Alumínio 6063: Composição, Propriedades, Guia de Têmpera e Aplicações

Visão Geral Completa

A liga 6063 pertence à série 6xxx de ligas de alumínio, que são ligas tratáveis termicamente de magnésio-silício (Mg-Si) projetadas principalmente para extrusão e aplicações arquitetônicas. Magnésio e silício formam precipitados de Mg2Si durante o envelhecimento, que fornecem o principal mecanismo de endurecimento, tornando a 6063 uma liga tratável termicamente, em vez de uma liga endurecida por trabalho. Os recozidos comerciais típicos incluem O (recozido), T5 (resfriado após extrusão e envelhecido artificialmente) e T6 (tratado por solubilização e envelhecido artificialmente), os quais permitem ajustar a conformabilidade e a resistência para processos posteriores.

O 6063 apresenta resistência moderada, excelente resistência à corrosão, ótima extrudabilidade e acabamento superficial, além de características de soldabilidade geralmente boas quando comparado a outras ligas tratáveis termicamente. Sua conformabilidade em temperas mais suaves e sua capacidade de produzir extrusões de paredes finas e intrincadas com propriedades mecânicas uniformes fazem dela uma escolha frequente para acabamentos arquitetônicos, caixilhos de janelas e perfis estruturais. Os setores que usualmente especificam o 6063 incluem construção civil, sistemas arquitetônicos, extrusões para uso geral, componentes estruturais leves e alguns dispositivos de gerenciamento térmico.

Engenheiros optam pelo 6063 em vez de outras ligas quando há necessidade de um equilíbrio otimizado entre extrudabilidade, acabamento superficial, resistência à corrosão e desempenho mecânico adequado, em vez de máxima resistência. Comparado ao 6061, o 6063 geralmente extruda cantos mais vivos e acabamentos mais limpos com similar facilidade de fabricação, mas com valores de resistência máxima um pouco inferiores. A liga é preferida quando tolerâncias dimensionais rigorosas, qualidade na anodização e consistência na extrusão são prioridades.

Variedades de Têmpera

Têmpera	Nível de Resistência	Alongamento	Conformabilidade	Soldabilidade	Observações
O	Baixa	Alta (≈18–28%)	Excelente	Excelente	Estado totalmente recozido para conformação e dobra
H14	Baixa–Média	Moderada (≈12–18%)	Boa	Excelente	Endurecida por deformação para rigidez intermediária
T5	Média	Moderada (≈10–15%)	Boa	Muito boa	Resfriada após extrusão e envelhecida artificialmente; comum para extrusões
T6	Média–Alta	Mais baixa (≈8–12%)	Regular	Muito boa	Tratada por solubilização e envelhecida artificialmente para maior resistência
T651	Média–Alta	Mais baixa (≈8–12%)	Regular	Muito boa	T6 com alívio de tensões por estiramento para reduzir tensões residuais

A têmpera afeta diretamente a microestrutura e o desempenho macroscópico porque os precipitados de envelhecimento controlam o limite de escoamento e a resistência à tração. Temperas mais suaves como O proporcionam máxima ductilidade e conformabilidade para dobra a frio e conformação complexa, enquanto T5/T6 entregam maior resistência à tração e ao escoamento, adequadas para uso estrutural.

Composição Química

Elemento	Faixa %	Observações
Si	0,2 – 0,6	Elemento-chave da liga formando precipitados de Mg2Si durante o envelhecimento
Fe	0 – 0,35	Elemento impureza; aumenta ligeiramente a resistência mas prejudica o acabamento superficial
Mn	0 – 0,1	Presença menor; geralmente mantido baixa no 6063 para evitar intermetálicos grosseiros
Mg	0,45 – 0,9	Principal contribuinte para resistência junto com o Si via formação de Mg2Si
Cu	0 – 0,1	Baixo; aumento do Cu elevava resistência mas reduz resistência à corrosão
Zn	0 – 0,1	Mantido baixo para preservar resistência à corrosão e qualidade da extrusão
Cr	0 – 0,1	Níveis traço para controlar a estrutura de grãos em algumas especificações
Ti	0 – 0,1	Refinador de grão em pequenas adições; melhora usinabilidade e início da extrusão
Outros	Cada ≤0,05, Total ≤0,15	Resíduos e elementos traço controlados para manter propriedades previsíveis

Os teores de Mg e Si são balanceados para formar precipitados de Mg2Si durante a solubilização e envelhecimento, o que determina a resistência e a cinética de endurecimento por envelhecimento. Baixos níveis de ferro e outras impurezas preservam o aspecto superficial e a resposta à anodização, importante para usos arquitetônicos e decorativos.

Propriedades Mecânicas

O comportamento à tração do 6063 depende fortemente da têmpera. Na condição recozida (O), a liga apresenta baixo limite de escoamento e resistência à tração com alto alongamento uniforme, favorecendo estampagem, dobra e estampagem profunda. Nos temperados T5/T6, a liga alcança limites de escoamento e tração mais elevados devido à precipitação fina e uniforme de Mg2Si; esses precipitados também alteram o comportamento de encruamento e reduzem a ductilidade em comparação com o estado O.

Os valores de limite de escoamento e tração também são influenciados pela espessura da seção e condição de extrusão, pois as taxas de resfriamento após tratamento térmico e têmpera afetam a distribuição dos precipitados. O desempenho à fadiga é moderado; defeitos superficiais e na extrusão são locais comuns de iniciação de fadiga, por isso acabamentos anodizados ou polidos podem melhorar a vida útil. A dureza correlaciona-se com a têmpera e normalmente aumenta substancialmente de O a T6 à medida que os precipitados de envelhecimento se formam.

Propriedade	O/Recozido	Têmpera Principal (ex.: T6)	Observações
Resistência à Tração	70–110 MPa	170–215 MPa	T6 aproximadamente dobra a resistência à tração comparado ao recozido; valores dependem do tamanho da seção
Limite de Escoamento	35–55 MPa	120–160 MPa	O limite de escoamento aumenta fortemente com envelhecimento artificial e tratamento por solubilização
Alongamento	18–28%	8–12%	Ductilidade reduzida no T6 conforme o endurecimento por precipitação avança
Dureza	20–35 HB	60–75 HB	Dureza Brinell aumenta com a têmpera; depende dos parâmetros de envelhecimento

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor	Observações
Densidade	2,70 g/cm³	Típica para ligas comerciais de alumínio
Faixa de Fusão	~582–652 °C	Solidus/liquidus dependem ligeiramente dos elementos de liga e impurezas
Condutividade Térmica	~170–220 W/m·K	Bom condutor térmico; diminui levemente com trabalho a frio e ligações
Condutividade Elétrica	~34–47 % IACS	Inferior ao alumínio de alta pureza devido à dispersão por solutos e precipitados
Calor Específico	~900 J/kg·K	Valor típico próximo à temperatura ambiente para ligas de alumínio
Coeficiente de Dilatação Térmica	~23,0–24,0 ×10⁻⁶ /K	Coeficiente moderado; importante para projeto de ciclos térmicos

O 6063 mantém a baixa densidade vantajosa e alta condutividade térmica do alumínio, tornando-o atraente onde peso e transferência de calor são importantes. O coeficiente de dilatação térmica e a condutividade devem ser considerados em conjuntos que combinam materiais diferentes para evitar tensões por dilatação térmica diferencial.

Formas de Produto

Forma	Espessura/Tamanho Típico	Comportamento de Resistência	Temperas Comuns	Observações
Chapa	0,3–6 mm	Resistência reduzida em espessuras finas devido à taxa de têmpera	O, T5	Usada para painéis de paredes finas e acabamentos; boa anodização
Placa	>6 mm	Resistência máxima ligeiramente menor em seções espessas	O, T6	Seções grossas requerem têmpera controlada para propriedades T6
Extrusão	Seções complexas, espessura de parede 0,7–10 mm	Uniforme em perfis contínuos; resistência influenciada pelo resfriamento	T5, T6, T651	Forma comercial principal; excelente acabamento superficial e controle dimensional
Tubo	Diâmetros até 200+ mm	Comportamento similar às extrusões; paredes finas esfriam rapidamente	O, T6	Tubulação estrutural e corrimãos arquitetônicos comuns
Barra/Vara	Φ3–100 mm	Espessuras maiores reduzem a resistência aparente	O, T6	Barras pequenas usadas para componentes usinados e conexões

Diferenças no processamento determinam a escolha da forma do produto: as extrusões possibilitam seções complexas e finas com tolerâncias apertadas, enquanto placa e barra fornecem estoque em massa para fabricação. A taxa de têmpera e a espessura da seção influenciam fortemente as propriedades mecânicas finais em temperas tratadas termicamente, de modo que os projetistas devem especificar têmpera e operações pós-tratamento térmico para garantir consistência.

Graus Equivalentes

Norma	Grau	Região	Observações
AA	6063	USA	Designação da Aluminum Association comumente usada na América do Norte
EN AW	AlMgSi0.5 / EN AW-6063	Europa	Nomeação europeia EN AW vinculada à química nominal e observações de têmpera
JIS	A6063	Japão	Norma Industrial Japonesa com equilíbrio Mg-Si e propriedades mecânicas similares
GB/T	6063	China	Norma chinesa geralmente equivalente, mas com algumas diferenças em tolerâncias

Embora a designação genérica 6063 seja consistente entre as normas, as especificações nacionais diferem nos limites permitidos de impurezas e critérios de ensaio. Essas pequenas diferenças podem afetar propriedades garantidas como alongamento mínimo ou teor máximo de ferro e, portanto, podem ser importantes para anodização rigorosa ou critérios mecânicos de aceitação.

Resistência à Corrosão

Em ambientes atmosféricos, o 6063 apresenta boa resistência geral à corrosão devido à formação de uma película protetora de óxido de alumínio. Seu baixo teor de cobre e zinco aumenta a resistência à corrosão localizada em comparação com algumas ligas de maior resistência, e a anodização aprimora ainda mais tanto o aspecto quanto a durabilidade ambiental. Aplicações arquitetônicas frequentemente exploram essa combinação para longa vida útil com manutenção mínima.

Em ambientes marinhos ou com alto teor de cloretos, o 6063 tem desempenho razoável, mas não é tão resistente quanto algumas ligas Al-Mg laminadas (ex.: série 5xxx) projetadas especificamente para exposição à água do mar. A iniciação de pites pode ocorrer em frestas ou superfícies rugosas onde os cloretos se concentram, portanto projete para drenagem e evite acoplamentos galvânicos com metais diferentes sempre que possível. A suscetibilidade à corrosão sob tensão é baixa em relação a ligas de alumínio de alta resistência, mas pode ser agravada por esforços de tração, temperaturas elevadas e ambientes agressivos.

Interações galvânicas devem ser gerenciadas em montagens com metais mistos; o 6063 é anódico em relação a aços inoxidáveis e cobre, mas catódico perante magnésio. Acabamentos protetores, selantes e materiais isolantes mitigam correntes galvânicas em montagens. Em comparação com ligas das séries 2xxx ou 7xxx, o 6063 sacrifica resistência máxima em favor de estabilidade superior à corrosão e melhor resposta à anodização.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

O 6063 solda facilmente com processos comuns de fusão como GTAW (TIG) e GMAW (MIG), produzindo cordões limpos e bom acabamento de filete na maioria dos casos. Ligantes preferenciais incluem 4043 (Al-Si) e 5356 (Al-Mg), dependendo da têmpera base e exigências de serviço; o 4043 reduz o risco de trincas e oferece melhor correspondência de cor para anodização. Zonas afetadas pelo calor na têmpera T6 amolecem, podendo ser necessário envelhecimento artificial pós-solda ou reaquecimento para restaurar propriedades.

Usinabilidade

A usinabilidade do 6063 é moderada e geralmente superior ao alumínio puro mais macio, porém inferior a algumas ligas de fácil usinagem com adições de chumbo ou bismuto. Ferramentas de carboneto com ângulo positivo, adequada evacuação dos cavacos e rigidez na fixação geram acabamentos ótimos; velocidades e avanços devem ser conservadores para evitar o acúmulo de cavaco na aresta cortante do alumínio. Os cavacos são tipicamente longos e dúcteis; utilize refrigeração abundante e estratégias de controle de cavacos para usinagem com tolerâncias apertadas.

Conformabilidade

O desempenho na conformação a frio é excelente nas têmperas O e H14, onde alta ductilidade permite dobra e conformação por rolos com pequenos raios de curvatura. Dobra em condição T6 requer raios maiores e pode causar trincas em bordas afiadas; projetistas devem especificar têmperas O ou T4/T5 para conformações severas e posteriormente proceder ao envelhecimento se for necessária resistência. Para perfis extrudados, o controle do projeto de espessuras de parede e raios de canto ajuda a evitar trincas e manter a precisão dimensional.

Comportamento ao Tratamento Térmico

O 6063 é tratável termicamente através de solubilização seguida de têmpera e envelhecimento. O tratamento de solubilização ocorre normalmente entre 535–565 °C para dissolver Mg2Si em solução sólida, seguido de têmpera rápida para manter a solução supersaturada. O envelhecimento artificial (T6) utiliza temperaturas na faixa de aproximadamente 160–220 °C por tempos que variam conforme o tamanho da seção para precipitar finos Mg2Si e atingir resistência máxima.

A têmpera T5 resulta do resfriamento do material após trabalho a quente (ex.: extrusão) seguido de envelhecimento artificial sem tratamento de solubilização prévio. T651 denota T6 com alongamento controlado para aliviar tensões residuais. O sobrematuração ou exposição prolongada a temperaturas elevadas provoca coarsening dos precipitados, reduz limite de escoamento e resistência à tração, e aumenta ductilidade; ciclos de envelhecimento devem ser otimizados para geometria da peça e aplicação.

Desempenho em Altas Temperaturas

Temperaturas elevadas reduzem a resistência do 6063 devido ao coarsening dos precipitados e à diminuição do fortalecimento por solução sólida. O desempenho estrutural útil é geralmente limitado a temperaturas de serviço abaixo de cerca de 150 °C; acima dessa faixa ocorre amolecimento significativo e o creep em longo prazo torna-se preocupação. Taxas de oxidação são moderadas pois o alumínio forma um óxido estável, mas revestimentos protetores ou anodização continuam importantes para manter a integridade superficial em atmosferas oxidantes a altas temperaturas.

Zonas afetadas pelo calor próximas às soldas podem apresentar crescimento de grão e amolecimento residual, reduzindo resistência à fadiga e estática no serviço. Para aplicações com temperaturas elevadas sustentadas ou carregamentos térmicos cíclicos, devem ser consideradas ligas com maior estabilidade térmica ou tratamentos térmicos especializados. Margens de projeto e estratégias de gerenciamento térmico são essenciais ao usar 6063 próximo aos seus limites superiores de temperatura de serviço.

Aplicações

Indústria	Componente Exemplo	Por que Utilizar 6063
Construção Civil	Perfis de janelas, extrusões para fachadas cortina	Excelente extrudabilidade, acabamento superficial e resposta à anodização
Automotiva	Perfis decorativos e acabamentos	Bom equilíbrio entre conformabilidade e resistência adequada para partes não estruturais
Marítima	Componentes estruturais não críticos, corrimãos	Resistência à corrosão e bom acabamento para ambientes expostos
Eletrônica	Dissipadores de calor, invólucros	Boa condutividade térmica e facilidade para usinagem e extrusão
Bens de Consumo	Móveis, artigos esportivos	Leveza, acabamentos estéticos e facilidade de fabricação

A combinação de extrudabilidade, qualidade superficial e propriedades mecânicas moderadas faz do 6063 um padrão para extrusões arquitetônicas e de uso geral. Projetistas frequentemente exploram anodização e uniões mecânicas simples para produzir conjuntos econômicos e de alto aspecto visual.

Considerações para Seleção

Para aplicações onde conformabilidade, extrudabilidade e qualidade da anodização são prioritárias, o 6063 é forte candidato por oferecer resistência razoável e permitir perfis complexos de parede fina. Em comparação com alumínio comercialmente puro (ex.: 1100), sacrifica parte da condutividade elétrica e ductilidade última, mas ganha significativamente em limite de escoamento e resistência à tração devido aos precipitados do envelhecimento.

Quando comparado com ligas comuns endurecidas por trabalho como 3003 ou 5052, o 6063 apresenta maior resistência nas condições tratadas termicamente, mantendo resistência à corrosão comparável em muitos ambientes atmosféricos; entretanto, 3003/5052 costumam superar o 6063 em ambientes marinhos severos com cloretos e em situações onde o endurecimento por trabalho é a via preferida para reforço. Em relação ao 6061, o 6063 geralmente extrude melhor e produz melhor acabamento superficial e extrusões mais intrincadas, portanto é preferido para extrusões arquitetônicas, ainda que o 6061 ofereça resistência máxima superior para aplicações estruturais.

Resumo Final

A liga 6063 permanece amplamente utilizada por equilibrar exclusivamente extrudabilidade, qualidade superficial, resistência à corrosão e propriedades mecânicas adequadas para ampla gama de aplicações arquitetônicas e estruturais leves. Sua tratabilidade térmica oferece versatilidade em processos produtivos, permitindo a projetistas e fabricantes otimizar conformabilidade ou resistência por meio da seleção da têmpera e pós-processamento.