ANALISE DE ARTIGO

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ESTUDO SOBRE O ZINCO COMO ELEMENTO ENDURECEDOR
DA LIGA DE ALUMÍNIO AA 3104
Autores: A. Zangrandi (1); M. S. Lara (2)
O trabalho estudado se trata do efeito da adição de zinco nas propriedades mecânicas de tração da liga AA 3104, utilizada na fabricação das latas de bebidas.
Para manter as latas de alumínio competindo no mercado com outras
embalagens como, por exemplo, com as latas de aço e com as embalagens de PET
(Polietileno Tereftalato), novas alternativas para melhoria das propriedades
mecânicas da liga AA 3104 estão sendo analisadas e estudadas, assim como
também modificações no processamento da liga estão sendo feitos, visando a
redução do custo de produção.
Para melhorar as propriedades de resistência e conformabilidade da liga Al-Mn-
Mg utilizada na fabricação do corpo das latas de bebidas, historicamente, tem-se
feito modificações na sua composição química.
A melhoria da resistência mecânica, sem no entanto afetar outras propriedades
como, por exemplo, a resistência à corrosão e, principalmente, a capacidade de
deformação plástica da liga, tem sido uma das alternativas em estudo, visando
reduzir a espessura do corpo das latas, o que significa latas mais leves, com a
mesma resistência mecânica e menos consumo de matéria prima por lata.
A adição de novos elementos de liga como, por exemplo, o zinco, que é considerado um dos principais elementos endurecedores das ligas de alta resistência do sistema Al-Zn-Mg-Cu. Portanto, o aumento da resistência à tração da liga é uma condição essencial para permitir novas reduções na espessura da chapa usada na fabricação do corpo das latas, desde que outras propriedades da liga sejam mantidas, tais como, a ductilidade, resistência à corrosão e o índice de anisotropia da chapa.
Os objetivos deste trabalho foram modificar a composição liga AA3104
acrescentando zinco como o quarto elemento em várias concentrações juntamente com o manganês e o magnésio, e estudar os efeitos do zinco sobre as propriedades mecânicas da liga modificada, comparando com a liga de composição original.
Para o experimento, foram preparados 4 (quatro) lingotes, pelo processo convencional de fundição e solidificação, com teores de zinco diferenciados, partindo-se da liga AA3104 de composição original fornecida pela Novelis do Brasil Ltda., e um lingote de referência sem adição de zinco.
Após a solidificação foram retiradas amostras dos lingotes para análise química, utilizando-se um Espectômetro de Emissão Ótica. Em seguida, os lingotes foram usinados até as dimensões finais, para eliminar as irregularidades da superfície e padronizar as dimensões, principalmente a espessura.
Os lingotes usinados foram submetidos ao tratamento térmico de
homogeneização a 590ºC, durante cinco horas, seguido de resfriamento ao ar, antes
de serem laminados a quente, conforme prática utilizada nos processos industriais.
As cinco placas laminadas a quente foram numeradas de 1 a 5 e submetidas
a um recozimento a (370 2) ºC, durante uma hora, seguido de resfriamento ao ar
até a temperatura ambiente.
As placas recozidas foram laminadas a frio em seis passes (sem lubrificação). Após a laminação a frio, as placas laminadas a quente foram transformadas em tiras espessura final média de 0,87 mm. Das tiras laminadas a frio foram retiradas as amostras para preparação dos corpos-de-prova utilizados nos ensaios de tração.
Foram feitas medidas de dureza Vickers nos corpos de prova de tração para
avaliar o efeito do zinco no endurecimento da liga e comparar com a liga original. Os
ensaios de dureza foram realizados fora do comprimento da base de medidas dos
corpos-de-prova de tração, na região das garras da máquina, para evitar a formação
de concentradores de tensões, que poderiam eventualmente influenciar os
resultados.
Os estudos realizados neste trabalho sobre a influência do zinco como um
terceiro elemento endurecedor da liga AA 3104, com teores variando de 0,03 a
1,52% na mesma faixa praticamente de variação dos elementos manganês e
magnésio (manganês varia de 0,8 a 1,4% e magnésio varia de 0,8 a 1,3% em peso),
mostraram bons resultados, que atendem os objetivos de aumento da resistência
mecânica da liga sem afetar a ductilidade medida pelo alongamento, considerando que o alongamento é uma propriedade mecânica de fundamental importância em
se tratando de uma liga submetida ao processo de estampagem profunda utilizado
na fabricação do corpo das latas de bebidas.
Os autores chegaram a conclusão de que as propriedades mecânicas dureza, tensão de escoamento e resistência à tração da liga AA3104 na condição H19 (laminada a frio) tiveram um aumento significativo, em relação a liga original, para os teores de zinco estudados. 
A ductilidade medida pelo alongamento e o módulo de elasticidade da liga mantiveram-se praticamente constantes em torno do valor da liga original.
Esses resultados mostraram um efeito significativo do zinco como terceiro
elemento endurecedor da liga, aumentando as propriedades mecânicas
dureza, tensão de escoamento e resistência à tração e mantendo constante o
alongamento e o módulo de elasticidade.
C0NCLUSÃO
Este trabalho nos mostra a importância de estudar as possibilidades de misturas de ligas para desenvolver novos produtos que substituíram os existentes por terem principalmente custos mais baixos. A síntese das empresas hoje é fazer mais com menos, ou seja, reduzir custos de produção sem que haja perdas de qualidade ao contrário tornar o produto cada vez mais eficiente e competitivo perante o mercado. Para isso, continuar os estudos sobre a adição de elementos de liga sem que as propriedades dos materiais sofra modificações que prejudiquem a performance é de suma importância nos dias atuais em que o consumo cresce cada vez mais.