Alumínio 4035: Composição, Propriedades, Guia de Têmpera e Aplicações

Visão Geral Abrangente

4035 é um integrante da série 4xxx de ligas de alumínio, uma família caracterizada pelo silício como o principal elemento de liga. Essa classificação posiciona o 4035 entre as ligas desenvolvidas para melhorar a fluidez, a resistência ao desgaste em fundições e aplicações de enchimento/soldagem, e resistência moderada por meio de efeitos de solução sólida e dispersoides, ao invés do endurecimento clássico por precipitação.

Os principais elementos de liga no 4035 são o silício e adições controladas de magnésio, com quantidades menores de ferro, manganês, titânio e elementos-traço para controlar a estrutura do grão e o comportamento na fundição/soldagem. A combinação resulta em um material que não é primariamente endurecido por envelhecimento; seus mecanismos de fortalecimento são dominados pelo endurecimento por solução/sólido a partir do Si, dispersoides finos formados durante ciclos térmicos e encruamento para temperaturas de transformação a frio.

As características-chave do 4035 incluem resistência estática moderada, boa fluidez e molhabilidade para soldagem e brasagem, resistência confiável à corrosão em ambientes atmosféricos e levemente marinhos, e boa conformabilidade em condições recozidas ou levemente encruadas. Sua soldabilidade é um ponto forte, particularmente onde as adições de silício auxiliam o fluxo do material de enchimento e reduzem a tendência à fissuração a quente, tornando o 4035 atraente em aplicações automotivas, eletrodomésticos e certas aplicações estruturais onde é necessário um equilíbrio entre conformabilidade, resistência à corrosão e desempenho na soldagem.

Engenheiros frequentemente escolhem o 4035 ao invés de ligas mais puras quando a soldabilidade aprimorada e a integridade da junta são prioridades, sem recorrer a metais base mais macios e de resistência inferior. É escolhido em vez de algumas ligas 6xxx quando se deseja compatibilidade com materiais de enchimento para solda e redução da necessidade de tratamento térmico pós-soldagem. A combinação da liga de usinabilidade, resistência aceitável e resistência à corrosão torna-a uma escolha pragmática para conjuntos fabricados e estruturas soldadas.

Variantes de Têmpera

Têmpera	Nível de Resistência	Alongamento	Conformabilidade	Soldabilidade	Observações
O	Baixa	Alta	Excelente	Excelente	Completamente recozido, máxima ductilidade e conformabilidade
H14	Moderada-Alta	Baixa-Moderada	Boa	Excelente	Encruado a um quarto da dureza, comum para chapas
H18	Moderada	Moderada	Boa	Excelente	Estabilizado e parcialmente aliviado de tensões, usado onde algum controle de retorno elástico é necessário
H24	Moderada	Moderada	Boa	Excelente	Aliviado de tensões após encruamento, equilibra resistência e ductilidade
T4 (limitado)	Aumento limitado	Moderado	Boa	Boa	Solução natural ou parcial; não comumente usado para a família 4xxx
T5/T6	Não típico	N/D	Reduzida	Reduzida	Envelhecimento artificial para dureza máxima geralmente não eficaz para ligas 4xxx

A têmpera do 4035 controla fortemente o equilíbrio entre conformabilidade e resistência. Têmperas recozidas (O) oferecem a melhor conformação por estampagem profunda e dobra, enquanto as têmperas H aumentam a resistência às custas do alongamento e do raio de curvatura.

A soldabilidade permanece boa na maioria das condições de têmpera, pois o silício reduz a faixa de solidificação e a suscetibilidade a fissuração a quente; entretanto, têmperas encruadas podem apresentar maior retorno elástico e necessitar de maior força para conformação após a soldagem.

Composição Química

Elemento	Faixa %	Observações
Si	5,5–8,5	Principal elemento de liga; melhora a fluidez, reduz a faixa de fusão e aumenta a resistência ao desgaste
Fe	0,3–0,8	Impureza residual; forma intermetálicos que afetam ductilidade e estabilidade em altas temperaturas
Mn	0,1–0,6	Modificador da estrutura do grão; melhora resistência e reduz fragilidade a quente
Mg	0,3–0,9	Pequenas adições promovem precipitação limitada de Mg2Si e aumentam a resistência marginalmente
Cu	≤0,2	Mantido baixo para preservar resistência à corrosão e reduzir tendência à atividade galvânica
Zn	≤0,25	Baixo; adições elevadas não são típicas para a família 4xxx
Cr	≤0,1	Controla o crescimento do grão e melhora a tenacidade em algumas têmperas
Ti	≤0,2	Refinador de grão para fundição e extrusão
Outros (cada um)	≤0,05	Elementos-traço controlados para manter soldabilidade e consistência mecânica

O silício é o principal responsável pelo desempenho: reduz a diferença liquidus-solidus, melhora o fluxo da fusão e molhabilidade para soldagem e fundição, e contribui para o endurecimento por solução sólida. O magnésio em níveis controlados pode formar dispersoides finos de Mg2Si durante a exposição térmica, aumentando ligeiramente a resistência sem viabilizar um tratado completo de envelhecimento. Ferro e manganês influenciam principalmente a formação de grão e intermetálicos, que afetam tenacidade e conformabilidade.

Propriedades Mecânicas

Em serviço, o 4035 apresenta comportamento tensil moderado com uma faixa relativamente ampla, dependendo da têmpera, espessura da seção e histórico de processamento. Material recozido mostra baixo limite de escoamento e resistência à tração modesta com alto alongamento, enquanto as têmperas encruadas elevam os limites de escoamento e tração com reduções correspondentes na ductilidade. A dureza correlaciona-se com o grau de encruamento; placas recozidas são macias e fáceis de conformar, enquanto chapas dos tipos H14/H24 atingem valores maiores de Brinell e Rockwell úteis para cargas estruturais moderadas.

O comportamento à fadiga do 4035 é típico de ligas ricas em silício: a resistência à fadiga é adequada para cargas cíclicas quando as concentrações de tensões são minimizadas, e acabamento superficial e tensões residuais de conformação/soldagem têm influência substancial. Efeitos de espessura são notáveis porque seções maiores retêm mais heterogeneidade microestrutural de fundição ou extrusão; bitolas finas são mais uniformes e respondem de forma mais previsível ao encruamento e soldagem. Zonas afetadas pelo calor da soldagem podem apresentar amolecimento localizado ou mudanças em ductilidade, mas as propriedades globais permanecem dominadas pela composição e têmpera.

A rota de processamento e o histórico de deformação pós-conformação determinam em grande parte o desempenho mecânico final. Projetistas devem esperar resistência máxima inferior a várias ligas 6xxx tratáveis termicamente, mas com melhor integridade de junta soldada e resistência à corrosão comparável à das ligas 5xxx em muitos ambientes.

Propriedade	O/Recozido	Têmpera Principal (H14/H24)	Observações
Resistência à Tração	110–150 MPa	200–260 MPa	Faixa depende do encruamento e espessura; valores indicativos para produto forjado
Limite de Escoamento	55–90 MPa	120–180 MPa	Limite de escoamento aumenta marcadamente com encruamento
Alongamento	18–28%	6–12%	Ductilidade diminui conforme a resistência aumenta; bitolas mais finas mostram maior alongamento
Dureza (HB)	30–50 HB	60–95 HB	Dureza correlaciona-se com a têmpera; faixas reportadas dependem da fabricação

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor	Observações
Densidade	2,66–2,70 g/cm³	Típica para alumínio ligado com silício; ligeiramente menor que aço para redução de peso
Faixa de Fusão	577–640 °C	Deslocamento do eutético pelo silício reduz o liquidus em relação ao alumínio puro e oferece faixa de fusão fluida
Condutividade Térmica	~140–170 W/m·K	Reduzida em relação ao alumínio puro devido à liga; ainda boa para aplicações de dissipação de calor
Condutividade Elétrica	~25–35 %IACS	Ligação com Si e Mg reduz a condutividade comparado ao alumínio comercialmente puro
Calor Específico	~0,88–0,90 J/g·K	Típico para ligas de alumínio nessa categoria
Coeficiente de Dilatação Térmica	~23–24 µm/m·K	Coeficiente semelhante às outras ligas de alumínio trabalhadas

A presença do silício e outros elementos de liga reduz a condutividade térmica e elétrica em comparação ao alumínio comercialmente puro. Ainda assim, o 4035 mantém desempenho térmico favorável para dissipadores de calor e componentes onde condutividade moderada e menor dilatação térmica são requeridos.

Projetistas devem equilibrar a condutividade reduzida com as vantagens em fundibilidade, soldabilidade e estabilidade mecânica. A faixa de fusão e o liquidus mais baixo promovem fusão e molhabilidade confiáveis em operações de soldagem e brasagem.

Formas do Produto

Forma	Espessura/Tamanho Típico	Comportamento da Resistência	Tratamentos Comuns	Observações
Chapa	0,3–6,0 mm	Uniforme, responsiva a trabalho a frio	O, H14, H18, H24	Amplamente utilizada para painéis e componentes conformados
Placa	>6,0–50 mm	Resistência ligeiramente menor no mesmo tratamento nominal devido a efeitos residuais de fundição/laminação	O, H32	Placa requer conformação mais pesada; usada para segmentos estruturais
Extrusão	Espessura de parede 1–20 mm; perfis variáveis	Resistência varia com o perfil e a taxa de resfriamento	O, H14	Perfis extrudados aproveitam silício para melhor preenchimento da matriz e acabamento superficial
Tubo	Ø10–400 mm	Resistências típicas de tubos correspondem aos tratamentos de chapas/placas	O, H14	Tubos sem costura ou soldados disponíveis; usados em aplicações hidráulicas e estruturais
Barra	Ø3–100 mm	Comportamento de tratamento similar a extrusões	O, H14	Usadas para componentes usinados e fixadores onde a soldabilidade é um diferencial

As rotas de conformação e processamento influenciam significativamente a resposta mecânica e a condição superficial do 4035. Chapas e extrusões podem ser trabalhadas a frio para aumentar a resistência, enquanto placas e seções mais espessas podem necessitar de pré-aquecimento ou equipamentos de conformação mais robustos. A soldagem é comumente realizada nesses formatos sem tratamentos agressivos pós-soldagem, embora projetistas devam considerar os efeitos da zona afetada pelo calor (HAZ) em juntas estruturalmente carregadas.

Graus Equivalentes

Norma	Grau	Região	Observações
AA	4035	USA	Designação da American Aluminum Association para composição da série 4xxx trabalhada
EN AW	4035	Europa	Padrão EN reflete a química AA, porém tolerâncias e tratamentos podem variar ligeiramente
JIS	A4035	Japão	Designação japonesa; química compatível, mas práticas industriais e limites de impurezas diferem
GB/T	4035	China	Padrão chinês com composição nominal similar, porém controle diferenciado de elementos traço

A equivalência direta entre normas existe na composição nominal, mas os limites de inspeção, controle de impurezas e tolerâncias microestruturais permitidas variam. Normas europeias e japonesas normalmente exigem controle mais rígido de ferro e cobre para garantir soldabilidade e resistência à corrosão consistentes. Compradores devem sempre solicitar o certificado do material pertinente e cruzar requisitos de tratamento térmico e propriedades mecânicas para aplicações críticas.

Resistência à Corrosão

O 4035 oferece ótima resistência à corrosão atmosférica, parcialmente devido ao conteúdo de silício e baixos níveis de cobre, que reduzem a atividade galvânica em atmosferas aéreas e ambientes industriais moderados. Em atmosferas rurais e urbanas, seu desempenho é comparável a muitas ligas 5xxx e 6xxx, mantendo filmes passivos de óxido que protegem as superfícies nas temperaturas típicas de serviço.

Em ambientes marinhos ou ricos em cloretos, o 4035 apresenta desempenho aceitável para componentes estruturais acima da linha de respingo, mas, como a maioria das ligas de alumínio, é suscetível a corrosão por pite e frestas em água salgada estagnada ou sob depósitos. Revestimentos protetores, anodização ou proteção catódica são recomendados quando se prevê imersão prolongada ou concentração elevada de cloretos.

A suscetibilidade à trinca por corrosão sob tensão (SCC) é baixa em comparação com ligas 7xxx de alta resistência, porém não nula; o risco de SCC aumenta com tensões trativas elevadas, exposição a haletos agressivos e certos esforços residuais de fabricação. Em contato elétrico com metais mais nobres, interações galvânicas podem acelerar a corrosão do 4035, salvo se forem adotadas medidas isolantes ou fixadores compatíveis.

Comparado a ligas 5xxx com magnésio, o 4035 geralmente apresenta resistência à corrosão localizada similar ou ligeiramente superior, devido aos menores teores de Mg e Cu. Em relação às ligas 6xxx, o 4035 é frequentemente preferido quando a soldabilidade e a menor necessidade de têmpera pós-soldagem são prioridades, apesar de possuir resistência máxima um pouco inferior.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

O 4035 é formulado para excelente desempenho em soldagem por fusão e brasagem; o silício reduz a faixa de temperatura de solidificação e minimiza a tendência a fissuras a quente. É bem adequado para processos TIG, MIG (GMAW) e soldagem por resistência, com perfis estáveis do cordão e boa molhabilidade do material base. Metais de adição recomendados seguem a química da liga base (fundentes de alumínio com Si) para preservar ductilidade e resistência à corrosão; seleções como aditivos Al-Si são comuns. Cuidados com o controle do aporte térmico são necessários para evitar amolecimento excessivo da HAZ e controlar distorções em espessuras finas.

Usinabilidade

A usinabilidade do 4035 é geralmente boa e superior a muitas ligas de alumínio de alta resistência devido à sua resistência moderada e ao teor de silício que proporciona formação estável de cavacos. Ferramentas padrão de carboneto com revestimentos adequados (TiAlN, TiN) e velocidades de corte moderadamente altas são recomendadas para otimizar vida útil da ferramenta e acabamento superficial. O controle dos cavacos é simples, embora possa ser afetado por intermetálicos de Mg e Fe em seções mais espessas; passes de acabamento reduzem rebarbas e melhoram a vida em fadiga em entalhes. Aplicação de fluido de corte e fixação rígida aprimoram o controle dimensional em operações de alta remoção de material.

Conformabilidade

A conformabilidade do 4035 recozido é excelente, permitindo estampagem profunda, dobra e conformações complexas com raios mínimos de curvatura relativamente pequenos em comparação com tratamentos mais endurecidos. O trabalho a frio (tratamentos H) aumenta a resistência, mas exige maiores raios de curvatura e compensação de mola durante o projeto das ferramentas. Para conformações severas ou estiragem, recomenda-se trados O ou aplicação de recozimentos intermediários para restaurar ductilidade; conformação a quente pode ser utilizada para seções espessas a fim de reduzir forças requeridas. As superfícies das matrizes devem estar limpas e lubrificadas para evitar aderência, particularmente ao formar chapas finas em tratamentos H.

Comportamento ao Tratamento Térmico

O 4035 não é uma liga classicamente tratável termicamente (tipo T6); não responde a tratamentos padrão de solubilização e envelhecimento artificial com o mesmo grau de melhora de propriedades que ligas 6xxx (Mg-Si) ou 7xxx (Zn-Mg). Tentativas de ciclos de solução e envelhecimento resultam em melhoria limitada porque o silício nas ligas 4xxx forma principalmente fases de silício em vez de uma estrutura precipitada contínua de endurecimento por envelhecimento.

O recozimento amacia efetivamente o 4035 e restaura a ductilidade após trabalho a frio. O recozimento típico ocorre na faixa de 350–415 °C com resfriamento controlado para minimizar crescimento de grãos e preservar bom acabamento superficial. O encruamento (endurecimento por deformação) é a principal via de endurecimento para os tratamentos de fabricação; os fabricantes controlam o tratamento final através da redução a frio calibrada e processos de alívio de tensões ao invés do endurecimento por precipitação.

Quando propriedades pós-soldagem são críticas, projetistas se apoiam no projeto mecânico e na seleção do metal de adição para garantir a integridade da junta, ao invés de esperar recuperação significativa de resistência via tratamento térmico. Para aplicações que demandam maiores resistências máximas do que o 4035 pode fornecer, deve-se considerar substituição por ligas tratáveis termicamente.

Desempenho em Alta Temperatura

O 4035 apresenta perda gradual de resistência com o aumento da temperatura, com amolecimento significativo observado acima de aproximadamente 150–200 °C. Para serviço estrutural contínuo, as temperaturas máximas recomendadas de uso são tipicamente abaixo de 125 °C para evitar perdas permanentes nas propriedades mecânicas e estabilidade dimensional. Temperaturas elevadas também aceleram o crescimento de dispersoides e partículas intermetálicas, reduzindo a vida em fadiga e resistência ao fluência.

A oxidação nas temperaturas de serviço é limitada pelo filme protetor de Al2O3; entretanto, exposições prolongadas em temperaturas mais altas podem levar à escamação e alterações na química superficial que afetam soldagem ou colagem posterior. Zonas afetadas pelo calor da soldagem podem apresentar mudanças microestruturais locais, mas o comportamento geral de oxidação é menos severo que em ligas ferrosas em temperaturas comparáveis. Projetistas devem executar testes específicos para carregamento cíclico em alta temperatura e exposições de longo prazo.

Aplicações

Indústria	Componente Exemplo	Por que Usar 4035
Automotiva	Painéis de carroceria, conjuntos soldados	Boa conformabilidade e soldabilidade; melhor qualidade de junta em relação a algumas outras ligas
Marinha	Anteparas, suportes acima da linha de respingo	Resistência à corrosão e soldabilidade para componentes fabricados
Aeronáutica	Fixações secundárias e revestimentos	Relação resistência-peso favorável e bom desempenho na soldagem para estruturas não críticas
Eletrônica	Dispersores de calor, caixas	Condutividade térmica adequada e fabricação facilitada para invólucros
Eletrodomésticos	Painéis de lavadora/secadora, trocadores de calor	Bom acabamento superficial, conformabilidade e fabricação custo-efetiva

O 4035 é particularmente indicado para aplicações em que conjuntos soldados exigem molhabilidade confiável e mínima fissuração a quente, e onde o tratamento térmico pós-soldagem é indesejável ou impraticável. Seu equilíbrio entre propriedades mecânicas, térmicas e de fabricação o torna uma opção versátil para muitas funções estruturais e de fabricação de peso médio.

Insights para Seleção

Utilize o 4035 quando a soldabilidade e facilidade de fabricação forem os principais fatores de projeto e quando for necessário um equilíbrio entre resistência moderada e boa resistência à corrosão. É uma escolha pragmática para painéis soldados, perfis extrudados e tubos onde a compatibilidade do material de adição e a integridade das juntas são prioridades.

Comparado com alumínio comercialmente puro (1100), o 4035 troca parte da condutividade elétrica e térmica e uma ligeira redução na conformabilidade por uma resistência significativamente maior e melhor comportamento ao desgaste e à soldagem. Em comparação com ligas comuns endurecidas por trabalho a frio, como 3003 ou 5052, o 4035 normalmente oferece resistência à corrosão comparável, com soldabilidade aprimorada e resistência ligeiramente maior alcançável através do trabalho a frio. Em relação a ligas tratáveis termicamente como 6061 ou 6063, o 4035 não alcança as mesmas resistências máximas, mas é preferido onde a soldagem sem envelhecimento subsequente ou onde a fluidez superior do poço de solda é necessária.

Para compradores, escolha o 4035 quando custo, disponibilidade e rapidez na fabricação (menos tratamentos pós-soldagem) forem mais importantes do que a necessidade da máxima resistência obtida por tratamento térmico. Especifique o estado de têmpera e certificados de laminação alinhados com os planos de conformação e soldagem para garantir desempenho previsível em serviço.

Resumo Final

O 4035 permanece relevante como uma liga 4xxx enriquecida em silício que combina boa soldabilidade, conformabilidade sólida em estados recozidos e desempenho confiável contra corrosão para diversas aplicações fabricadas. Seu equilíbrio pragmático de propriedades faz dele uma escolha consistente quando a eficiência da fabricação e a integridade da junta são mais importantes do que as maiores resistências disponíveis por tratamento térmico.