio:

Para a obtenção do alumínio primeiro ocorre a etapa de mineração, e assim, obtém-se a alumina que possui fórmula Al2O3. Em seguida, temos a etapa de refinaria em que a alumina é misturada em soda cáustica, que é filtrada e temos um pó branco de alumina pura que é enviada para a próxima etapa. Por fim, temos a redução e é nessa etapa em que obtemos o alumínio por meio da eletrólise. Explicando um pouco melhor essa última etapa, a alumina fundida é colocada em um tanque de ferro revestido por carbono (esse será nosso cátodo) e são mergulhados bastões de carbono nessa alumina fundida, esse bastões serão os ânodos e ao passar uma corrente elétrica, ocorrerá reações de oxirredução que formará alumínio puro no cátodo. 

E quais as complicações na obtenção de alumínio?

Bom, no processo de mineração, alguns dos problemas são:

• Remoção da vegetação em volta da área de extração;
• Poluição dos recursos hídricos por conta dos produtos que são utilizados na extração dos minérios; 
• Contaminação dos solos;
• Destruição da flora e fauna local.

Área de extração de Bauxita.

Também é causado danos nas etapas posteriores à mineração, como no processo de eletrólise em que é necessária uma enorme quantidade de energia elétrica e que também gera CO2 devido à interação do oxigênio presente na alumina com o revestimento de carbono no tanque.

Para suprir a demanda energética do processo de eletrólise, as plantas industriais precisam de estações geradoras de energia e geralmente essas estações são hidrelétricas, que tanto na sua construção quanto na sua manutenção causam um impacto ambiental gigantesco.

Agora que você sabe mais sobre as Ligas de Alumínio, que tal ler esse texto do nosso blog sobre Ligas Metálicas?

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