Alumínio 2036: Composição, Propriedades, Guia de Têmpera e Aplicações

Visão Geral Abrangente

A liga 2036 pertence à série 2xxx de ligas de alumínio, uma família dominada pelo cobre como principal elemento de liga. Sua metalurgia e características de desempenho seguem o paradigma Al–Cu–(Mg, Mn) comum às ligas 2xxx, onde o cobre promove o endurecimento por precipitação e o manganês ou outras adições menores ajustam a estrutura de grão e a conformabilidade.

O principal mecanismo de fortalecimento da 2036 é o envelhecimento por precipitação (endurecimento por precipitação) via tratamento solubilizante, têmpera e envelhecimento artificial para formar finas precipitações de Al2Cu e fases relacionadas. A liga também pode ser submetida a trabalho a frio para aumentar a resistência em estados não submetidos a tratamento térmico, mas as propriedades máximas são alcançadas através de sequências de tratamento térmico (temperas T-).

As principais características da 2036 incluem resistência relativamente alta para uma liga de alumínio, resistência à corrosão intrínseca de moderada a baixa comparada com ligas das séries 5xxx/6xxx, e conformabilidade moderada em condições recozidas. A soldabilidade é regular a pobre nas temperas tratadas termicamente devido ao amolecimento da ZTA (zona termicamente afetada) e risco de porosidade; a usinabilidade é tipicamente boa a muito boa em relação a muitas ligas de alumínio devido à dureza da matriz e às características de formação de cavacos.

Indústrias típicas que utilizam a 2036 ou ligas 2xxx similares incluem componentes aeroespaciais (onde resistência específica e resistência à fadiga são importantes), estruturas automotivas de alto desempenho e componentes de suspensão, plataformas de defesa e aplicações estruturais especializadas onde a relação resistência-peso e a tolerância a danos são prioritárias. Engenheiros escolhem a 2036 em vez de outras ligas quando é necessário um equilíbrio entre alta resistência específica, boa resistência à fadiga e usinabilidade aceitável, e quando a exposição à corrosão pode ser mitigada por revestimento, laminação ou projeto.

Variantes de Têmpera

Têmpera	Nível de Resistência	Alongamento	Conformabilidade	Soldabilidade	Observações
O	Baixo	Alto (20–30%)	Excelente	Excelente	Totalmente recozida, ideal para conformação e estamparia
H12	Baixo–Médio	Moderado (10–18%)	Bom	Bom	Trabalho a frio leve, endurecimento limitado
H14	Médio	Moderado (8–15%)	Regular	Regular	Endurecida por deformação, comum em aplicações de chapas
H18	Alto	Baixo (2–8%)	Pobre	Pobre	Fortemente trabalhada a frio, alta resistência por deformação
T3	Médio–Alto	Moderado (8–15%)	Bom (com limitações)	Pobre	Tratada termicamente por solubilização e envelhecida naturalmente ou estabilizada
T4	Médio	Moderado (8–15%)	Bom	Pobre	Tratada por solubilização e envelhecida naturalmente, mais macia que T6
T6	Alto	Baixo–Moderado (6–12%)	Limitada	Desafiadora	Tratada por solubilização e envelhecida artificialmente, resistência máxima
T651	Alto	Baixo–Moderado (6–12%)	Limitada	Desafiadora	Tratada por solubilização, aliviada de tensões por estiramento, envelhecida artificialmente

A têmpera escolhida para a 2036 afeta fortemente seu desempenho mecânico e manufaturabilidade. Temperas recozidas (O) e H com trabalho a frio leve são preferidas para estampagem profunda e conformação complexa, enquanto T6/T651 oferecem resistência estática máxima e resistência à fadiga ao custo da conformabilidade e soldabilidade.

Em estruturas soldadas ou unidas, projetistas frequentemente especificam uma têmpera de compromisso (ex.: T3 ou sequências modificadas) ou utilizam laminação/reparos para manter resistência à corrosão aceitável e evitar amolecimento da ZTA que ocorre quando a têmpera em pico de envelhecimento é submetida a ciclos térmicos de soldagem.

Composição Química

Elemento	Faixa %	Observações
Si	máx. 0,15	Controle de impurezas; excesso reduz ductilidade e promove eutéticos
Fe	máx. 0,50	Impureza comum; forma intermetálicos que reduzem a ductilidade
Cu	3,5–4,5	Elemento principal de fortalecimento; melhora resistência e fadiga, reduz resistência à corrosão
Mn	0,2–0,9	Controle de estrutura de grão, melhora tenacidade e resistência à recristalização
Mg	0,2–1,0	Sinergiza com Cu para formar precipitados de fortalecimento; influencia cinética do envelhecimento
Zn	máx. 0,25	Elemento menor, pode aumentar ligeiramente a resistência; excesso reduz resistência à SCC
Cr	máx. 0,10	Controle da microestrutura, retarda crescimento do grão durante o tratamento térmico
Ti	máx. 0,15	Refinador de grão adicionado durante fundição/extrusão
Outros (cada)	0,05–0,15	Resíduos e traços; coletivamente limitados para manter comportamento previsível da precipitação

A composição da 2036 é ajustada para maximizar a eficiência do endurecimento por precipitação mantendo razoável trabalhabilidade e desempenho à fadiga. O cobre é o elemento dominante que impulsiona a resistência através dos precipitados Al–Cu, enquanto pequenas adições de Mg e Mn modificam a química dos precipitados e a estrutura do grão, melhorando a tenacidade e viabilizando janelas de processamento termomecânico compatíveis com componentes estruturais.

Propriedades Mecânicas

Sob carga de tração, a 2036 demonstra o comportamento clássico de alumínio endurecido por precipitação: baixa resistência ao escoamento em condição recozida e aumentos substanciais após tratamento solubilizante e envelhecimento artificial. Curvas de tração mostram tipicamente resistência máxima relativamente alta para ligas de alumínio, com relações escoamento/tração que indicam capacidade moderada de endurecimento por deformação antes do estricção.

A resistência ao escoamento em chapa recozida é relativamente baixa, permitindo conformação, enquanto nas temperas tipo T6 o escoamento chega a uma fração significativa da resistência máxima, reduzindo o alongamento. O comportamento à fadiga é favorável comparado a muitas ligas não tratáveis termicamente devido à estrutura de precipitados e à capacidade da liga de manter resistência localizada, mas a fadiga assistida por corrosão pode ser um problema em ambientes agressivos.

A dureza aumenta marcadamente com o envelhecimento; durezas Brinell ou Rockwell apresentam forte correlação com as resistências à tração e escoamento nas temperas T. Espessura e tamanho da seção afetam as propriedades alcançáveis: seções mais espessas são mais difíceis de tratar uniformemente por solubilização, e seções fundidas ou com grão grosseiro podem apresentar resistências máximas menores e resposta alterada à fadiga.

Propriedade	O/Recozida	Têmpera Chave (T6/T651)	Observações
Resistência à Tração (MPa)	180–260	400–480	A resistência depende da espessura da seção e do envelhecimento; valores são faixas típicas para chapas e placas estruturais da série 2xxx
Limite de Escoamento (MPa)	80–150	300–360	O limite de escoamento aumenta significativamente após pico de envelhecimento; relação escoamento/tração aumenta em T6
Alongamento (%)	20–30	6–12	A ductilidade diminui com o endurecimento por precipitação; o alongamento depende da têmpera e geometria da seção
Dureza (HB)	30–60	110–150	Aumento substancial da dureza em T6; dureza correlaciona-se a propriedades de tração e usinabilidade

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor	Observações
Densidade	~2,78 g/cm³	Um pouco maior que algumas ligas de alumínio devido ao conteúdo de Cu; impacta cálculos de resistência específica
Faixa de Fusão	~500–640 °C	Intervalo solidus–líquido influenciado pela liga; impede certos processos em alta temperatura
Condutividade Térmica	~120 W/m·K (aprox.)	Inferior ao alumínio puro devido à liga; ainda adequada para aplicações de dissipação térmica
Condutividade Elétrica	~30–40 % IACS (aprox.)	Reduzida em comparação a ligas de alumínio mais puras devido ao cobre e outros solutos
Calor Específico	~0,9 J/g·K	Típico para ligas de alumínio; relevante para cálculos térmicos e de têmpera
Coeficiente de Dilatação Térmica	~23–24 µm/m·K	CTE típico do alumínio; importante em conjuntos multimateriais e análises de tensões térmicas

O conjunto de propriedades físicas da 2036 é característico de alumínios contendo cobre: condutividade térmica e elétrica são inferiores às dos graus mais puros de Al, mas permanecem favoráveis em relação a aços, e a densidade é ligeiramente elevada, afetando cálculos de massa de componentes. A dilatação térmica é similar a outras ligas de alumínio, de modo que considerações de projeto para expansão diferencial permanecem típicas de estruturas em alumínio.

As propriedades térmicas influenciam escolhas de processamento: ciclos de têmpera mais lentos ou severidade inadequada da têmpera podem alterar a resposta ao envelhecimento; seções mais espessas retêm calor por mais tempo, complicando os tratamentos de solubilização e elevando o risco de propriedades não uniformes.

Formas do Produto

Forma	Espessura/Tamanho Típico	Comportamento de Resistência	Tratamentos Comuns	Observações
Chapa	0,3–6 mm	Boa uniformidade para calibres finos	O, H14, T3, T6	Comum para painéis de carroceria, carenagem, pequenas peças estruturais
Placa	6–100+ mm	Redução da têmpera em seções espessas	O, T6 (limitado)	Placas mais espessas podem ser usadas em peças estruturais usinadas após envelhecimento
Extrusão	Perfis complexos, variáveis	Resistência depende do TMT e cronograma de envelhecimento	T6 (envelhecido) ou T4 (envelhecido)	Extrudabilidade depende do equilíbrio Mg/Mn e controle do tarugo
Tubo	Parede de 1–10 mm	Resistência similar à chapa em tratamentos análogos	O, H18, T6	Tubos soldados e trefilados usados para membros estruturais
Barra/Haste	6–200 mm	Boa para componentes usinados	T6, O	Barras frequentemente fornecidas pré-envelhecidas para usinabilidade e estabilidade

A forma influencia o conjunto de propriedades alcançáveis: chapas finas podem ser rapidamente temperadas e submetidas a envelhecimento artificial completo (produzindo propriedades semelhantes a T6), enquanto placas espessas muitas vezes não podem ser tratadas termicamente de forma uniforme, sendo fornecidas em tratamentos mais suaves e posteriormente usinadas. Extrusões e produtos forjados dependem do controle rigoroso da composição do tarugo e homogeneização para evitar segregação que degrade o desempenho.

As rotas de fabricação diferem: chapa/placa tipicamente derivam de laminação e tratamentos térmicos subsequentes, extrusões requerem homogeneização do tarugo e projeto cuidadoso da matriz, e tubos/barras geralmente utilizam trefilação ou extrusão mais endireitamento. A escolha da forma é guiada tanto pela geometria quanto pelas propriedades mecânicas/térmicas requeridas.

Graus Equivalentes

Norma	Grau	Região	Observações
AA	2036	EUA	Designação primária; controle da composição e tratamento conforme especificações do fornecedor
EN AW	2036 / série 2xxx	Europa	Sistemas EN e ISO podem listar ligas compatíveis; verificar equivalência exata de composição e tratamento
JIS	A2036 (aprox.)	Japão	Versões localizadas podem existir; consultar tabelas JIS para limites químicos exatos
GB/T	Equivalente série 2xxx	China	Normas chinesas podem listar equivalentes próximos; cruzar referências pela composição química em vez do nome nominal

Equivalentes diretos um-para-um para 2036 entre todas as normas nem sempre são publicados ou exatos devido a nomenclaturas regionais e limites composicionais ligeiramente distintos. Ao substituir ou adquirir internacionalmente, engenheiros devem comparar a composição química certificada, designações de tratamento e dados mecânicos em vez de confiar apenas no nome do grau; pequenas variações no teor de Cu ou Mg alteram significativamente o comportamento de precipitação e resposta ao envelhecimento.

Resistência à Corrosão

A resistência à corrosão atmosférica do 2036 é de moderada a baixa em relação às ligas Al–Mg, principalmente devido ao cobre que promove corrosão localizada e compromete a camada protetora de óxido de alumínio em ambientes agressivos. Em atmosferas industriais ou urbanas, o 2036 pintado ou revestido pode ter desempenho aceitável, desde que o projeto evite a formação de fendas e permita manutenção.

Em ambientes marinhos e de alta concentração de cloretos, o 2036 necessita de proteção cuidadosa: superfícies não revestidas são suscetíveis a pite e ataque intergranular, e anodização tem benefício limitado a menos que combinada com selagem ou revestimentos adicionais. Revestimento com alumínio de alta pureza (Alclad) ou aplicação de coatings sacrificial robustos são estratégias comuns para mitigação em uso estrutural marítimo.

Trincas por corrosão sob tensão (SCC) são uma preocupação para ligas com Cu, tratadas termicamente, submetidas a esforços de tração em ambientes corrosivos; o 2036 pode ser vulnerável, especialmente em tratamentos tipo T6 e em temperaturas elevadas ou na presença de cloretos. Interações galvânicas devem ser consideradas no projeto da montagem: 2036 atua como anodo em relação ao cobre e aço em muitos eletrólitos, podendo corroer preferencialmente quando acoplado eletricamente sem isolamento.

Comparado às famílias 5xxx (Al–Mg) e 6xxx (Al–Mg–Si), o 2036 troca resistência à corrosão por maior resistência mecânica e desempenho à fadiga; projetistas geralmente selecionam 2036 quando a performance mecânica é prioritária e a corrosão é controlada por revestimentos, cladding ou posicionamento da peça.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

A soldabilidade do 2036 é limitada em tratamentos termicamente endurecidos porque a zona fundida e a zona afetada pelo calor (HAZ) sofrem dissolução ou crescimento dos precipitados de endurecimento, causando amolecimento local. Soldagem a arco com tungstenio (TIG) e a arco metálico (MIG) são possíveis em condições recozidas ou sobrematuradas, mas a seleção de metal de adição geralmente recomenda ligas Al–Cu com comportamento mecânico compatível ou ligas Al–Si para reduzir a sensibilidade a trincas por calor. Tratamentos térmicos pré e pós-soldagem costumam ser impraticáveis; projetistas devem planejar reforço mecânico ou projetar em torno das juntas soldadas para manter integridade.

Usinabilidade

A usinabilidade do 2036 é geralmente boa; a liga usina bem nos tratamentos T6 e mais suaves, produzindo cavacos curtos a médios e permitindo taxas de avanço relativamente altas comparadas a muitos aços. Ferramentas de carboneto com ângulos de ataque positivos e evacuação eficiente de cavacos são recomendadas; lubrificação e refrigeração auxiliam no controle do acúmulo de aresta. Vida útil das ferramentas é influenciada pela dureza (mais alta no T6), e passes de acabamento devem considerar tensões residuais oriundas do têmpera e envelhecimento.

Conformabilidade

A conformabilidade é melhor nas condições O e tratamentos leves H, onde a ductilidade é alta e a liga pode ser submetida a dobragem, estampagem e conformação por estiramento com retorno elástico moderado. Em T6 e outras condições de envelhecimento máximo, a conformabilidade é limitada e o risco de trincas aumenta em dobras apertadas; projetistas devem usar raios de dobra maiores e considerar pré-envelhecimento ou solubilização pós-formação. Trabalhos a frio podem ser usados para controle final dimensional, mas manter algum amolecimento por meio de tratamento de solução e envelhecimento controlado frequentemente proporciona melhor estabilidade dimensional para peças de precisão.

Comportamento ao Tratamento Térmico

Como liga da série 2xxx tratável termicamente, o 2036 responde a sequências clássicas de endurecimento por precipitação. O tratamento de solução geralmente envolve aquecimento até temperatura onde Cu e Mg estão em solução sólida (frequentemente na faixa de 500–540 °C dependendo da seção), mantida para homogeneização, seguido de têmpera rápida para reter o soluto em solução sólida supersaturada. A velocidade da têmpera é crítica: têmpera insuficiente resulta em precipitados grosseiros e resposta ao envelhecimento reduzida.

Envelhecimento artificial (T6) ocorre após têmpera e é realizado normalmente entre 150–190 °C por tempo calibrado à espessura para desenvolver resistência máxima. Envelhecimento natural (variantes T4/T3) pode ocorrer à temperatura ambiente por vários dias, produzindo condição mais macia porém mais conformável. T651 indica alívio de tensões (estiramento) após tratamento de solução e têmpera antes do envelhecimento para controlar tensões residuais e distorção.

Endurecimento sem tratamento térmico é obtido por trabalho a frio em tratamentos H, e ciclos completos de recozimento são usados para condição O. Envelhecimento excessivo pode ser usado intencionalmente para melhorar tenacidade e reduzir suscetibilidade a SCC, à custa da resistência máxima.

Desempenho em Alta Temperatura

O 2036 não é indicado para serviço prolongado em alta temperatura; a microestrutura endurecida por precipitação coarsifica com o aumento da temperatura, levando a perda progressiva de resistência acima de aproximadamente 120–150 °C. Exposições de curta duração a temperaturas elevadas durante brasagem ou soldagem podem causar redução irreversível na resistência e tenacidade, se não seguido de processos térmicos de recuperação adequados.

A resistência à oxidação em temperaturas elevadas é típica das ligas de alumínio — a formação de camada protetora de óxido ocorre rapidamente, mas as propriedades mecânicas se degradam com a temperatura. A zona afetada pelo calor em estruturas soldadas é particularmente vulnerável: amolecimento do tratamento e alteração na distribuição dos precipitados reduzem resistência local e vida à fadiga.

Para componentes que requerem desempenho sustentado acima de ~150 °C, devem ser consideradas ligas alternativas para alta temperatura (ex.: certas ligas Al–Li ou materiais à base de níquel). O 2036 pode ser usado em cenários de temperatura elevada de curta duração com margens de projeto e gerenciamento térmico apropriado.

Aplicações

Indústria	Componente Exemplo	Por que o 2036 é Usado
Automotiva	Componentes de suspensão, suportes estruturais	Alta resistência específica e boa resistência à fadiga para peças compactas
Marinha	Superestrutura secundária, estruturas não críticas (com revestimento)	Vantagens resistência-peso quando a corrosão é controlada por revestimentos ou revestimento
Aeroespacial	Uniões, reforços usinados, certos acessórios	Alta resistência estática e propriedades à fadiga onde a economia de peso é crítica
Eletrônica	Estruturas, carcaças dissipadoras de calor	Boa condutividade térmica em relação aos aços combinada com menor massa

O 2036 é normalmente selecionado para componentes que requerem um equilíbrio entre alta resistência, usinabilidade e características aceitáveis de fadiga, mas onde a exposição ambiental é controlada. Seu uso tende a se concentrar em aplicações onde revestimentos, revestimento ou detalhes de projeto mitigam a exposição corrosiva e onde os benefícios de fabricação (usinabilidade, tratamento térmico) agregam valor.

Orientações para Seleção

Ao selecionar o 2036, priorize casos de uso onde alta resistência específica e bom comportamento à fadiga são necessários e onde a corrosão pode ser tratada por tratamento de superfície, vedação ou revestimento. Escolha temperas recozidas ou H para conformação e T6/T651 para máxima resistência e resistência à fadiga, aceitando soldabilidade reduzida.

Em comparação com o alumínio comercialmente puro (1100), o 2036 troca condutividade elétrica e térmica e alta conformabilidade por resistência substancialmente maior e melhor capacidade de fadiga; use 1100 quando condutividade e conformabilidade forem predominantes. Em comparação com ligas encruadas como 3003 ou 5052, o 2036 oferece maior resistência máxima, mas geralmente menor resistência geral à corrosão e pior soldabilidade; selecione 2036 quando relação resistência-peso e fadiga forem prioritários em relação à corrosão no ambiente de serviço. Em comparação com os comuns ligas tratáveis termicamente como 6061/6063, o 2036 pode oferecer resistência competitiva ou superior e melhor resistência à fadiga em certas condições, porém tipicamente apresenta pior resistência à corrosão; opte pelo 2036 quando suas vantagens mecânicas (e usinabilidade) forem mais importantes que a robustez ambiental máxima.

Resumo Final

A liga 2036 é um alumínio ligas com cobre, tratável termicamente, que permanece relevante onde se exige alta resistência específica, boa resistência à fadiga e excelente usinabilidade, e onde a corrosão pode ser mitigada por medidas protetivas. A seleção adequada do tratamento térmico, controle do processo e proteção superficial são essenciais para liberar seu desempenho em aplicações modernas estruturais e influenciadas pela engenharia aeroespacial.