Modulo 5

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MÓDULO 8: Metais e ligas não ferrosas. Cobre e Alumínio. 
 
 
Ligas de Alumínio e Principais Aplicações: 
 Os elementos de liga mais comuns adicionados ao alumínio são, com as 
suas respectivas influências: 
 
Tabela 1 – Principais elementos de liga e seus efeitos. 
Elemento 
de liga 
Porcentagem 
Típica 
Vantagem Desvantagem 
Cu 3 a 11% 
- confere alta resistência 
mecânica 
- facilita trabalho de 
usinagem 
- diminui resistência à 
corrosão salina 
- fragilidade a quente 
Si 12 a 13% 
- aumenta fluidez na 
fundição 
- reduz coeficiente de 
dilatação 
- melhora a soldabilidade 
- diminui usinabilidade 
Mg > 8% 
- confere alta 
soldabilidade 
- aumenta resistência a 
corrosão em meio salino 
- possibilita tratamento 
térmico de ligas de Al-Si 
- dificulta fundição 
devido a oxidação 
(borra) e absorção de 
impurezas (Fe e 
outros) 
Zn 0,05 a 2,2% 
- sempre associado ao 
Mg 
- confere alta resistência 
mecânica 
- aumenta ductilidade 
- diminui resistência à 
corrosão salina 
- fragilidade a quente 
- alta contração em 
fundição 
Mn 0,5 a 10,7% 
- como corretor 
- aumenta resistência 
mecânica a quente 
- pequena diminuição 
da ductilidade 
 
 As ligas de alumínio podem ser divididas em dois grandes grupos: 
• Ligas tratáveis térmica ou mecanicamente: ligas tratáveis termicamente: 
Al-Cu, Al-Zn-Mg, Al-Si-Mg; 
• ligas endurecidas por trabalho mecânico (encruáveis): Al-Mg, Al-Si 
• Ligas para fundição 
 
A tabela 2 apresenta uma visão geral das séries de ligas de alumínio mais 
empregadas, juntamente com sua classificação pelo AA (Aluminum Association). 
 
Tabela 2 – Principais ligas de alumínio. 
Ligas 
Tratáveis 
Designação 
AA 
Características Usos 
Al > 
99,0% 
1XXX 
- Tratáveis Termicamente 
- Ótima resistência à 
corrosão 
- Ótima soldabilidade 
- Ótima conformabilidade 
- Condutores elétricos 
- Revestimento em 
Alclads 
- Equip. químicos e 
alimentares 
- Embalagens 
- Refletores 
- Utensílios domésticos 
- Aeronáutica (Alclad com 
liga 2024) 
Al-Cu 2XXX 
- Tratáveis Termicamente 
- Boa resistência 
- Boa usinabilidade 
- Peças usinadas 
(ambiente não corrosivo) 
- Aviões 
- Automóveis 
- Estruturas 
- Relojoaria 
Al-Mn 3XXX 
- Tratáveis Termicamente 
- Boa ductilidade 
- Média resistência 
- Excelente soldabilidade 
- Tubos soldados 
- Caldeiraria 
- Peças fabricadas por 
embutimento 
Al-Si 4XXX 
- Tratáveis por 
Encruamento 
- Média soldabilidade 
- Boa resistência mecânica 
- Peças forjadas (pouco 
usadas) 
Al-Mg 5XXX 
- Tratáveis por 
Encruamento 
- Ótima resistência à 
corrosão salina 
- Boa soldabilidade 
- Formas arquitetônicas e 
estruturais 
- Equip. químicos, 
alimentares, têxteis e de 
mineração 
- Depósitos de gás 
liquefeito 
- Navios 
- Ferragens 
Al-Mg-Si 6XXX 
- Tratáveis Termicamente 
- Fácil fabricação 
- Boa resistência mecânica 
- Excelente 
conformabilidade 
- Boa resistência à 
corrosão 
- Formas aeronáuticas 
- Formas estruturais 
- Embalagens 
- Equip. químicos, 
alimentares 
- Indústria elétrica 
Al-Zn-Mg 7XXX 
- Tratáveis Termicamente 
- Difícil produção (alto 
custo) 
- Excelente resistência 
mecânica 
- Boa conformabilidade 
- Alta soldabilidade 
- Melhor limite de 
- Boa usinabilidade 
- Boa resistência a 
ambiente industrial menos 
os salinos 
- Automóveis 
- Equipamentos têxteis e 
de mineração 
- Componentes de alta 
resistência 
- Aviões (concorre com 
aços de alta resistência 
devido ao baixo peso) 
- Indústria bélica 
 
 
 
Ligas 
para 
fundição 
Designação 
AA 
Características Usos 
Al > 
99,0% 
1XX.X 
- Tratáveis Termicamente 
- Ótima resistência à 
corrosão 
- Ótima soldabilidade 
- Ótima conformabilidade 
- Utensílios domésticos 
- Acessórios p/ ind. 
Química 
- Rotores p/ motores de 
indução 
- Ferragens elétricas 
Al-Cu 2XX.X 
- Tratáveis Termicamente 
- Boa resistência mecânica 
- Boa usinabilidade 
- Fragilidade a quente 
- Peças fundidas e/ou 
usinadas sujeitas a 
esforços, operando em 
ambiente não corrosivo 
Al-Si-
Cu/Mg 
3XX.X 
- Tratáveis Termicamente 
- Fácil fabricação inclusive 
fundição sob pressão 
(FSP) 
- Boa resistência 
- Boa resistência à 
corrosão 
- Automóveis 
- Navios 
- Carcaças de 
ventiladores e bombas 
- Peças fundidas em geral 
sujeitas a solicitações de 
carga 
Al-Si 4XX.X 
- Tratáveis por 
Encruamento 
- Excelente soldabilidade 
- Excelente fluidez na 
fundição 
- Baixa usinabilidade 
- Boa resistência à 
corrosão 
- Peças fundidas de 
paredes finas e 
intrincadas 
- Peças anodizadas p/ 
arquitetura 
- Utensílios domésticos 
- Peças p/ aparelhos 
industriais 
Al-Mg 5XX.X 
- Não tratável 
termicamente, exceto a AA 
520.2 (9,5%Mg) 
- Melhores combinações 
de usinabilidade, 
propriedades mecânicas, 
resistência a corrosão e 
acabamento 
- Peças fundidas que 
exigem a máxima 
resistência à corrosão 
- Navios 
- Peças ornamentais e 
anodizadas 
Al-Sn e 
outros 
8XX..X 
- Tratáveis Termicamente 
- Excelente resistência à 
corrosão a óleos 
lubrificantes 
- Boa resistência à fadiga 
- Mancais e buchas em 
eixos de caminhões e 
laminadores 
 
 
 
Resistência a Corrosão das ligas de Alumínio 
 
 Os principais tratamentos térmicos das ligas de alumínio são: 
 
Envelhecimento (aumenta a resistência mecânica) – precipitação espontânea 
(ou induzida) de fase composta pelo agente de endurecimento, enrijecendo a 
liga por obstrução de discordâncias que facilitam a deformação plástica, sem 
alterar o alongamento. Consiste no aquecimento do material entre a linha 
SOLVUS e a linha LIQUIDUS para realizar a solubilização, esfriamento em água 
gelada para temperar produzindo solução sólida supersaturada instável à 
temperatura ambiente. A precipitação ocorre após a têmpera com o passar do 
tempo naturalmente ou pode ser acelerada com aquecimento moderado para 
certas ligas (revenido ou envelhecimento artificial). 
 
Estabilização (alívio de tensões) – tratamento usual para ligas encruáveis, 
consiste em aquecimento a cerca de 150°C por algumas horas para obtenção 
de material estável e dúctil, pois certas ligas apresentam ligeira variação 
dimensional e amolecimento com o passar do tempo. 
Recozimento (aumenta a ductibilidade) – é o tratamento que confere ao material 
a maleabilidade máxima, aplicável a ambas as classes de material tratável, 
consiste no aquecimento a uma temperatura a qual os grãos quebrados pelo 
encruamento são recristalizados, resultando em uma condição de liga esfriada 
lentamente, pois ocorre precipitação gradual de constituintes. 
 
Modificação (aumenta ductibilidade e resistência mecânica) – aplicado apenas 
para ligas Al-Si de fundição, consiste no tratamento do metal líquido com sódio, 
produzindo fina dispersão das partículas de Si, aumentando drasticamente a 
ductilidade e a resistência mecânica. 
 
 A seguir, são apresentadas as sequencias mais usuais de tratamentos 
para o alumínio e suas ligas relacionando-os com os símbolos representativos: 
 
Símbolo Tratamento 
T1 
Esfriamento de temperatura elevada de 
processo de conformação, seguida de 
envelhecimento natural 
T2 Recozido (somente para ligas de fundição) 
T3 
Tratamento térmico de solubilização e 
posterior encruamento a frio 
T4 
Tratamento térmicode solubilização e 
posterior envelhecimento natural 
T5 
Envelhecimento artificial (nenhum tratamento 
térmico prévio, exceto esfriamento do estado 
de fabricação) 
T6 
Tratamento térmico de solubilização e 
posterior envelhecimento artificial 
T7 
Tratamento térmico de solubilização e 
posterior estabilização 
T8 
Tratamento térmico de solubilização e 
posterior encruamento a frio e envelhecimento 
artificial 
T9 
Tratamento térmico de solubilização e 
posterior envelhecimento artificial e 
encruamento a frio 
T10 
Envelhecimento artificial (sem tratamento de 
solubilização) e encruamento a frio 
O Recozido (recristalizado) 
F Como fabricado (sem tratamento) 
H, H12-19 Encruado a frio (duro, ½ duro, etc) 
H22, H24 Encruado a frio e recozido parcialmente 
H32, H34 Encruado a frio e estabilizado 
 
 
Outras Aplicações 
 Para o alumínio elementar: 
• condutores aéreos de eletricidade, devido a sua melhor relação 
condutibilidade/peso que o cobre; 
• na redução de óxidos de metais (Mg, Cr) devido a sua afinidade com o 
oxigênio quando finamente divido, reduzindo-os ao seu estado elementar 
(Reação de Goldschmidt – Aluminotermia); 
• misturado a óxido de ferro e areia silicosa (termite), com ignição por 
combustão de fita de magnésio, em operações de soldagem; 
• nas estruturas internas de reatores nucleares por absorver pouco os 
nêutrons; 
• nos espelhos refletores de telescópios; 
• formação da camada de óxido por processo de anodização, onde a peça 
é colocada como ânodo em eletrólito de baixo pH promovendo o reforço 
da camada de óxido, 
 
 
 
 
 
 
COBRE E SUAS LIGAS 
 
PROPRIEDADES FÍSICAS DO COBRE 
• Ponto de Fusão: 1083°C 
• Densidade: 8,96 g/cm3 
• Forma Cristalina: CFC 
• Resistividade Elétrica: 1,673x10-6 ohm.cm (100% IACS) 
• Condutividade Térmica: 0,941 cal/cm2.s.°C (Al= 0,52 cal/cm2.s.°C) 
 
 
CONDUTIBILIDADE ELÉTRICA 
• É comum exprimir a condutibilidade elétrica em termos de condutibilidade 
elétrica volumétrica. É medida comparativamente a um padrão de Cobre, 
sendo expressa em %IACS (International Annealed Copper Standard). 
Este padrão foi estabelecido pelo Bureau of Standard em 1913 para o 
cobre puro da época. 
• A condutibilidade de 100% IACS corresponde ao cobre que, no estado 
recozido, tem uma resistividade de 0,15328 ohm.g/m² a 20 ºC, isto é, um 
fio de cobre recozido de 1 m de comprimento, pesando 1g tem uma 
resistência de 0,15328 ohm. 
 
 
PROPRIEDADES MECÂNICAS 
• Deforma-se facilmente; 
• Apresenta grande alongamento nos estados: recozido, encruado e 
fundido; 
• Elongação ~60%; 
• Têm baixa dureza; 
• Apresenta elevada resistência à corrosão. 
 
 
 
 
CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO TEOR DE COBRE 
 
I Cobre 
IA – Tipos comerciais de cobre: mínimo de 99,3% de Cu 
IB – cobres ligados: elementos de liga <1% 
 
II Ligas de Cobre: elementos de liga >1% 
 
 
LIGAS DE COBRE 
• Latões (Cu-Zn): dúcteis e para fundição 
• Bronzes (Cu-Sn): dúcteis e para fundição 
 
 
TIPOS DE LATÕES (Cu-Zn) 
 
CLASSIFICAÇÃO 
• Até 37% de Zn: fase α (latões α) 
• 37-45% de Zn: fases α e β (latões α+ β) 
• 46-50% de Zn: fase β (latões β) 
 
PROPRIEDADES 
As propriedades dos latões dependem do teor de Zn 
• A resistência à tração aumenta com o teor de Zn; 
• A partir de 30% de Zn a ductilidade começa a diminuir; 
• A medida que o teor de Zn aumenta a resistência à corrosão diminui 
(processo de dezincificação – corrosão preferencial do Zn). 
 
 
 
 
 
 
EXEMPLOS DE APLICAÇÕES 
 
LATÃO a PROPRIEDADES APLICAÇÕES 
Cu-Zn 95-5 
É dourada 
É de fácil conformação à frio 
É resistente à corrosão sob 
tensão 
É resistente à dezinficação 
Cartuchos de armas 
Medalhas 
Moedas 
Objetos decorativos 
Cu-Zn 90-10 
Também 
conhecida como 
bronze comercial 
Apresenta as mesmas 
características do Latão 95-5 
Arquitetura (ferragens, 
condutos) 
Objetos ornamentais 
 
Cu-Zn 85-15 
conhecido como 
latão vermelho 
Apresenta propriedades 
também semelhantes aos 
latões 95-5 e 90-10, porém é: 
Mais dúctil 
Mais resistente 
Zippers 
Outros componentes 
obtidos por conformação 
Cu-Zn 80-20 
Elevada conformabilidade à 
frio 
Resistência à corrosão sob 
tensão 
Resistência à dezinficação 
Fins decorativos 
Cu-Zn 70-30 
É conhecido 
como latão para 
cartucho 
Combinam alta resistência e 
ductilidade 
Possui elevado alongamento 
Liga apropriada para 
estampagem 
Artigos domésticos 
Peças para automóveis 
Cartuchos 
Arames para rebites 
Parafusos 
Cu-Zn 60-40 
É também 
conhecida como 
metal muntz 
É uma liga para trabalho à 
quente 
É latão α+ β 
Apresenta ponto de fusão 
inferior ao latão α 
Produtos 
semimanufaturados 
(placas, barras, perfis) 
Trocadores de calor 
 
BRONZES (Cu+Sn) 
 
CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS BRONZES 
• Elevada resistência à corrosão; 
• A dureza e a resistência mecânica aumentam com o teor de Sn; 
• A partir de 5% de Sn a ductilidade diminui 
 
 
PRINCIPAIS ELEMENTOS DE LIGA 
 
FASES 
Fase α - CFC, dúctil e tenaz, α 
Até 16% de Sn é monofásica; A fase α está presente até 36% de Sn; 
Fase γ é mais dura; está presente a partir de 16% de Sn 
 
PRINCIPAIS BRONZES COMERCIAIS 
LIGA PROPRIEDADES 
Cu-Sn 98-2 
Liga monofásica com pequenos teores de fósforo 
Apresenta boa resistência à corrosão 
Apresenta boa conformabilidade à frio 
A condutividade elétrica é 40% IACS 
------------------------------------------------------------- 
Aplicações: 
- Ind. Elétrica: contatos, molas condutoras 
- Ind. Mecânica: tubos flexíveis, parafusos, rebites, 
varetas de solda 
Cu-Sn 96-4 
Liga monofásica com teores de P 
Apresenta maior dureza e maior resistência mecânica 
que a anterior 
Cu-Sn 95-5 Têm maior resistência mecânica que a anterior 
Cu-Sn 94-6 
Têm resistência mecânica, à fadiga e ao desgaste, bem 
como maior resistência à tração e à corrosão que as 
demais ligas anteriores 
Exercício 
 
1. O que é bronze e quais suas principais características? 
Resp.: Bronze é uma liga de cobre e estanho, cujas principais características 
são: elevada resistência à corrosão; aumento da resistência mecânica com o 
aumento do teor de estanho e diminuição da ductilidade da liga a partir de teores 
de 5% de estanho. 
 
2. Qual propriedade do alumínio está sendo considerada quando deseja-se 
substituir partes automobilísticas de aço por alumínio? 
Resp.: A massa específica (densidade), que para o alumínio tem um valor de 
cerca de 1/3 do valor para o aço.