Alumínio 1060: Composição, Propriedades, Guia de Têmpera e Aplicações

Visão Abrangente

1060 é um membro da série 1000 de ligas de alumínio trabalhadas, representando alumínio comercialmente puro com um teor mínimo de alumínio em cerca de 99,6%. Esta série é caracterizada por uma adição muito baixa de elementos de liga e é classificada como não suscetível a tratamento térmico; a resistência mecânica é obtida principalmente por encruamento e pela seleção de tratamentos térmicos do produto apropriados.

Os principais constituintes deliberados de liga no 1060 estão presentes apenas em quantidades residuais: ferro e silício são os principais elementos residuais, com cobre, manganês, magnésio, zinco, cromo e titânio limitados a valores máximos muito baixos. A ausência de elementos ativos de endurecimento por solução sólida faz com que o 1060 dependa do trabalho a frio para resistência, conferindo-lhe excelente ductilidade e conformabilidade na condição recozida e curvas de endurecimento por deformação previsíveis.

As principais características do 1060 incluem resistência à corrosão excepcional em muitas atmosferas, alta condutividade térmica e elétrica, excelente soldabilidade e superior conformabilidade no estado recozido. A principal limitação da liga é sua baixa resistência em comparação com outras ligas trabalhadas, mas sua combinação de condutividade, pureza e facilidade de fabricação a torna atraente para indústrias como condutores elétricos, processamento químico, embalagens, revestimentos arquitetônicos e trocadores de calor.

Engenheiros selecionam o 1060 quando maximizar condutividade, conformabilidade ou resistência à corrosão é mais importante do que maximizar a resistência. Também é escolhido quando a pureza metalúrgica é necessária para brasagem, galvanoplastia ou compatibilidade química, e quando baixo custo e ampla disponibilidade em chapas, bobinas e extrusões são exigidos.

Variantes de Tratamento Térmico

Tratamento	Nível de Resistência	Alongamento	Conformabilidade	Soldabilidade	Observações
O	Baixo	Alto (20–35%)	Excelente	Excelente	Recozido total, ductilidade máxima
H12	Baixo–Moderado	Moderado (10–20%)	Muito Bom	Excelente	Encruamento leve, mantém boa conformabilidade
H14	Moderado	Moderado (6–15%)	Bom	Excelente	Tratamento comercial comum a frio para chapas
H18	Moderado–Alto	Baixo (2–8%)	Regular	Excelente	Condição completamente endurecida por trabalho a frio, conformação limitada
H24	Moderado	Menor (4–10%)	Limitada	Excelente	Endurecido por deformação e depois parcialmente recozido
H19	Alto	Muito Baixo (≤5%)	Ruim	Excelente	Endurecimento máximo por deformação para aplicações que exigem seções finas e rígidas

O tratamento térmico tem influência primária na resistência e ductilidade do 1060 porque as adições de liga são mínimas e o tratamento térmico não pode produzir endurecimento por precipitação. O trabalho a frio (tratamentos H) aumenta o limite de escoamento e resistência à tração às custas da ductilidade e conformabilidade, possibilitando a escolha entre conformabilidade excelente (O) e maior rigidez ou retorno elástico (H18/H19).

A soldabilidade permanece excelente na maioria dos tratamentos porque a liga é essencialmente alumínio puro, mas a zona afetada pelo calor pode reduzir localmente a resistência por encruamento; projetistas devem considerar o amolecimento adjacente às soldas ao usar tratamentos H.

Composição Química

Elemento	Faixa %	Observações
Al	Equilíbrio (~99,6 min)	Constituinte principal; determina condutividade e comportamento contra corrosão
Si	≤ 0,25	Impureza residual; influencia a fluidez durante fundição para outras ligas
Fe	≤ 0,35	Impureza mais comum; pode reduzir ductilidade e ligeiramente a condutividade
Mn	≤ 0,03	Muito baixo; endurecimento negligenciável
Mg	≤ 0,03	Negligenciável para endurecimento por solução sólida no 1060
Cu	≤ 0,05	Minimizado para preservar resistência à corrosão e condutividade
Zn	≤ 0,03	Mantido baixo para evitar alterações galvânicas e de resistência
Cr	≤ 0,03	Traço; pode influenciar marginalmente a estrutura do grão
Ti	≤ 0,03	Tipicamente usado em pequenas quantidades para refinamento de grão em alguns produtos
Outros	≤ 0,15 (total)	Outros resíduos combinados; controlados para manter a pureza

A composição quase binária do alumínio com resíduos baixos e rigorosamente controlados preserva alta condutividade elétrica e térmica e excelente resistência à corrosão. Mesmo pequenos aumentos em ferro ou silício reduzem ductilidade e condutividade; portanto, as especificações do 1060 mantêm limites rigorosos de impurezas para entregar desempenho consistente em aplicações sensíveis à condutividade e compatibilidade química.

Propriedades Mecânicas

No comportamento à tração, o 1060 recozido exibe baixo limite de escoamento e baixa resistência à tração com alongamento muito alto, conferindo excelente capacidade para estampagem profunda e operações de conformação complexas. O trabalho a frio (tratamentos H) eleva progressivamente o limite de escoamento e resistência à tração enquanto reduz o alongamento; a resposta ao encruamento é previsível e linear para cálculos de projeto envolvendo recuperação elástica e tensões residuais.

A dureza no material recozido é baixa e normalmente aumenta com o encruamento; valores de dureza Brinell ou Vickers escalam consistentemente com os aumentos de resistência à tração. O desempenho à fadiga é limitado pela baixa resistência intrínseca e depende fortemente da condição superficial, tensões residuais introduzidas durante a fabricação e presença de entalhes; superfícies polidas e anodizadas melhoram a vida útil à fadiga.

A espessura desempenha um papel duplo: quadros mais finos alcançam recozimento total e propriedades mecânicas mais uniformes após processamento, enquanto seções mais grossas podem conter maiores tensões residuais e heterogeneidades de laminação ou extrusão que elevam levemente a resistência mínima, mas podem reduzir a uniformidade do alongamento.

Propriedade	O/Recozido	Tratamento Chave (ex.: H14/H18)	Observações
Resistência à Tração	70–105 MPa	120–180 MPa	Valores variam com a bitola e nível de encruamento
Limite de Escoamento	25–60 MPa	80–140 MPa	Limite de escoamento aumenta fortemente com trabalho a frio
Alongamento	20–35%	2–15%	Recozido oferece alongamento máximo; tratamentos H trocam ductilidade por resistência
Dureza	20–35 HB	30–55 HB	Dureza correlaciona com resistência; material recozido é muito macio

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor	Observações
Densidade	2,70–2,71 g/cm³	Típico para ligas de alumínio de alta pureza
Faixa de Fusão	~660–657 °C	Sólido/líquido estreito para alumínio puro; ponto de fusão perto de 660 °C
Condutividade Térmica	~220–237 W/m·K	Muito alta, ligeiramente inferior ao alumínio puro dependendo das impurezas
Condutividade Elétrica	~58–61 %IACS	Alta condutividade adequada para barras de distribuição e condutores
Calor Específico	~897 J/kg·K (0,897 J/g·K)	Típico para alumínio próximo à temperatura ambiente
Coeficiente de Dilatação Térmica	~23,4 ×10⁻⁶ /K	Alto coeficiente; importante para projetos com ciclos térmicos

O conjunto de propriedades físicas do 1060 o torna atraente quando a dissipação de calor ou condução elétrica são requisitos funcionais primários. Projetistas devem considerar o coeficiente relativamente alto de dilatação térmica em montagens com materiais diferentes para evitar distorções por variações de temperatura.

A composição quase pura da liga mantém as condutividades térmica e elétrica próximas ao alumínio elementar, fazendo do 1060 o material preferido para radiadores, dissipadores de calor e componentes condutores onde a adição mínima de liga evita redução do desempenho.

Formas de Produto

Forma	Espessura/Tamanho Típico	Comportamento da Resistência	Tratamentos Comuns	Observações
Chapa	0,2–6,0 mm	Uniforme, prontamente trabalhada a frio	O, H12, H14, H18	Amplamente usada para revestimento, embalagens e estampagem profunda
Placa	>6,0 até 50 mm	Resistência uniforme menor em seções grossas	O	Placa grossa usada para tanques químicos e painéis arquitetônicos
Extrusão	Seções transversais de perfis	Resistência varia com o resfriamento e encruamento	O, H12	Extrusões mantêm alta condutividade e são usadas em perfis para transferência de calor
Tubo	Diâmetros 6–300 mm	Semelhante à chapa; soldados ou sem costura	O, H14	Trocadores de calor, conduítes e aplicações de tubulação
Barra/Haste	Ø 4–100 mm	Bom para forjamento e estampagem a frio	O, H12, H14	Usado para pinos de transferência de calor e barras condutoras elétricas

Chapas e bobinas são as formas dominantes de produção e geralmente são processadas com tolerâncias rigorosas de espessura e acabamentos de superfície consistentes adequados para anodização. Extrusões e tubos requerem controle cuidadoso da química do tarugo e do resfriamento para minimizar tensões residuais e manter estabilidade dimensional para montagens.

A seleção da forma e do acabamento é determinada pelas propriedades finais necessárias: componentes estampados favorecem chapas recozidas, aplicações estruturais finas que requerem rigidez podem exigir estados H, e perfis extrudados para dissipadores de calor frequentemente utilizam a liga no estado como extrudado ou levemente endurecido para equilibrar condutividade com estabilidade dimensional.

Graus Equivalentes

Norma	Grau	Região	Observações
AA	1060	USA	Designações ASTM e AMS para alumínio comercialmente puro
EN AW	1060 (Al99.6)	Europa	Norma EN alinhada com mínimo de 99,6% de teor de Al
JIS	A1050 / A1060	Japão	Equivalentes JIS para graus de alumínio de alta pureza
GB/T	1060	China	Numeração chinesa GB corresponde frequentemente à designação de liga trabalhada

Graus equivalentes entre normas são amplamente similares em composição, porém podem apresentar limites ligeiramente diferentes para impurezas, práticas de certificação e formas de produto. Usuários que especificam equivalência entre normas devem verificar tolerâncias químicas e mecânicas detalhadas, além da especificação do produto aplicável (chapa, placa, extrusão) para assegurar plena intercambialidade. Rastreabilidade e documentação de certificação são recomendáveis quando o material substituto será usado em aplicações elétricas ou químicas.

Resistência à Corrosão

O 1060 apresenta excelente resistência à corrosão atmosférica, desempenhando bem em muitos ambientes industriais e urbanos devido a uma película estável e aderente de óxido de alumínio que passiva a superfície. Em ambientes moderadamente agressivos e muitas condições químicas, o baixo teor de cobre e zinco da liga mitiga tendências galvânicas e de corrosão por pite, proporcionando maior durabilidade que muitas ligas de maior resistência contendo quantidades significativas de cobre.

Em ambientes marinhos ou ricos em cloretos, o 1060 apresenta desempenho razoável em comparação com ligas estruturais comuns, embora o alumínio seja anódico frente a muitos outros metais e sofrerá ataque galvânico se acoplado a materiais catódicos ativos sem isolamento adequado. A fissuração por corrosão sob tensão não é modo comum de falha para o 1060 em uso normal, pois a liga é macia e pouco trabalhada a frio em serviço típico; contudo, sensibilização não é aplicável como em alguns aços e ligas de alumínio de alta resistência.

Comparado com ligas da série 3xxx e 5xxx, o 1060 oferece resistência à corrosão comparável ou superior em ambientes neutros e levemente ácidos, pela ausência de quantidades significativas de cobre ou magnésio, mas não proporciona proteção anódica sacrificial que alguns sistemas revestidos ou ligados podem oferecer em ambientes altamente agressivos ricos em cloretos.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

O 1060 solda excepcionalmente bem com métodos comuns de fusão como TIG e MIG, pois a liga é essencialmente alumínio puro e não tende a trincar a quente como algumas ligas de alta resistência. Metais de adição como 1100, 4043 (Al-Si) ou 5356 (Al-Mg) são usados comumente conforme a ductilidade, resistência à corrosão e acabamento pós-soldagem exigidos; o 4043 reduz a suscetibilidade à trinca quente em algumas geometrias.

Zonas afetadas pelo calor em soldas reduzem localmente qualquer resistência de endurecimento por trabalho pré-existente, de modo que projetistas devem considerar zonas amolecidas adjacentes às soldas em componentes feitos em estados H. Pré-aquecimento raramente é necessário para chapas finas, mas pode ser empregado para seções espessas a fim de evitar gradientes térmicos e distorção.

Usinabilidade

A usinabilidade do 1060 é moderada a baixa comparada a ligas de alumínio especificamente para usinagem; o material é macio e tende a deformar a cavaco em vez de fraturar, portanto ferramentas afiadas e estratégias agressivas de formação de cavaco são necessárias. Ferramentas de carboneto com ângulos positivos de corte e bom preparo de arestas produz melhor resultado, e o uso de fluido de corte ou lubrificação reduz o acúmulo de cavaco e melhora o acabamento superficial em peças com tolerâncias apertadas.

Velocidades de corte podem ser relativamente altas comparadas a aços, mas o controle de cavacos e amortecimento de vibrações são importantes devido ao cavaco dúctil que pode emaranhar-se; o uso de quebra-cavacos e altas taxas de avanço para promover cavacos segmentados são práticas comuns.

Formabilidade

A formabilidade é um dos atributos mais fortes do 1060 no estado O, apresentando excelente estampagem profunda, dobragem e conformação por estiramento, devido à alta elongação uniforme e baixo limite de escoamento. Raios mínimos de curvatura tipicamente variam de 0,5 a 1,0× a espessura para chapas recozidas em muitas operações de conformação, e a liga tolera raios apertados e geometrias complexas com mínima fissuração.

O trabalho a frio é o principal mecanismo de endurecimento e pode ser usado para ajustar o retorno elástico (springback) e rigidez após conformação, mas uma vez endurecida a liga perde ductilidade significativa e torna-se menos adequada para conformação secundária; projetistas devem sequenciar cuidadosamente operações de conformação e encruamento.

Comportamento ao Tratamento Térmico

O 1060 é classificado como liga não tratável termicamente; não sofre endurecimento por precipitação e, portanto, não pode ser fortalecido via tratamento por solução e envelhecimento. As modificações de resistência são obtidas por trabalho a frio controlado para introduzir densidade de discordâncias, ou por recozimento completo que retorna o material ao estado O com ductilidade máxima.

Os ciclos de recozimento para o 1060 são geralmente realizados aquecendo-se a temperaturas na faixa de 300–415°C dependendo da espessura da seção e tempo, seguidos de resfriamento controlado para evitar distorções; isso restaura a ductilidade promovendo recristalização e reduzindo a densidade de discordâncias. Como os tratamentos térmicos não produzem precipitados endurecedores, as transições de estado são descritas como combinações de encruamento e estabilização térmica (os acabamentos H designam o grau de encruamento).

Desempenho em Alta Temperatura

O 1060 apresenta redução acentuada de resistência conforme a temperatura de serviço aumenta; perda significativa do desempenho mecânico ocorre acima de aproximadamente 150–200°C devido a processos de recuperação e amolecimento que reduzem a densidade de discordâncias. Para serviço prolongado em temperatura elevada, os projetistas tipicamente limitam a operação contínua abaixo de aproximadamente 100–120°C para preservar propriedades mecânicas e evitar deformação por fluência em peças submetidas a carga.

A oxidação do alumínio em alta temperatura produz uma fina camada protetora de óxido, mas não oferece proteção estrutural contra corrosão em atmosferas oxidativas ou ricas em cloreto; o amolecimento da liga nas zonas afetadas pelo calor adjacentes a exposições em alta temperatura deve ser considerado em conjuntos soldados ou brasados.

Aplicações

Indústria	Componente Exemplo	Por que Usar o 1060
Elétrica	Barramentos, condutores, fitas coletoras	Alta condutividade elétrica e baixos níveis de impurezas
Química & Food	Tanques, tubulações, revestimentos	Resistência à corrosão e compatibilidade química
HVAC / Transferência de Calor	aletas de radiador, aletas de trocador de calor	Alta condutividade térmica e formabilidade
Arquitetura	Revestimento, painéis de forro	Formabilidade, acabamento, resistência à corrosão
Embalagem de Consumo	Folhas, recipientes	Pureza, maleabilidade, contato seguro com alimentos

O 1060 é frequentemente selecionado quando condutividade, resistência à corrosão e formabilidade são os principais critérios funcionais em detrimento da resistência mecânica máxima. Sua ampla disponibilidade em chapa, bobina e formas extrudadas, junto com resposta previsível ao encruamento e facilidade de união, garantem seu uso continuado em diversos setores industriais.

Considerações para Seleção

O 1060 é a escolha lógica quando condutividade elétrica ou térmica e excelente formabilidade são priorizadas em relação à resistência. Para barramentos, aletas de dissipadores, recipientes estampados e revestimentos quimicamente compatíveis, a pureza da liga e baixos resíduos a tornam mais adequadas que muitas alternativas ligadas.

Comparado com o alumínio comercialmente puro 1100, o 1060 tipicamente oferece condutividade similar e teor mínimo de alumínio ligeiramente mais alto quando especificado, trocando limites de impurezas marginalmente diferentes por disponibilidade e custo; projetistas devem selecionar com base em limites específicos de certificação. Em comparação com ligas encruadas como 3003 ou 5052, o 1060 geralmente proporciona melhor condutividade e igual ou superior resistência à corrosão, porém menor resistência no estado encruado, sendo preferido quando a conformação ou condutividade prevalecem sobre necessidades estruturais. Em relação a ligas tratáveis termicamente como 6061, o 1060 possui resistência máxima muito inferior, mas condutividade e formabilidade superiores, sendo o material preferido quando união, brasagem ou transferência térmica são os principais requisitos de projeto.

Resumo Final

O 1060 permanece uma liga fundamental para aplicações que demandam pureza, condutividade, resistência à corrosão e formabilidade excepcional em vez de alta resistência. Sua resposta previsível ao encruamento, ampla disponibilidade em muitas formas de produto e facilidade de fabricação mantêm sua relevância para engenharia elétrica, química, arquitetônica e de transferência térmica, mesmo em portfólios modernos de materiais.