Alumínio 7034: Composição, Propriedades, Guia de Laminação e Aplicações

Visão Geral Abrangente

7034 é uma liga de alumínio da série 7xxx, pertencente à família de alta resistência Al-Zn-Mg(-Cu), onde o zinco é o principal elemento de liga. Sua designação indica um sistema endurecível por precipitação Zn–Mg–Cu, projetado para fornecer limite de escoamento e resistência à tração elevados em comparação com as famílias 1xxx–6xxx, mantendo uma relação resistência-peso favorável.

O fortalecimento no 7034 ocorre principalmente por meio de tratamento térmico por solução, têmpera rápida e envelhecimento artificial para formar precipitados finos do tipo η (MgZn2); esse mecanismo de tratamento térmico do tipo T proporciona alta resistência específica, mas introduz sensibilidade a ciclos térmicos e corrosão localizada. Características típicas incluem alta resistência estática em estados de envelhecimento máximo, retenção moderada a baixa das propriedades mecânicas na condição soldada, formabilidade variável dependendo do tratamento térmico e resistência à corrosão intermediária que pode ser aprimorada por envelhecimento excessivo e adições micro-ligadas.

Indústrias que comumente utilizam ligas como 7034 incluem fixações e forjados de fuselagem aeroespacial, subestruturas automotivas de alto desempenho e componentes de suspensão, equipamentos de defesa e equipamentos esportivos especializados onde alta resistência estática e rigidez são prioritárias. A liga é selecionada em vez das séries de menor resistência (3000/5000/6000) quando o projeto exige redução de seção transversal, economia de peso ou maiores tensões permitidas, e em comparação com ligas tipo 7075 onde são aceitas pequenas concessões na resistência máxima para melhor tenacidade ou resistência à trinca por corrosão sob tensão (SCC).

7034 é escolhida quando engenheiros precisam de um alumínio endurecível por tratamento térmico que possa ser processado para altas resistências estáticas com opções controladas de envelhecimento excessivo para reduzir a suscetibilidade à trinca por corrosão sob tensão; ocupa um nicho prático entre as ligas 7xxx de máxima resistência e famílias mais resistentes à corrosão ou mais conformáveis.

Variantes de Tratamento Térmico

Tratamento	Nível de Resistência	Alongamento	Formabilidade	Soldabilidade	Observações
O	Baixo	Alto	Excelente	Excelente	Estado totalmente recozido para conformação e usinagem
H14	Moderado	Moderado	Bom	Bom	Endurecido por trabalho e parcialmente recozido para peças conformadas
T4	Moderado	Moderado	Bom	Bom	Envelhecido naturalmente após tratamento térmico por solução; resistência intermediária
T6	Alto	Baixo a Moderado	Regular	Ruim	Tratado por solução e envelhecido artificialmente para resistência máxima
T651	Alto	Baixo a Moderado	Regular	Ruim	T6 com alívio de tensão por estiramento; comum para peças estruturais
T73	Moderado a Alto	Moderado	Regular	Ruim	Envelhecido excessivamente para melhorar resistência à corrosão e SCC
T76	Moderado	Moderado	Regular	Ruim	Tratamento estabilizado para desempenho melhorado contra corrosão sob tensão

Os tratamentos térmicos em 7034 exercem forte controle sobre o estado dos precipitados, que determina diretamente limite de escoamento, tenacidade e resistência à trinca por corrosão sob tensão. Tratamentos com envelhecimento máximo como T6 e T651 maximizam as propriedades de tração, mas reduzem a ductilidade e formabilidade e aumentam a suscetibilidade à corrosão localizada e a trincas por corrosão sob tensão.

Tratamentos com envelhecimento excessivo como T73/T76 sacrificam um pouco da resistência máxima para melhorar a resistência à trinca por corrosão sob tensão e a estabilidade a longo prazo; tratamentos recozidos e endurecidos por trabalho (O, Hxx) fornecem a melhor formabilidade e usinabilidade, em detrimento da resistência específica.

Composição Química

Elemento	Faixa %	Observações
Si	0,00–0,50	Impureza típica; controla comportamento na fundição/filtração
Fe	0,00–0,50	Impureza, afeta conteúdo de partículas intermetálicas e tenacidade
Mn	0,00–0,20	Efeito minoritário em ligas 7xxx; pode auxiliar ligeiramente na estrutura de grão
Mg	1,40–2,20	Parceiro principal de endurecimento com Zn (forma MgZn2)
Cu	1,00–1,80	Aumenta resistência e dureza; eleva sensibilidade à SCC se alto
Zn	4,50–5,50	Elemento principal de endurecimento na família 7xxx
Cr	0,05–0,25	Controla recristalização e estrutura de grão; melhora tenacidade
Ti	0,00–0,15	Refinador de grão na metalurgia de fundidos/inços
Outros (incl. Zr)	0,00–0,30	Zr frequentemente usado para controlar crescimento de grão e melhorar tenacidade

O elevado teor de Zn e Mg estabelece o potencial de endurecimento por precipitação através da formação da fase η; Cu é utilizado para ajustar níveis de resistência máxima e morfologia dos precipitados, mas deve ser balanceado porque o aumento do Cu eleva a suscetibilidade à corrosão intergranular e SCC. Adições de cromo e zircônio são mantidas intencionalmente baixas para travar a recristalização, refinar a estrutura de grão e proporcionar comportamento mecânico mais uniforme entre calibres e rotas de processamento. Os níveis de impurezas Si e Fe são controlados para limitar partículas intermetálicas grosseiras que degradam a tenacidade e o desempenho à fadiga.

Propriedades Mecânicas

No comportamento à tração, o 7034 apresenta diferença marcante entre tratamentos recozidos e de envelhecimento máximo: a liga mostra aumentos pronunciados tanto nas resistências à tração quanto ao escoamento após tratamento térmico por solução e envelhecimento artificial, com concomitante redução no alongamento uniforme. As razões entre limite de escoamento e resistência máxima são típicas de ligas endurecidas por precipitação, com ductilidade relativamente baixa nas condições T6/T651 e tenacidade de moderada a boa em tratamentos com envelhecimento excessivo como T73.

A dureza segue a mesma tendência, sendo o material recozido macio e fácil de usinar/conformar, enquanto a condição T6 atinge valores de HB substancialmente mais altos; a resistência à fadiga é beneficiada por precipitados finos e distribuídos uniformemente, mas é afetada negativamente por partículas intermetálicas grosseiras e defeitos de superfície. Espessura e tamanho da seção influenciam as propriedades atingíveis devido à sensibilidade à têmpera — seções mais espessas resfriam mais lentamente, produzindo precipitados mais grosseiros e menor resistência na condição de têmpera, a menos que estratégias especiais de têmpera ou micro-ligações sejam aplicadas.

O tratamento térmico e o processamento determinam fortemente a sensibilidade ao entalhe e o comportamento de iniciação de trinca por fadiga; controle cuidadoso do acabamento superficial, jateamento (shot-peening) e alívio de tensão pós-tratamento térmico são comumente aplicados para otimizar a vida útil de fadiga em componentes críticos.

Propriedade	O/Recozido	Tratamento Chave (T6/T651)	Observações
Resistência à Tração (MPa)	120–260	480–540	Faixa T6 depende da seção e da composição exata
Limite de Escoamento (MPa)	80–220	415–480	Limite de escoamento alto nos tratamentos máximos, endurecimento por trabalho aumenta LE
Alongamento (%)	20–30	6–12	Ductilidade diminui com o aumento da resistência
Dureza (HB)	35–60	140–165	Dureza correlaciona com condição de envelhecimento e estado dos precipitados

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor	Observações
Densidade	2,78 g/cm³	Típica para ligas Al de alta resistência; boa resistência específica
Faixa de Fusão	477–635 °C	Intervalo solidus/liquidus influenciado pelas adições de liga
Condutividade Térmica	~120–140 W/m·K	Inferior ao alumínio puro; adequada para muitas aplicações térmicas
Condutividade Elétrica	~28–36 %IACS	Reduzida em comparação com alumínio puro devido aos elementos de liga
Calor Específico	~0,88 J/g·K	Valores próximos ao alumínio base na temperatura ambiente
Coeficiente de Dilatação Térmica	~23–24 ×10^-6 /K	Dilatação linear típica próxima a outras ligas de alumínio

O conjunto de propriedades físicas confirma o 7034 como um metal estrutural de baixa densidade com razoável capacidade de transporte térmico e condutividade elétrica moderada; essas características favorecem projetos sensíveis ao peso que também possam requerer dissipação de calor. A condutividade térmica e elétrica são reduzidas em relação ao alumínio comercialmente puro devido à dispersão de solutos e partículas de segunda fase, e essas reduções devem ser consideradas em aplicações de gerenciamento térmico e elétrico.

A faixa de fusão indica temperaturas padrão para processamento de alumínio em fusão e fundição, enquanto as janelas de conformação e tratamento térmico seguem diretrizes típicas de processamento Al-Zn-Mg-Cu com tratamento por solução próximo ao limite solidus mas abaixo da fusão inicial.

Formas do Produto

Forma	Espessura/Tamanho Típico	Comportamento de Resistência	Têmperas Comuns	Observações
Chapa	0,5–8 mm	Sensível à laminação e têmpera; boa uniformidade em espessuras finas	O, T4, T6, T651	Amplamente usada para painéis estruturais; espessuras finas atingem bem o T6
Placa	8–200+ mm	Resistência reduzida em seções muito espessas devido à têmpera	O, T6, T73	Placas mais espessas requerem têmpera controlada ou envelhecimento excessivo
Extrusão	Seções transversais de até algumas centenas de mm	Menos comum que 6xxx; sensibilidade à têmpera limita perfis grandes	T6 (limitado), O	Extrusões de seções grandes são desafiadoras devido a trincas a quente
Tubo	Diâmetro externo de pequeno a grande	Comportamento semelhante às extrusões; soldagem frequentemente usada na fabricação	O, T6 (soldado)	Tubos sem costura são possíveis, mas limitados pela conformabilidade da liga
Barra/Tábuas	Diâmetros até 150 mm	Bom para forjados e componentes usinados	O, T6, T651	Usados para forjados de alta resistência e componentes usinados

Diferentes formas de produto impõem restrições distintas às propriedades alcançáveis e rotas de processamento; chapas e placas finas refrigeram rapidamente e podem atingir propriedades próximas do pico T6, enquanto placas mais espessas e extrusões são limitadas pela taxa de têmpera e frequentemente requerem envelhecimento excessivo ou controle termomecânico para estabilizar as propriedades. Rotas de forjamento e conformação a frio são usadas para refinar a microestrutura e melhorar a vida à fadiga, mas essas operações devem ser coordenadas com o tratamento de solução e envelhecimento subsequentes para evitar amolecimento indesejado ou distorção.

Rotas de soldagem e juntamento são frequentemente escolhidas para minimizar o amolecimento na zona termicamente afetada (ZTA); quando a soldagem é inevitável, o projeto e a seleção do metal de adição são críticos para preservar a integridade estrutural enquanto aceitam reduções locais nas propriedades mecânicas.

Graus Equivalentes

Norma	Grau	Região	Observações
AA	7034	USA	Designação principal para esta liga nos catálogos da Aluminum Association
EN AW	7034	Europa	Designação química geralmente equivalente na norma EN
JIS	A7075 (aprox.)	Japão	A7075 não é idêntico, mas é referência comum para famílias 7xxx de alta resistência
GB/T	7A04 / 7A09 (aprox.)	China	Graus similares da série 7xxx usados na China; equivalência direta deve ser verificada

O cruzamento exato entre normas é complicado por diferenças nos níveis permitidos de impurezas, elementos microaliciantes e rotas típicas de processamento; enquanto EN AW-7034 será quimicamente semelhante, os graus JIS e GB/T listados são análogos funcionais aproximados e não equivalentes químicos estritos. Engenheiros devem confirmar certificação específica do fornecedor e análise química para intercambialidade, e estar cientes que o histórico de processamento (ex.: metalurgia do lingote, tratamento termomecânico) pode criar diferenças de desempenho mesmo quando a química nominal coincide.

Resistência à Corrosão

A resistência à corrosão atmosférica para 7034 é moderada; superfícies pintadas ou revestidas apresentam bom desempenho em atmosferas urbanas e industriais, mas a liga exposta exibirá corrosão por pites e intergranular com mais facilidade que ligas Al-Mg (5xxx). As bordas de grão ricas em intermetálicos típicas de ligas com alto teor de Zn podem formar sítios anódicos sob exposição corrosiva, portanto proteção superficial e projeto para evitar frestas são práticas padrão.

Em ambientes marinhos ou carregados de cloretos, 7034 é mais vulnerável que ligas da série 5000; a susceptibilidade pode ser mitigada especificando têmperas de envelhecimento excessivo (T73, T76) e protocolos rigorosos de acabamento superficial. Proteção catódica e barreiras poliméricas são comuns para desempenho de longo prazo em partes críticas com serviço marítimo.

Trincas por corrosão sob tensão (SCC) são uma preocupação chave para ligas 7xxx de alta resistência: condições de envelhecimento no pico mostram a maior suscetibilidade, enquanto envelhecimento controlado, redução do teor de Cu e adições microaliciantes (Cr, Zr) reduzem substancialmente o risco de SCC. Interações galvânicas com metais diferentes (ex.: aço, cobre) são significativas — separações galvânicas ou camadas isolantes são necessárias para evitar dissolução anódica acelerada da liga de alumínio.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade
Soldar 7034 é desafiador porque o calor aplicado cria amolecimento na ZTA e introduz risco de trincas a quente em soldas por fusão; escolha do metal de adição e tratamentos pré/pós-soldagem são críticos para minimizar esses efeitos. Soldagem TIG e MIG são possíveis com metais de adição da série 5xxx ou formulações especiais compatíveis com 7xxx, mas projetistas devem esperar redução significativa nas propriedades mecânicas locais e potencial aumento da suscetibilidade à corrosão localizada.

Usinabilidade
A usinabilidade do 7034 em condição recozida e têmperas H é boa a muito boa; no T6 a liga usina bem com ferramentas de carboneto apropriadas e configurações rígidas, mas o desgaste das ferramentas aumenta com a dureza. Práticas recomendadas incluem pastilhas de carboneto com avanço positivo, refrigeração em alta pressão, velocidades de superfície moderadas a altas e quebra-cavacos para controlar cavacos serrilhados típicos de ligas endurecidas por precipitação.

Conformabilidade
A conformação é melhor realizada em condições O ou T4 — conformar a frio material T6 resulta em trincamento ou retorno elástico (springback) e geralmente não é recomendada a menos que haja sobredimensionamento significativo. Raios mínimos típicos para dobra de chapas em T4/O são da ordem de 1–3× a espessura do material dependendo da condição de borda, enquanto T6 pode requerer raios de 4–6× a espessura ou recozimento prévio à conformação.

Comportamento ao Tratamento Térmico

Como liga tratável termicamente, 7034 segue as sequências padrão de tratamento de solução, têmpera e envelhecimento artificial para desenvolver propriedades de pico. O tratamento de solução é tipicamente realizado próximo a 470–485 °C para dissolver fases solúveis, seguido de têmpera rápida para prender soluto em supersaturação; a velocidade da têmpera é crítica, especialmente para seções mais espessas, para evitar a formação de precipitados grosseiros e manter a capacidade de endurecimento.

Os ciclos de envelhecimento artificial variam: um envelhecimento do tipo T6 comum é de 120–125 °C por 18–24 horas para atingir dureza e resistência próximas do pico, enquanto ciclos de envelhecimento excessivo T73/T76 usam temperaturas elevadas ou tempos prolongados para criar uma população de precipitados mais grosseira e estável que reduz a suscetibilidade à SCC. Designações T651 indicam um estiramento para alívio de tensões após a têmpera e antes do envelhecimento para minimizar distorção residual.

Desempenho em Alta Temperatura

7034 mantém propriedades mecânicas úteis até temperaturas moderadamente elevadas, mas sofre perda significativa de resistência acima de aproximadamente 150–175 °C conforme precipitados coarsen e se dissolvem. Para serviço contínuo em alta temperatura, os projetistas devem considerar ligas especialmente projetadas para estabilidade térmica ou aplicar tratamentos superficiais protetores para reduzir oxidação e fluência.

A resistência à oxidação nas temperaturas de serviço é típica das ligas de alumínio devido à película estável de Al2O3, mas a exposição prolongada a altas temperaturas acelera mudanças microestruturais no sistema de precipitação e pode causar amolecimento permanente; regiões da ZTA adjacentes a soldas sofrem degradação de propriedades pronunciada quando expostas a ciclos térmicos.

Aplicações

Indústria	Componente Exemplo	Por que utilizar 7034
Aeroespacial	Uniões e forjados	Alta resistência estática por peso e bom desempenho à fadiga em têmperas otimizadas
Automotiva	Componentes de suspensão e partes do chassi	Alta resistência para redução da espessura da seção e melhoria de NVH quando tratado para fadiga
Marinha	Suportes estruturais e estais	Boa resistência com envelhecimento excessivo apropriado e proteção superficial
Eletrônica	Painéis estruturais e carcaças	Equilíbrio entre condutividade térmica e rigidez para invólucros leves

7034 é comumente selecionado para aplicações que requerem alta resistência estática, estabilidade dimensional rigorosa e bom desempenho à fadiga após tratamento térmico e acabamento superficial adequados. A capacidade de ajustar propriedades por meio da escolha da têmpera (envelhecimento no pico versus envelhecimento excessivo) permite aos projetistas priorizar máxima resistência ou melhora na resistência à corrosão/SCC dependendo das demandas do serviço.

Dicas para Seleção

Escolha 7034 quando o requisito de projeto for alta resistência específica combinada com a capacidade de ajustar a resistência à corrosão de longo prazo via controle de têmpera; é especialmente útil quando redução de peso traz benefícios a nível de sistema. Considere trade-offs de custo e disponibilidade — 7034 pode ser mais caro e menos disponível em grandes extrusões comparado com ligas da série 6xxx, e soldagem ou retrabalho requer procedimentos especiais.

Comparado com alumínio comercialmente puro (1100), 7034 troca resistência e rigidez muito maiores por