Alumínio e suas aplicações na indústria

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Seminário – Metalurgia Dos Não Ferrosos II 
1 Resumo – Alumínio e suas aplicações 
De acordo com Moreira (2013), o alumínio metálico é obtido pela redução eletrolítica da alumina (Al2O3) dissolvida em criolita líquida. O processo, chamado de Hall-Herolut foi desenvolvido em 1886 de maneira independente por Charles Hall (Estados Unidos) e Paul Heroult (França). 
As primeiras aplicações do alumínio foram objetos de decoração como molduras de espelhos, travessas e utensílios domésticos. Com o tempo, cresceu a diversidade das aplicações do alumínio, de maneira que, praticamente todos os aspectos da vida moderna são afetados diretamente ou indiretamente pelo seu uso. Recentemente os maiores mercados para as ligas de alumínio são: 
· Embalagens para alimentos e medicamentos - 34%;
· Industria automobilística e de transportes - 21%;
· Construção civil (fachadas, pontes, torres, tanques de estocagem) - 17%;
· Cabos e componentes elétricos - 9%;
· Bens duráveis (8%);
· Indústria de equipamentos e maquinaria - 7%;
· Outros - 4%.
O alumínio apresenta propriedades físicas e mecânica, como baixo peso específico e elevada resistência mecânica, ductibilidade, condutividade, calor latente, dentre outros. Tais propriedades influenciam nas aplicações das ligas de alumínio, como visto na tabela 1. 
	Propriedades Físicas e Mecânicas 
	Aplicações 
	Condutividade elétrica e térmica – Cerca de 50 a 60% da condutividade do cobre 
	Trocadores de calor, evaporadores, aquecedores, cilindros e radiadores automotivos.
	Ductilidade elevada (estrutura CFC)
	Conformação de componentes com elevadas taxas de deformação.
	Comportamento não-ferromagnético 
	Aplicações eletroeletrônicas 
	Não-tóxico 
	Embalagens 
	Baixa resistência mecânica 
	Endurecimento por solução sólida (ligas não tratáveis); Endurecimento por dispersão de partículas (ligas não tratáveis); Encruamento (ligas não tratáveis); Endurecimento por dispersão de partículas coerentes ou sub-microscópicas (ligas tratáveis termicamente)
	Elevada resistência a corrosão
	Artigos domésticos, embalagens, esquadrias, telhas, perfis, luminárias.
	Elevada plasticidade (verificar se há repetição entre a plasticidade e ductibilidade)
	Laminados de baixa espessura
(chapas, folhas, resguardos de bombons
	Baixa densidade 
	Material para construção mecânica (carros, aeronaves)
Fonte: Adaptado de Moreira, 2013.
Ligas de alumínio 
O alumínio e suas ligas são alguns dos materiais mais econômico, resistente e versáteis na indústria, devido isso, este material é empregado em uma série de aplicações. Entre os principais elementos de ligas estão Cobre (Cu), Magnésio (Mg), Silício (Si), Manganês (Mn) e Zinco (Zn).
As ligas de alumínio podem ser divididas em:
Ligas conformadas ou trabalhadas: Passam por processos de laminação, extrusão, forjamento e estiramento.
Ligas fundidas: Passam pelo processo de fundição a fim de adquirir as características desejadas para suas aplicações. 
E esses dois grupos são subdivididos em subgrupos classificados em:
Ligas não-tratáveis: não são endurecidas por meio de tratamento térmico.
Ligas tratáveis termicamente: são endurecidas por meio de tratamentos térmicos
Nomenclaturas para ligas conformadas
Fonte: https://hyspex.com.br/classificacao-das-ligas-de-aluminio/
Nomenclaturas para ligas fundidas
Fonte: https://hyspex.com.br/classificacao-das-ligas-de-aluminio/
Aplicações das ligas de alumínio conformadas
Série 1XXX – Alumínio comercialmente puro
Alumínio comercialmente puro, não ligado, com pureza igual ou superior à 99% de Al. Fe e Si são as principais impurezas.
Liga fácil de conformar, Dúctil, Resistência Mecânica relativamente baixa, Boa condutividade elétrica, Bom acabamento, Fácil de soldar. 
Aplicações: equipamentos de industria química; refletores; trocadores de calor; condutores elétricos e capacitores; embalagens (papel alumínio) e painéis decorativos para uso na construção civil.
Série 3XXX – Manganês
Apresenta o manganês como principal elemento de liga
Apresentam melhores propriedades mecânicas que o alumínio puro, A ductilidade é ligeiramente diminuída pelo Mn, boa resistência à corrosão 
Aplicações: componentes de resistência mecânica baixa que exijam elevada ductilidade; latas de bebidas; utensílios de cozinha; trocadores de calor; tanques de armazenamento; sinalização rodoviária e painéis decorativos e telhados para uso na construção civil.
Série 4XXX 
Apresenta o silício como principal elemento de liga 
Ligas da série 4XXX apresenta baixo ponto de fusão, boa fluidez, tonalidade cinza agradável quando anodizada.
Aplicações: uso em arquitetura e construção civil; fios, arames e pós para brasagem.
Sério 5XXX 
Apresenta magnésio como principal elemento de liga
Tendo o magnésio com elemento de liga, o mesmo se torna um elemento eficaz para o endurecimento do Al e apresenta uma combinação favorável de resistência mecânica, resistência à corrosão e ductibilidade.
Aplicações: embalagens (tampas de latas de Al); suportes para iluminação pública; peças de barcos e navios;
tanques para criogenia e componentes de guindastes e automotores.
Série 8XXX 
As ligas da série 8xxx envolvem um grande número de composições de elementos de liga. As ligas conformadas contendo Li (2,4% a 2,8%) foram desenvolvidas para uso aerospacial 
Ligas tratáveis termicamente
Série 2XXX
Apresenta o cobre como principal elemento de liga, mas apresenta o Mg, Mn ou Si como elemento secundário. 
Apresentam alta resistência mecânica, resistência à corrosão limitada, conformabilidade limitada, exceto no estado recozido. As ligas desta série apresentam boa usinabilidade e características de soldagem limitadas.
Aplicações: componentes de resistência mecânica baixa que exijam elevada ductilidade; latas de bebidas; utensílios de cozinha; trocadores de calor; tanques de armazenamento; sinalização rodoviária e painéis decorativos e telhados para uso na construção civil.
Série 6XXX
O MAGNÉSIO e o SILÍCIO são os elementos de liga principais.
As ligas da série 6xxx apresentam boa ductilidade, boas características de soldagem e de usinagem e boa resistência à corrosão.
Aplicações: Uso em arquitetura e decoração; quadros de bicicletas; estruturas soldadas
Série 7XXX
O ZINCO é o elemento de liga principal, mas Cu e Cr também são adicionados em pequenas quantidades.
São as mais tenazes de todas as ligas de Al, a relação resistência / peso () é superior a de
muitos aços de alta resistência. Ligas de difícil fabricação.
Aplicações: componentes da indústria aeronáutica como estruturas, peças móveis e componentes de alta resistência.
Aplicações para ligas fundidas