Alumínio 5652: Composição, Propriedades, Guia de Têmpera e Aplicações

Visão Geral Abrangente

5652 é uma liga de alumínio que pertence à série 5xxx de ligas Al–Mg, caracterizada pelo magnésio como principal elemento de liga. Trata-se de uma liga não tratável termicamente e endurecida por deformação, que adquire resistência principalmente por meio do trabalho a frio, em vez de endurecimento por precipitação.

Os principais constituintes da liga 5652 são magnésio, com adições controladas de manganês e cromo para controle da estrutura dos grãos e resistência à corrosão. A liga oferece uma combinação de resistência elevada (em relação ao alumínio puro), excelente resistência à corrosão em ambientes atmosféricos e marinhos, além de boa conformabilidade e soldabilidade quando usada em têmperas apropriadas.

Indústrias típicas que especificam o 5652 incluem construção naval, transporte (incluindo componentes estruturais leves e para reboques), vasos de pressão e tubulações onde é necessário um equilíbrio entre resistência e resistência à corrosão, além de aplicações arquitetônicas ou industriais específicas. Engenheiros escolhem o 5652 em vez de outras ligas quando precisam de uma alternativa mais resistente ao alumínio quase puro ou a materiais da série 3xxx, mantendo desempenho superior à corrosão marinha em comparação a muitas ligas tratáveis termicamente das séries 6xxx e 7xxx.

A liga é escolhida em vez de ligas tratáveis termicamente de maior resistência quando a conformabilidade profunda, resistência à corrosão intergranular e simplicidade no processamento térmico são prioridades. Sua natureza não tratável termicamente simplifica a produção e reduz a suscetibilidade a alterações nas propriedades por calor, o que pode ser uma vantagem em montagens soldadas e soldados formados.

Variantes de Têmpera

Têmpera	Nível de Resistência	Alongamento	Conformabilidade	Soldabilidade	Observações
O	Baixo	Alto (20–30%)	Excelente	Excelente	Estado totalmente recozido para máxima conformabilidade
H12	Baixo–Médio	Médio (12–18%)	Muito Bom	Excelente	Levemente endurecido por deformação, mantém boa capacidade de conformação
H14	Médio	Médio (10–15%)	Bom	Muito Bom	Endurecimento moderado por deformação para aumento de resistência
H32	Médio–Alto	Baixo (8–12%)	Regular	Muito Bom	Endurecido e estabilizado por deformação, têmpera comercial comum
H34	Alto	Baixo (6–9%)	Limitado	Bom	Fortemente trabalhado a frio para maximizar resistência em detrimento da conformabilidade
H112	Variável	Moderado (15–25%)	Bom	Excelente	Têmpera conforme fabricado, com propriedades dependentes do histórico de produção

As têmperas influenciam fortemente o equilíbrio entre resistência e ductilidade no 5652. O material recozido (O) oferece a melhor conformabilidade e alongamento para estampagem profunda e conformação complexa, enquanto as têmperas H aumentam progressivamente a resistência por trabalho a frio, em detrimento da alongabilidade.

A soldabilidade permanece favorável na maioria das têmperas porque o 5652 não é tratável termicamente; entretanto, o amolecimento localizado pode ocorrer em têmperas fortemente trabalhadas próximo às zonas afetadas pelo calor (HAZ) da soldagem. Por isso, os projetistas devem escolher a têmpera de menor resistência que atenda aos requisitos para maximizar a conformabilidade e as propriedades pós-soldagem.

Composição Química

Elemento	Faixa %	Observações
Si	≤ 0,25	Controle de impurezas; excesso de Si pode reduzir ductilidade
Fe	≤ 0,50	Ferro forma intermetálicos que podem reduzir ductilidade e desempenho à corrosão
Mn	0,2–0,6	Controle da estrutura dos grãos, melhora resistência e resistência à corrosão
Mg	2,7–3,6	Elemento primário de resistência; controla o endurecimento por solução sólida e trabalhabilidade
Cu	≤ 0,10	Mantido baixo para preservar resistência à corrosão e comportamento anódico
Zn	≤ 0,25	Níveis baixos para evitar suscetibilidade galvânica e manter ductilidade
Cr	0,05–0,25	Microaço para controle do grão e resistência à recristalização e corrosão sob tensão
Ti	≤ 0,15	Refinador de grão para processos fundidos ou forjados quando controlado
Outros	≤ 0,15 (cada)	Elementos traço e resíduos; limitados coletivamente para preservar propriedades

A composição é otimizada para proporcionar endurecimento por solução sólida via magnésio, mantendo resistência à corrosão por baixo teor de cobre e ferro controlado. Cromo e manganês são adicionados em baixas quantidades para controlar o tamanho dos grãos, inibir a recristalização durante o processamento termomecânico e estabilizar a resistência após o trabalho a frio.

Elementos menores e resíduos são rigidamente limitados para evitar intermetálicos deletérios e manter boa soldabilidade e acabamento superficial. A faixa de teor de Mg é o principal parâmetro para ajustar propriedades mecânicas e resposta ao endurecimento por deformação.

Propriedades Mecânicas

O 5652 apresenta comportamento dúctil à tração em condições recozidas e resistência progressivamente maior com alongamento decrescente conforme aumenta o trabalho a frio. O escoamento é geralmente gradual com limite elástico bem definido e uma região pronunciada de endurecimento por deformação; têmperas fortemente trabalhadas exibem maior tensão de escoamento, porém redução do alongamento uniforme. O desempenho à fadiga é geralmente favorável em estruturas soldadas ou não, desde que o projeto considere concentrações de tensão e acabamento superficial, porém soldas e geometrias agudas reduzem significativamente a vida à fadiga.

A dureza segue a mesma tendência das propriedades de tração, aumentando de valores relativamente baixos na têmpera O para valores muito maiores nas têmperas H, refletindo o acúmulo de estruturas de discordâncias. Os efeitos de espessura são notáveis: chapas mais finas podem ser endurecidas a frio até níveis mais elevados de resistência e são mais facilmente endurecidas por deformação; placas mais grossas apresentam taxas menores de endurecimento e podem requerer processamento diferente para atingir resistências comparáveis.

Propriedade	O/Recozido	Têmpera Principal (H34)	Observações
Resistência à Tração	120–160 MPa	280–320 MPa	Valores dependem da espessura e do teor exato de Mg
Limite de Escoamento	35–70 MPa	220–260 MPa	Limite de escoamento com 0,2% de offset para uso em projeto
Alongamento	20–30%	6–9%	Redução significativa com trabalho a frio intenso
Dureza	30–40 HB	80–100 HB	Dureza correlacionada com trabalho a frio e histórico de deformação

Os valores da tabela são faixas representativas para produtos comuns em chapa e placa; valores exatos devem ser verificados nas certificações de fábrica para projetos críticos. Os projetistas também devem considerar a anisotropia nas propriedades causada pela direção de laminação e a influência das operações de conformação na resistência e ductilidade locais.

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor	Observações
Densidade	2,66–2,70 g/cm³	Levemente menos denso que o aço, permitindo redução de peso
Faixa de Fusão	~570–640 °C	Solidus e liquidus variam conforme a liga; típico para ligas Al–Mg
Condutividade Térmica	~110–140 W/m·K (temperatura ambiente)	Inferior ao alumínio puro, mas ainda boa para aplicações de dissipação térmica
Condutividade Elétrica	~22–28 % IACS	Reduzida pelo processo de liga em relação ao alumínio puro
Calor Específico	~0,90 J/g·K	Útil para cálculos de capacidade térmica transitória
Coeficiente de Dilatação Térmica	23–24 x10^-6 /K	Coeficiente típico para ligas de alumínio forjadas

As propriedades térmicas e elétricas tornam o 5652 adequado para aplicações que requerem dissipação razoável de calor e condução elétrica, enquanto sua densidade proporciona benefício significativo na relação resistência-peso em comparação a materiais ferrosos. A dilatação térmica deve ser considerada ao combinar 5652 com materiais diferentes para evitar tensões nos juntas durante ciclos térmicos.

Devido à condutividade térmica relativamente alta, o 5652 é aceitável para componentes de distribuição de calor onde também se exige resistência mecânica moderada, embora suas propriedades mecânicas se degradem substancialmente acima de aproximadamente 100–150 °C para aplicações estruturais a altas temperaturas.

Formas do Produto

Forma	Espessura/Tamanho Típico	Comportamento de Resistência	Estados Típicos	Observações
Chapa	0,3–6,0 mm	Endurecimento por deformação facilitado; espessuras finas atingem maior encruamento	O, H12, H14, H32	Usada para painéis conformados e peças de estampagem rasa
Placa	6–50+ mm	Taxa de encruamento menor; seções grossas menos dúcteis	O, H112, H32	Componentes estruturais e painéis mais espessos
Extrusão	Seção específica	Resistência influenciada pela deformação pós-extrusão e histórico de envelhecimento	As‑extruded, H112	Perfis complexos para estruturas e peças estruturais
Tubo	Diâmetros até 600 mm	Desenhado a frio ou soldado; propriedades mecânicas dependem do processamento	O, H32	Tubulação de pressão e perfis ocos estruturais
Barra/Vara	Ø3–100 mm	Usinável e trabalhado a frio para obter maior resistência	O, H14, H34	Fixadores, pinos e componentes usinados

Produtos em chapa e de calibre fino são comumente usados onde conformação e acabamento superficial importam, enquanto placas e extrusões são selecionadas para aplicações estruturais que suportam carga. Diferenças de processamento como laminação a quente, laminação a frio e recozimento controlado definem a microestrutura final e, portanto, a resposta mecânica em cada forma do produto.

Tubos soldados e extrusões frequentemente requerem tratamento mecânico pós‑soldagem ou operações de alívio de tensões quando produzidos em estados H de maior resistência para mitigar distorção e amolecimento localizado. A especificação de estado, espessura e sequência de conformação é crítica para garantir que a condição entregue corresponda às expectativas do projeto.

Graus Equivalentes

Norma	Grau	Região	Observações
AA	5652	EUA	Designação principal usada nas especificações de laminação norte-americanas
EN AW	5652	Europa	Convenção europeia de nomenclatura; química e estados podem variar conforme laminador
JIS	A5652 (informal)	Japão	Não padronizado amplamente; fornecedores locais podem usar químicas semelhantes
GB/T	5652	China	Literatura regional pode listar composições comparáveis sob esse identificador

Designações padrão entre regiões tentam representar a mesma química nominal, mas diferenças em faixas permitidas, práticas de processamento e definições de estado podem gerar variações significativas nas propriedades. Materiais originados de diferentes regiões devem ser avaliados usando certificados de análise e dados de ensaios mecânicos, e não apenas com base no nome do grau.

Diferenciais sutis muitas vezes surgem dos limites máximos para impurezas (Fe, Si), elementos traço e do processamento termomecânico do produtor; estes influenciam a fadiga, comportamento à corrosão e conformabilidade em serviço.

Resistência à Corrosão

O 5652 apresenta resistência robusta à corrosão atmosférica típica de ligas Al–Mg, formando uma camada de óxido estável que protege o substrato sob exposição ambiental normal. O elevado teor de magnésio aprimora a resistência à corrosão por picadas e geral em muitos ambientes marinhos e costeiros, tornando a liga adequada para cascos, estruturas de convés e montagens expostas ao ar livre.

Em ambientes agressivos com cloretos, corrosão localizada pode ocorrer, especialmente em áreas tensionadas, riscadas e ao redor de conjuntos galvânicos. Projetos cuidadosos para evitar contato de metais diferentes e o uso de fixadores compatíveis ou revestimentos isolantes são necessários para limitar a corrosão galvânica; proteção sacrificial ou revestimentos são comumente especificados para imersão prolongada em água do mar.

A suscetibilidade à trinca por corrosão sob tensão (SCC) em ligas da série 5xxx aumenta com maior teor de magnésio e com pré-tensão de tração; ligas com Mg > 3,5% podem ser mais sensíveis em condições específicas como temperaturas elevadas e tensão sustentada. Comparado às ligas 2xxx ou 7xxx, 5652 é significativamente menos suscetível a SCC em ambientes marinhos, mas permanece mais vulnerável que o alumínio puro em algumas configurações sob tensão em solda.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

O 5652 solda facilmente pelos processos comuns como TIG (GTAW) e MIG (GMAW), com boa fusão e risco limitado de trinca quente quando ligas de adição apropriadas são selecionadas. As ligas de adição recomendadas são tipicamente 5356 ou 5183 (aditivos Al–Mg), para corresponder ao desempenho anticorrosivo e propriedades mecânicas; devem-se evitar aditivos com alto teor de cobre para prevenir corrosão localizada.

A zona termicamente afetada sofrerá algum amolecimento comparada ao metal base muito encruado devido ao recozimento do trabalho a frio; projetistas devem considerar a diminuição de resistência próxima às soldas e avaliar processamento mecânico pós-soldagem caso a resistência seja crítica. Ajuste adequado das juntas e controle do aporte térmico na solda reduzem porosidade e mantêm a vida à fadiga.

Usinabilidade

Usinar o 5652 apresenta usinabilidade moderada em comparação às ligas de alumínio de usinagem livre; responde bem a ferramentas de carboneto afiadas, ângulos positivos de ataque e velocidades moderadas. A formação de cavacos tende a ser contínua, com tendência à aderência em baixas velocidades, exceto quando se utiliza fluido de corte ou resfriamento por jato de ar; carbonetos revestidos ou aço rápido com revestimento TiAlN proporcionam boa vida útil das ferramentas.

Como o 5652 encrua com trabalho, cortes interrompidos ou reusinação em superfícies endurecidas podem aumentar o desgaste da ferramenta; profundidade de corte leve, velocidades mais altas e evacuação contínua dos cavacos melhoram o acabamento superficial e a estabilidade dimensional.

Conformabilidade

A conformabilidade em estados O e H leves é excelente, com raios de dobra e características de estiramento previsíveis; raios mínimos típicos internos para chapa são da ordem de 1–3× a espessura do material, dependendo do estado e do método de dobra. A conformação a frio aumenta a densidade de discordâncias e, portanto, encrua o material, o que pode ser usado para ajustar a resistência local, mas pode exigir recozimento intermediário para deformações severas.

A melhor prática é estampilhar ou conformar no estado mais macio que atenda às tolerâncias dimensionais, evitando raios agudos ou dobras reversas severas em estados H de maior encruamento. O recuo elástico deve ser previsto no projeto do molde devido à alta relação limite de escoamento/resistência à tração do alumínio.

Comportamento ao Tratamento Térmico

O 5652 é uma liga não tratável termicamente e não responde a tratamentos de solução e envelhecimento artificial como as ligas das séries 6xxx ou 7xxx. Modificações de resistência são obtidas principalmente por trabalho a frio e operações de têmpera que controlam a estrutura de discordâncias e a recuperação.

O recozimento (total ou parcial) é usado para amolecer a liga antes da conformação; ciclos típicos de recozimento para ligas Al–Mg forjadas situam-se entre 300–415 °C, com tempos de permanência e velocidades de resfriamento selecionados para evitar crescimento excessivo de grão. Para controle de produção, tratamentos térmicos de estabilização (ex., H112) e têmpera controlada após trabalho a quente são usados para definir o estado inicial e reduzir variabilidade no comportamento mecânico.

Desempenho em Alta Temperatura

Em temperaturas elevadas, 5652 perde resistência progressivamente devido à recuperação e redução da densidade de discordâncias; redução significativa de resistência é observada tipicamente acima de 100–150 °C. A exposição prolongada a temperaturas elevadas também pode acelerar o crescimento de grão e reduzir a resistência à fadiga e os limites de fluência comparado ao comportamento a temperatura ambiente.

A oxidação é limitada porque o alumínio forma uma película protetora de óxido, mas escamação e alterações superficiais podem ocorrer em altas temperaturas, afetando acabamento e aderência de revestimentos. A soldagem introduz ciclos térmicos localizados que podem causar amolecimento em estados trabalhados a frio; projetistas devem considerar processamento mecânico pós-soldagem ou escolher estados que tolerem os efeitos da ZTA.

Aplicações

Indústria	Exemplo de Componente	Por que o 5652 é Usado
Marinha	Fixações de convés, pequenas estruturas de casco	Excelente resistência à corrosão em água do mar, boa relação resistência/peso
Automotiva / Transporte	Painéis de trailer, pisos de carga	Boa conformabilidade para painéis com resistência maior que alumínio puro
Aeroespacial (secundário)	Fixadores, suportes	Equilíbrio favorável entre resistência/ductilidade e resistência à corrosão para estruturas não primárias
Pressão e Armazenamento	Tanques, carcaças de vasos de pressão	Ductilidade e tenacidade com soldabilidade e resistência à corrosão
Industrial / Eletrônica	Dispersores de calor, invólucros	Condutividade térmica com resistência estrutural adequada

O 5652 é comumente especificado onde se requer um equilíbrio entre manufaturabilidade, resistência à corrosão e resistência superior ao alumínio puro, especialmente nas aplicações marinhas e de transporte. Sua combinação de propriedades permite que projetistas reduzam peso mantendo durabilidade e vida útil em ambientes ao ar livre e corrosivos.

Considerações para Seleção

Escolha o 5652 quando precisar de um alumínio grau marinho com resistência superior aos graus comerciais puros, mantendo excelente resistência à corrosão e soldabilidade. É uma alternativa prática às ligas de baixa resistência quando conformação e união são necessárias, sem a complexidade do processamento tratável termicamente.

Em comparação com o alumínio comercialmente puro (1100), o 5652 troca um pouco da condutividade elétrica e da conformabilidade máxima por uma resistência significativamente maior e melhor resistência a cloretos. Em relação a ligas endurecidas por trabalho, como 3003 ou 5052, o 5652 geralmente oferece maior resistência e resistência à corrosão marinha comparável ou superior, porém a conformabilidade é inferior à do 3003.

Em comparação com ligas tratáveis termicamente, como 6061, o 5652 apresenta melhor resistência à corrosão em ambientes marinhos e processamento mais simples (sem ciclo de solubilização-envelhecimento), tornando-o preferível quando o desempenho sob exposição a cloretos e a confiabilidade da soldagem são mais importantes que a necessidade de resistência máxima por envelhecimento por precipitação.

Resumo Final

O 5652 continua sendo uma escolha relevante para a engenharia moderna onde são necessários combinação de resistência elevada, excelente resistência à corrosão e fabricação descomplicada. Sua natureza não tratável termicamente simplifica a fabricação e o torna particularmente atraente para aplicações marítimas, de transporte e estruturais onde a soldabilidade e a durabilidade a longo prazo são prioridades.