Alumínio 6070: Composição, Propriedades, Guia de Têmpera e Aplicações

Visão Geral Abrangente

A liga de alumínio 6070 é um membro da série 6xxx de ligas de alumínio, caracterizada pelo magnésio e silício como principais elementos de liga. O equilíbrio de liga no 6070 o posiciona entre composições tratáveis termicamente e endurecíveis por envelhecimento, que respondem a tratamentos de solubilização e envelhecimento artificial para desenvolver resistência útil, mantendo boa extrudabilidade e acabamento superficial.

O principal mecanismo de fortalecimento do 6070 é o endurecimento por precipitação via formação de Mg2Si (siliceto de magnésio) durante ciclos controlados de envelhecimento. Isso confere ao 6070 uma combinação de resistência moderada a alta, boa ductilidade em têmperas mais macias e resposta térmica previsível, atraente para extrusões estruturais e peças usinadas.

As principais características do 6070 incluem uma relação favorável entre resistência e peso, resistência competente à corrosão em ambientes atmosféricos e boa soldabilidade quando usados metais de enchimento apropriados e tratamentos pós-soldagem. A conformabilidade em têmperas recozidas e parcialmente encruadas é alta, permitindo operações de dobra e estampagem; entretanto, têmperas em pico de envelhecimento reduzem a ductilidade e requerem consideração nas operações de conformação.

Os setores típicos que utilizam o 6070 incluem automotivo (componentes estruturais e chassi), ferroviário e transporte de massa (estruturas extrudadas), máquinas industriais (perfis e acessórios) e algumas aplicações marítimas onde se exige equilíbrio entre resistência, facilidade de fabricação e desempenho corrosivo. Engenheiros selecionam o 6070 quando necessitam de uma liga da série 6xxx que ofereça metalurgia favorável à extrusão com propriedades de pico competitivas e estabilidade dimensional comparável a outras ligas 6xxx.

Variedades de Têmpera

Têmpera	Nível de Resistência	Alongamento	Conformabilidade	Soldabilidade	Observações
O	Baixo	Alto (20–35%)	Excelente	Excelente	Estado totalmente recozido para conformação e união
H14	Moderado	Moderado (10–18%)	Bom	Bom	Encruado, limitado pela capacidade de encruamento
T4	Moderado	Moderado-Alto (12–25%)	Bom	Bom	Tratado termicamente por solubilização e envelhecido naturalmente; bom equilíbrio entre conformabilidade e resistência
T5	Moderado-Alto	Moderado (8–15%)	Regular-Bom	Bom	Resfriado após conformação em alta temperatura e envelhecido artificialmente
T6	Alto	Baixo-Moderado (8–12%)	Limitado	Bom	Tratado por solubilização e envelhecido artificialmente para resistência máxima
T651	Alto	Baixo-Moderado (8–12%)	Limitado	Bom	Variante do T6 com alívio de tensões por estiramento para reduzir tensões residuais

As têmperas no 6070 controlam o estado de precipitação do Mg2Si e qualquer recuperação microestrutural após trabalho a frio, o que governa diretamente o comportamento à tração e ao escoamento. Projetistas escolhem O ou T4 para operações de conformação e T6/T651 para componentes estruturais acabados, onde se exige estabilidade dimensional e resistência máxima.

Composição Química

Elemento	Faixa %	Observações
Si	0,2–0,8	O silício combina-se com magnésio para formar precipitados de Mg2Si, controlando a resposta ao endurecimento por envelhecimento.
Fe	0,05–0,40	Ferro é uma impureza comum; forma intermetálicos que podem reduzir a ductilidade e o acabamento superficial.
Mn	0,00–0,10	Manganês refina a estrutura de grão e melhora ligeiramente a resistência; usualmente baixo no 6070.
Mg	0,35–0,9	Magnésio é o principal elemento de reforço junto com Si para produzir precipitados de Mg2Si.
Cu	0,05–0,25	Cobre pode estar presente em pequenas quantidades para ajustar a resistência e a cinética de envelhecimento, mas altos teores de Cu comprometem a resistência à corrosão.
Zn	0,00–0,20	Zinco é tipicamente baixo; níveis elevados podem aumentar a resistência mas também a sensibilidade à corrosão sob tensão.
Cr	0,00–0,10	Cromo auxilia no controle do crescimento de grão e pode reduzir a recristalização durante o tratamento térmico.
Ti	0,00–0,10	Titânio é usado em traços como refinador de grão para melhoria das propriedades mecânicas e da qualidade superficial.
Outros	Balance até 100 (cada ≤0,05)	Pequenas adições controladas e resíduos (ex.: Zr, V) podem estar presentes para otimizar propriedades para extrusão e envelhecimento.

A relação Mg–Si e o conteúdo absoluto de Mg e Si determinam a fração volumétrica e coerência dos precipitados formados durante o envelhecimento, que definem a resistência máxima alcançável. Elementos-traço como Cr, Ti e pequenas quantidades de Cu ou Zn são usados para ajustar o comportamento da recristalização, tamanho do grão e resposta à corrosão para rotas de processamento e aplicações específicas.

Propriedades Mecânicas

O comportamento à tração do 6070 é típico das ligas 6xxx tratáveis termicamente: apresenta aumento pronunciado tanto no limite de escoamento quanto na resistência à tração máxima com envelhecimento artificial, acompanhado de redução da ductilidade. Em condições recozidas ou T4, a liga exibe bom alongamento uniforme e absorção de energia adequada para conformação e gerenciamento de energia em impacto; nas condições de pico T6/T651, oferece maior rigidez e capacidade de carga com alongamento reduzido.

O limite de escoamento e a resistência à tração são sensíveis à espessura da seção e ao histórico térmico; extrusões finas ou seções laminadas podem atingir propriedades próximas do pico mais rapidamente do que chapas mais espessas devido a resfriamento mais rápido e tratamento térmico mais uniforme. A dureza correlaciona-se com o estado de precipitação e é um indicador conveniente para controle do processo; o sobreenvelhecimento reduz dureza e propriedades de tração, mas pode melhorar tenacidade e reduzir a suscetibilidade a trincas por corrosão sob tensão.

A resistência à fadiga do 6070 em condições de pico é moderada e se beneficia de acabamentos superficiais suaves, controle de tensões residuais e tratamentos adequados de granalhamento ou alívio de tensões. A presença de partículas intermetálicas (fases ricas em ferro) pode atuar como sítios de iniciação para trincas de fadiga, portanto o controle do nível de impurezas e dos parâmetros de extrusão é importante para aplicações de alto ciclo.

Propriedade	O/Recozido	Têmpera-chave (ex.: T6/T651)	Observações
Resistência à Tração	100–150 MPa	250–320 MPa	Faixas amplas refletem tamanho da seção e tratamento de envelhecimento; valores citados são típicos para engenharia.
Limite de Escoamento	40–70 MPa	200–280 MPa	O escoamento varia fortemente com têmpera e trabalho a frio prévio; T651 melhora o estado de tensões residuais.
Alongamento	20–35%	8–12%	A ductilidade diminui conforme a resistência aumenta; o alongamento também depende da espessura da seção.
Dureza	30–60 HB	80–120 HB	A dureza acompanha as propriedades de tração; é instrumental para controle de qualidade durante envelhecimento e fabricação.

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor	Observações
Densidade	~2,70 g/cm³	Densidade típica de ligas de alumínio; útil para cálculos de massa e rigidez.
Faixa de Fusão	~555–650 °C	Faixas de solidus–líquidus variam com elementos de liga e impurezas; fornecem janelas de processo para fundição e soldagem.
Condutividade Térmica	~130–160 W/m·K	Inferior ao alumínio puro devido à liga; ainda boa para aplicações de dissipação térmica.
Condutividade Elétrica	~28–38 %IACS	Reduzida em relação ao Al puro por efeito da liga; aceitável para componentes estruturais com função elétrica combinada.
Calor Específico	~0,88–0,92 J/g·K	Típica para ligas de alumínio; relevante para análise de transitórios térmicos.
Coeficiente de Dilatação Térmica	~23–24 µm/m·K (20–100 °C)	Coeficiente de dilatação térmica similar a outras ligas Al–Mg–Si; importante para tolerâncias em montagens.

As propriedades físicas tornam o 6070 atraente onde se exige leveza combinada com boa condutividade térmica, como em peças estruturais dissipadoras de calor. O coeficiente relativamente alto de dilatação térmica deve ser considerado em conjuntos com materiais dissimilares para evitar deriva dimensional ou tensões durante ciclos térmicos.

Formas do Produto

Forma	Espessura/Tamanho Típico	Comportamento de Resistência	Estados Típicos	Observações
Chapa	0,5–6 mm	Uniforme na espessura quando laminada a frio	O, T4, T5, T6	Comum para painéis, placas de cobertura e peças de estampagem superficial
Placa	6–50+ mm	Pode apresentar menor homogeneidade em seções espessas	O, T4, T6	Seções mais espessas requerem tratamento térmico ajustado para envelhecimento uniforme
Extrusão	Dependente do perfil (tecidos finos a nervuras grossas)	Frequentemente tratado termicamente após extrusão para obtenção dos estados T5/T6	T5, T6, T651	Ampliamente usado para perfis complexos e armações
Tubo	Ø 10–200+ mm	O método de soldagem ou extrusão afeta a estrutura do grão	O, T4, T6	Utilizado para tubos estruturais e coletores hidráulicos
Barra/Vareta	Ø 3–100 mm	A usinabilidade varia conforme o estado; barras trefiladas podem apresentar maior resistência	O, H14, T6	Matéria-prima para componentes usinados e fixadores

Chapas e extrusões são as formas predominantes do 6070, com as extrusões aproveitando a química favorável à extrusão da liga para perfis longos e complexos. Placas e seções espessas requerem processamento térmico cuidadoso para garantir solução e envelhecimento uniformes através da espessura, enquanto barra/vareta são preferidas para componentes que exigem usinagem subsequente ou trabalho a frio.

Graus Equivalentes

Norma	Grau	Região	Observações
AA	6070	EUA	Designação ANSI/AA para a liga comercial; referência principal em fichas técnicas de fornecedores.
EN AW	6070	Europa	A designação EN AW-6070 é comumente utilizada para perfis extrudados e produtos forjados.
JIS	—	Japão	Não há equivalente exato 1:1 no JIS; comparável a certas ligas Al–Mg–Si forjadas usadas para extrusão.
GB/T	—	China	A China pode listar um equivalente próximo dentro da família de ligas Al–Mg–Si, frequentemente correspondendo em composição e estado.

Diferenças sutis entre normas regionais podem surgir devido a níveis permitidos de impurezas, estados designados e requisitos de ensaio ligeiramente distintos. Ao substituir entre normas, os engenheiros devem verificar limites de composição, requisitos de propriedades mecânicas nos estados especificados e protocolos exigidos de tratamento térmico ou testes.

Resistência à Corrosão

Em ambientes atmosféricos, o 6070 apresenta resistência à corrosão típica das ligas da série 6xxx, oferecendo boa resistência à oxidação geral e a corrosão por pite sob condições normais de serviço. A presença de Mg e Si confere uma película estável de óxido protetor que limita a taxa de corrosão uniforme; entretanto, ataques localizados podem iniciar em danos mecânicos ou em pontos com partículas intermetálicas.

A exposição marinha acelera os desafios de corrosão; embora o 6070 tenha desempenho razoável em atmosferas levemente salinas, a imersão prolongada ou zonas de respingo podem promover corrosão por pite e por frestas se não forem aplicados revestimentos protetores ou anodização. Tratamentos superficiais adequados, revestimentos anódicos e isolamento catódico de materiais nobres são estratégias comuns de mitigação para aplicações marítimas.

A suscetibilidade a trinca por corrosão sob tensão (SCC) em ligas Mg–Si tratáveis termicamente é moderada e tende a aumentar com estados de maior resistência e com a presença de tensões residuais trativas. Interações galvânicas com aços inoxidáveis e ligas de cobre podem ser significativas devido ao potencial eletroquímico do alumínio; camadas isolantes ou proteção catódica sacrificial são frequentemente requeridas em montagens de metais mistos.

Comparado com ligas da série 5xxx (Al–Mg), o 6070 geralmente apresenta resistência à SCC ligeiramente inferior em condições de pico, mas melhor resistência mecânica e acabamento superficial. Em relação às ligas da série 2xxx (Al–Cu), o 6070 oferece resistência à corrosão superior, porém resistência à tração final mais baixa, tornando-o escolha preferencial quando desempenho anticorrosivo e facilidade de fabricação são prioridades.

Propriedades para Fabricação

Soldabilidade

O 6070 solda bem com processos comuns de soldagem por fusão, como TIG e MIG, quando se utilizam metais de adição apropriados projetados para ligas Al–Mg–Si. Os consumíveis recomendados são tipicamente 4043 (Al–Si) ou 5356 (Al–Mg), conforme a resistência, ductilidade e considerações de corrosão necessárias; 4043 oferece excelente fluidez e menor tendência a trincas quentes, enquanto 5356 proporciona maior resistência no cordão de solda. O risco de trinca por solidificação é moderado para ligas 6xxx; o controle do projeto da junta, restrição, entrada de calor e seleção do metal de adição minimiza esse risco. Amolecimento na zona termicamente afetada (ZTA) ocorre localmente em estados de pico, portanto envelhecimento artificial pós-soldagem ou alívio mecânico de tensões pode ser necessário para restaurar propriedades uniformes.

Usinabilidade

A usinabilidade do 6070 é típica para ligas Al–Mg–Si forjadas e é geralmente boa a excelente em estados recozidos e parcialmente envelhecidos. Ferramentas de metal duro com ângulo positivo, aço rápido ou ferramentas revestidas por PVD apresentam bom desempenho em velocidades moderadas de corte, mantendo o acabamento; velocidades de superfície recomendadas variam entre 200–600 m/min dependendo da geometria da ferramenta e do refrigerante. Cavacos tendem a ser contínuos e dúcteis; evacuação cuidadosa dos cavacos e controle da alimentação são necessários para evitar formação de aresta construída e garantir estabilidade dimensional. Para peças com tolerâncias rigorosas, o acabamento final pode ser feito no estado T4 seguido de envelhecimento para controle de distorção.

Conformabilidade

A conformabilidade nos estados O e T4 é elevada, permitindo dobragem com raios internos relativamente pequenos e operações convencionais de estampagem sem fissuração excessiva. Para peças trefiladas ou conformadas em profundidade, o uso de estados recozidos ou levemente envelhecidos e etapas progressivas de conformação preserva a integridade superficial e a conformabilidade. Recomendações de raio de dobra tipicamente seguem relações R/t comparáveis a outras ligas 6xxx; dobras acentuadas em estados de pico frequentemente requerem pré-aquecimento ou alívio de tensões pós-conformação. O trabalho a frio aumenta a resistência por encruamento, mas reduz a ductilidade, portanto os projetistas devem planejar sequências de conformação que mantenham a forma final em estados mais moles quando possível.

Comportamento ao Tratamento Térmico

Como liga tratável termicamente da série 6xxx, o 6070 responde de forma previsível a tratamentos de solubilização, têmpera e envelhecimento artificial para desenvolvimento de resistência via precipitação controlada. Temperaturas típicas de solubilização ficam na faixa de 510–540 °C para dissolver Mg2Si em solução sólida, seguidas de têmpera rápida para manter solução sólida supersaturada. O envelhecimento artificial subsequente, em faixas de 160–200 °C, promove precipitação controlada de finas partículas coerentes de Mg2Si que aumentam a resistência até valores de pico.

As transições de estado T seguem o padrão canônico das ligas 6xxx: T4 indica solução tratada e naturalmente envelhecida, T5 indica resfriada de temperatura elevada e envelhecida artificialmente, e T6 representa tratada em solução e envelhecida artificialmente até condição de pico estável. O sobreenvelhecimento a temperaturas maiores ou por tempos prolongados coarsifica os precipitados, reduzindo resistência, porém melhorando tenacidade e diminuindo a susceptibilidade à trinca por corrosão sob tensão. Para componentes críticos, as janelas de processo para solubilização e envelhecimento devem ser validadas com testes de dureza e tração para assegurar envelopes de propriedades adequados.

Em rotas de processamento não tratáveis termicamente, como trabalho a frio, o 6070 pode ser encruado (estados H), mas a resistência máxima alcançável via encruamento é inferior às resistências obtidas por precipitação em pico; portanto, o tratamento térmico permanece a principal rota para aplicações de alta resistência. O recozimento total retorna a liga ao estado recristalizado e dúctil, adequado para operações de conformação.

Desempenho em Alta Temperatura

O 6070 apresenta perda progressiva de resistência com o aumento da temperatura, como outras ligas Al–Mg–Si, com rigidez estrutural e capacidade de carga úteis tipicamente limitadas a temperaturas de serviço abaixo de aproximadamente 150–175 °C. Acima dessas temperaturas, a estabilidade dos finos precipitados Mg2Si diminui, causando amolecimento e redução do limite de escoamento; exposições prolongadas em temperaturas elevadas podem acelerar o sobreenvelhecimento e os efeitos de coarsificação.

A oxidação em temperaturas típicas de serviço é mínima devido à película protetora de óxido de alumínio; contudo, exposições prolongadas em altas temperaturas em atmosferas oxidantes podem afetar acabamento superficial e estabilidade dimensional. Em zonas soldadas, o sobreenvelhecimento da ZTA é preocupação chave em excursões térmicas elevadas durante a fabricação; projetistas devem considerar tratamentos térmicos pós-soldagem ou tensões admissíveis conservadoras para variações de temperatura de serviço.

Aplicações

Indústria	Componente Exemplo	Por que o 6070 é Usado
Automotiva	Longarinas de chassi extrudadas, travessas	Boas propriedades de extrusão, equilíbrio entre resistência e redução de peso
Marinha	Perfis estruturais e armações	Resistência à corrosão aceitável com revestimentos adequados e boa facilidade de fabricação
Aeronáutica	Peças secundárias, elementos estruturais internos	Relação favorável entre resistência e peso e resposta previsível ao tratamento térmico
Eletrônica	Estruturas para dissipação térmica	Combinação de resistência mecânica e condutividade térmica para invólucros e suportes

O 6070 é usado quando a combinação de extrudabilidade, qualidade de acabamento e resistência por envelhecimento permite perfis complexos que também estão prontos para usinagem CNC ou soldagem. Seu equilíbrio de propriedades físicas e mecânicas o torna uma escolha versátil para aplicações estruturais e de fabricação de médio porte.

Informações para Seleção

Escolha o 6070 quando precisar de uma liga Al–Mg–Si tratável termicamente que ofereça boa extrudabilidade, acabamento superficial e um caminho previsível para atingir resistência máxima, sem o custo mais alto ou a dificuldade de usinagem das ligas de alta resistência das séries 2xxx ou 7xxx. É especialmente atraente para extrusões longas e perfis estruturais que requerem tratamentos térmicos pós-formação.

Comparado ao alumínio comercialmente puro (ex.: 1100), o 6070 troca um pouco de condutividade elétrica e térmica e formabilidade ligeiramente reduzida por uma resistência ao escoamento e à tração substancialmente maior. Em relação a ligas comuns endurecidas por trabalho, como 3003 ou 5052, o 6070 oferece resistência máxima superior após envelhecimento, em troca de uma resistência à corrosão um pouco menor em certas condições marítimas e um processamento térmico um pouco mais complexo.

Comparado a ligas tratáveis termicamente comuns como 6061 ou 6063, o 6070 pode ser preferido quando perfis específicos de extrusão, acabamento superficial ou cinéticas de envelhecimento ligeiramente diferentes são necessários; pode oferecer melhor extrudabilidade ou aparência superficial para alguns perfis, apesar de apresentar resistência máxima similar ou marginalmente inferior, portanto a seleção frequentemente depende da disponibilidade do fornecedor e do controle específico do processo.

Resumo Final

O alumínio 6070 permanece uma liga relevante da série 6xxx para engenheiros que buscam um meio-termo entre formabilidade, extrudabilidade e resistência por envelhecimento para perfis estruturais e componentes fabricados. Seu comportamento previsível de endurecimento por precipitação, resistência à corrosão aceitável e compatibilidade com técnicas padrão de fabricação fazem dele uma escolha prática para aplicações automotivas, marítimas e industriais onde desempenho equilibrado e manufacturabilidade são essenciais.