Alumínio 7056: Composição, Propriedades, Guia de Tratamento Térmico e Aplicações

Visão Geral Abrangente

7056 é uma liga de alumínio de alta resistência da série 7xxx (Al-Zn-Mg-Cu), formulada para aplicações que requerem altíssima resistência estática e à fadiga combinadas com tenacidade de qualidade aeroespacial. Os principais elementos de endurecimento da liga são zinco e magnésio, com adições significativas de cobre e elementos microaloiantes traços como cromo, zircônio e titânio para controlar a estrutura do grão e a recristalização.

7056 é uma liga tratável termicamente que atinge seu desempenho mecânico por meio de tratamento de solubilização, têmpera e envelhecimento por precipitação; a liga também pode ser sobrematurada para melhorar a tenacidade à fratura e resistência à corrosão sob tensão. As características principais incluem relação resistência/peso muito alta, soldabilidade intrínseca relativamente baixa comparada às ligas das séries 5xxx e 6xxx, conformabilidade limitada em temperaturas de tratamento térmico de pico, e resistência à corrosão moderada que pode ser significativamente melhorada pela seleção do estado de têmpera e tratamentos superficiais.

Os setores típicos que utilizam o 7056 são aeroespacial (forjados estruturais, fixações e componentes de trem de pouso), automobilismo de alto desempenho e equipamentos militares onde são essenciais altas resistências estática e à fadiga. A liga é escolhida em relação a outros graus quando a máxima resistência e desempenho à fadiga são prioritários, mantendo o baixo peso do componente, especialmente quando processos de fixação mecânica ou fabricação controlada são viáveis.

Engenheiros optam pelo 7056 em vez de outras ligas 7xxx quando se busca um equilíbrio específico entre tenacidade e resistência de pico, ou quando a microaliação fina (ex.: Zr/Ti) e práticas de envelhecimento sob medida são utilizadas para mitigar o risco de corrosão sob tensão, preservando elevados limites de escoamento e resistência à tração.

Variantes de Têmpera

Têmpera	Nível de Resistência	Alongamento	Formabilidade	Soldabilidade	Observações
O	Baixo	Alto	Excelente	Excelente	Totalmente recozida, ductilidade máxima para conformação
H12 / H14	Baixo–Médio	Médio–Alto	Boa	Boa	Levemente endurecida por deformação para conformação com alguma resistência
T5	Médio	Médio	Limitada	Ruim–Razoável	Resfriada de temperatura elevada e envelhecida artificialmente
T6	Alto	Baixo–Médio	Limitada	Ruim	Envelhecida ao pico para maximizar resistência; têmpera estrutural comum
T651	Alto	Baixo–Médio	Limitada	Ruim	T6 com operação de endireitamento (alívio de tensões); comum em aeroespacial
T76 / T7451	Médio–Alto	Médio	Melhorada	Ruim–Razoável	Têmpers sobrematurados para melhorar resistência à corrosão sob tensão e tenacidade
Hxxx (trabalho a frio)	Variável	Variável	Moderada	Boa	Têmpers combinados usados para resistência/formabilidade sob medida

Os estados de têmpera governam fortemente o desempenho do 7056: chapa e placa recozida (O) são as mais conformáveis e fáceis de usinar, enquanto T6/T651 fornecem a máxima resistência estática às custas do alongamento e do comportamento à dobra. Têmpers sobrematurados como T76/T7451 trocam parte da resistência máxima por uma resistência muito melhor à corrosão sob tensão e tenacidade à fratura, fundamentais para componentes aeroespaciais críticos para segurança.

Composição Química

Elemento	Faixa %	Observações
Si	≤ 0,40	Impureza comum; excesso pode afetar comportamento de fusão
Fe	≤ 0,50	Impureza que forma intermetálicos; controlado para limitar fragilização
Cu	1,4–2,4	Aumenta resistência e temperabilidade; afeta comportamento à corrosão
Mn	≤ 0,10	Elemento menor, controla recristalização quando presente
Mg	2,0–2,8	Principal elemento de endurecimento via precipitados MgZn2
Zn	7,0–8,8	Contribuinte primário de resistência; alto Zn aumenta temperabilidade
Cr	0,04–0,20	Controla a estrutura do grão e reduz recristalização
Ti	0,05–0,20	Refinador de grão para forjados e fundidos
Zr / Outros microaloiantes	0,05–0,25	Zr e elementos similares formam dispersóides para limitar crescimento de grão
Outros / Resíduos	≤ 0,15 cada	Inclui elementos traços e resíduos não especificados; balanço Al

A combinação elevada Zn/Mg produz os precipitados do tipo MgZn2 responsáveis pela resistência máxima após envelhecimento artificial. O cobre promove maior resistência e tenacidade à fratura, mas pode reduzir a resistência à corrosão; assim, os níveis de Cu e Zn são balanceados e adições microaloiantes (Zr/Cr/Ti) são empregadas para produzir uma estrutura de grão fina e estável e controlar a recristalização durante o processamento termomecânico.

Propriedades Mecânicas

O 7056 apresenta uma ampla faixa de limites de resistência à tração e escoamento dependendo do estado de têmpera e da forma do produto; têmpers de envelhecimento ao pico (T6/T651) estão entre os maiores para ligas de alumínio e fornecem excelente resistência estática, porém com ductilidade e flexibilidade reduzidas. O limite de escoamento em têmperas tipo T6 pode se aproximar ou superar outras ligas 7xxx de alta resistência, com resistência à tração e escoamento diminuindo com o aumento da espessura da seção devido à sensibilidade à taxa de têmpera.

O alongamento até a ruptura é consideravelmente maior no estado recozido e reduz à medida que a resistência aumenta; alongamentos típicos em T6 são suficientes para usinagem e conformação leve, mas não para conformação severa a frio. A dureza correlaciona com o estado de envelhecimento e é útil para controle de qualidade; resistência à fadiga é favorável para peças forjadas e de seção espessa, mas sensível a condições superficiais e homogeneidade do tratamento térmico.

Os efeitos de espessura são significativos para o 7056 pois a capacidade de atingir o pico de envelhecimento durante têmpera e envelhecimento diminui com o aumento da seção; projetistas devem considerar propriedades inferiores em forjados pesados e chapas ou utilizar tratamentos térmicos modificados e variantes da liga para compensar.

Propriedade	O / Recozido	Têmpera Chave (ex.: T6/T651)	Observações
Resistência à Tração	220–300 MPa (típ.)	540–640 MPa (típ.)	Amplitude ampla dependendo de têmpera, espessura e envelhecimento
Limite de Escoamento	110–200 MPa (típ.)	470–560 MPa (típ.)	Limitado pela têmpera e taxa de têmpera
Alongamento	18–28%	6–12%	Têmpers de pico mostram ductilidade reduzida
Dureza (HV)	60–90	150–200	Dureza Vickers correlaciona com propriedades de tração

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor	Observações
Densidade	~2,78 g/cm³	Típica para ligas Al-Zn-Mg-Cu de alta resistência
Faixa de Fusãó	~500–635 °C (aprox. sólido a líquido)	Faixa de solidificação depende da composição exata e impurezas
Condutividade Térmica	~120–140 W/m·K	Inferior ao alumínio puro, mas adequada para muitas aplicações térmicas
Condutividade Elétrica	~30–45% IACS	Reduzida em relação a ligas mais puras devido aos elementos da liga
Calor Específico	~880–910 J/kg·K	Próximo ao das ligas comuns de alumínio em temperatura ambiente
Coeficiente de Dilatação Térmica	~23–24 µm/m·K	Coeficiente linear típico para ligas de alumínio em temperatura ambiente

As constantes físicas refletem um equilíbrio entre condutividade metálica e conteúdo de liga; condutividade térmica e elétrica são reduzidas pelas adições significativas de Zn/Mg/Cu em comparação às ligas 1xxx. Projetistas devem esperar que a liga se comporte termicamente como outras ligas da série 7xxx com rápida dissipação térmica, porém com condutividade um pouco menor para aplicações elétricas em alta frequência.

Formas do Produto

Forma	Espessura/Tamanho Típico	Comportamento da Resistência	Tratamentos Térmicos Comuns	Observações
Chapa	0,5–6 mm	Redução da resistência com o aumento da espessura	O, T6, T76	Usada em revestimentos aeroespaciais e painéis de precisão; conformação limitada em envelhecimento máximo
Placa	6–200+ mm	Gradiente de propriedades com espessura	T6, T651, T76	Placas espessas requerem têmpera controlada; seções pesadas apresentam redução das propriedades
Extrusão	Seções transversais variáveis	Resistência similar à placa para mesmo tratamento térmico	T6, T651	Extrusões complexas são possíveis, mas requerem controle rigoroso de envelhecimento direto
Tubo	Diâmetro externo 10–300 mm	Resistência depende da espessura da parede	T6, T76	Utilizado em tubos estruturais onde desempenho à fadiga é exigido
Barra/Varão	Diâmetro 5–200 mm	Boa usinabilidade no estado O; alta resistência no T6	O, T6	Barra forjada comumente tratada termicamente para componentes críticos

Rotas de conformação e processamento determinam as propriedades alcançáveis: peças de chapa fina podem ser solubilizadas e temperadas rapidamente para atingir envelhecimento próximo ao máximo, enquanto placas espessas e forjados são mais sensíveis à têmpera e frequentemente requerem ciclos de envelhecimento modificados. Extrusões e forjados se beneficiam da microliga para controlar o crescimento de grãos e melhorar a homogeneidade estrutural em grandes seções transversais.

Graus Equivalentes

Norma	Grau	Região	Observações
AA	7056	EUA	Designação principal sob a Aluminum Association
EN AW	AlZn7.5MgCu?*	Europa	Composições aproximadamente equivalentes existem, mas exigem verificação para tratamentos térmicos específicos
JIS	A7056 (aprox.)*	Japão	Catálogos locais podem listar equivalentes próximos com limites diferentes
GB/T	Série Al-Zn-Mg-Cu (semelhante ao 7056)*	China	Normas chinesas possuem ligas Zn-Mg-Cu de alta resistência quase equivalentes

Equivalentes diretos 1:1 para 7056 são limitados devido às diferenças nas composições e janelas de processamento entre as normas; as entradas assinaladas com asterisco indicam que designações locais muitas vezes aproximam o 7056, mas podem apresentar diferentes limites de elementos traço, adições microligadas e disponibilidade de tratamentos térmicos. Engenheiros devem verificar folhas técnicas químicas e mecânicas ao invés de depender apenas dos nomes nominais dos graus ao adquirir internacionalmente.

Resistência à Corrosão

O 7056 possui resistência moderada à corrosão geral em ambientes atmosféricos, mas como outras ligas 7xxx com alto teor de Zn, pode ser suscetível a corrosão por pites e exfoliação em ambientes cloretados agressivos se não for tratado. Tratamentos térmicos sobreenvelhecidos (T76/T7451) e revestimentos como cladding ou anodização melhoram significativamente a resistência ao trincamento por corrosão sob tensão e ataque intergranular.

Em ambientes marinhos, o 7056 sem tratamento adequado de superfície ou proteção catódica é menos durável que ligas 5xxx ou ligas 6xxx revestidas; ataques localizados e SCC são as principais preocupações. Mitigações em nível de aplicação incluem revestimentos protetores, selantes em juntas, proteção catódica e controle rigoroso do projeto para evitar frestas que acumulam água salgada.

O trincamento por corrosão sob tensão é um modo de falha importante para ligas 7xxx de alta resistência; a microliga do 7056 (Zr/Cr) e a seleção cuidadosa de tratamentos térmicos podem reduzir a suscetibilidade ao SCC, mas projetistas devem aplicar fatores de segurança conservadores e considerar tratamentos sobreenvelhecidos para componentes críticos. A interação galvânica com materiais mais nobres (ex.: aços inoxidáveis ou titânio) é geralmente desfavorável para o alumínio; isolamento e seleção adequada de fixadores são importantes para evitar dissolução anódica acelerada.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

A soldagem do 7056 é geralmente desafiadora; métodos de soldagem por fusão (TIG/MIG) apresentam risco de trincas a quente, porosidade e amolecimento pronunciado na ZAC que pode reduzir a resistência local significativamente. Quando a soldagem é inevitável, ligas de adição com maior conteúdo de Mg (ex.: 5356) ou ligas 7xxx especialmente formuladas são às vezes utilizadas, mas as soldas frequentemente permanecem mais fracas que o metal base e requerem tratamento térmico pós-solda quando viável.

Soldagem por feixe de elétrons e por fricção estão preferidas para aplicações críticas porque reduzem o tamanho da ZAC e evitam trincas na fase líquida; entretanto, é necessário controle do processo e revenimento pós-solda para recuperar propriedades mecânicas aceitáveis. Para muitos casos aeroespaciais, fixação mecânica ou colagem adesiva são preferidas à soldagem.

Usinabilidade

O 7056 apresenta usinabilidade razoavelmente boa tanto na condição recozida quanto no envelhecimento máximo em comparação com outras ligas de alta resistência, mas a seleção de ferramentas e a rigidez na fixação são críticas para evitar vibrações e encruamento na face da usinagem. Ferramentas de carboneto com geometria de avanço positivo, refrigeração adequada e velocidades moderadas de corte são recomendadas; velocidades de avanço devem ser escolhidas para produzir cavacos contínuos e minimizar o aquecimento da peça.

Como o 7056 pode ser produzido com tolerâncias apertadas, a usinagem é operação comum em estágio final para conexões e fixadores; pré-envelhecimento ou operações de alívio de tensão podem melhorar a estabilidade dimensional durante usinagens pesadas. Acabamento superficial e controle dos cavacos são importantes para componentes críticos à fadiga.

Formabilidade

A conformação é melhor realizada em tratamentos recozidos (O) ou parcialmente amolecidos; T6/T651 apresentam formabilidade a frio limitada, exigindo raios de curvatura maiores e técnicas de conformação incremental. Raios mínimos típicos para dobras internas em chapas finas com tratamentos de envelhecimento máximo estão na faixa de 3–6 vezes a espessura do material, porém os projetistas devem validar raios com protótipos e considerar o retorno elástico local.

Para estampagens e formas complexas, tratamentos de solubilização e conformação a quente seguidos de envelhecimento artificial podem ser usados para obter formas próximas do líquido final com propriedades aceitáveis. Trabalhos a frio (tratamentos H) oferecem compromisso intermediário de resistência/formabilidade para peças que requerem alguma conformação sem recocer completamente.

Comportamento ao Tratamento Térmico

O 7056 é tratável termicamente por meio dos ciclos convencionais de solubilização, têmpera e envelhecimento artificial. Tratamentos de solubilização são tipicamente realizados próximo à temperatura solvus para sistemas Zn/Mg/Cu (aproximadamente 470–480 °C) para dissolver fases ricas em solutos, seguidos de têmpera rápida para reter o soluto em solução sólida supersaturada.

O envelhecimento artificial para condições do tipo T6 normalmente utiliza temperaturas intermediárias (tipicamente de 120 a 160 °C) por tempos ajustados para equilibrar força máxima e tenacidade; envelhecimento mais rápido produz maior resistência máxima, mas pode aumentar a suscetibilidade ao SCC. Tratamentos de sobreenvelhecimento (T76/T7451) usam temperaturas mais altas e/ou tempos maiores para coarsening dos precipitados, reduzindo limiar de escoamento e resistência à tração modestamente enquanto melhoram significativamente tenacidade à fratura e resistência ao SCC.

Transições de tratamentos T são previsíveis: T4 (envelhecido naturalmente) a T6 (envelhecimento artificial) aumenta a resistência; T73/T76 reduzem a resistência máxima, mas melhoram a resistência à corrosão e tenacidade. Controle da velocidade de têmpera e ciclo de envelhecimento é crucial em seções espessas para evitar gradientes de propriedades e zonas internas amolecidas.

Desempenho em Alta Temperatura

O 7056 perde resistência relativamente rápido com o aumento da temperatura; resistência estática útil declina acima de aproximadamente 100–125 °C e ocorre degradação significativa acima de 150 °C. A resistência à fluência é limitada em comparação com ligas resistentes ao calor, portanto seu uso em serviço prolongado sob cargas térmicas elevadas não é recomendado para componentes estruturais.

A oxidação superficial é mínima até temperaturas típicas de serviço em aeronaves, mas exposição prolongada a altas temperaturas pode alterar a distribuição dos precipitados e reduzir a vida à fadiga. Projetistas devem limitar temperaturas de serviço contínuo e considerar ligas alternativas para cargas térmicas sustentadas ou fornecer blindagens e gerenciamento térmico para manter temperaturas dos componentes dentro dos limites seguros.

Aplicações

Indústria	Componente Exemplo	Por que o 7056 é Utilizado
Aeroespacial	Conexões estruturais, nervuras de asas, forjados para encaixes	Maior razão resistência/peso prática e desempenho à fadiga para conexões críticas
Marítimo / Defesa	Carcaças de mísseis e armas, conectores de alta resistência	Alta resistência específica e tenacidade sob medida; microliga ajuda na resistência ao SCC
Motorsport / Automotivo	Componentes de gaiolas antiviral, travessas estruturais (limitado)	Peças estruturais onde peso é crítico e o método de soldagem/fabricação permite
Eletrônica / Gestão Térmica	Pequenos dissipadores térmicos, suportes	Boa condutividade térmica combinada com alta rigidez para peças compactas e estruturais

O 7056 é tipicamente reservado para componentes onde máxima resistência específica e resistência à fadiga são essenciais e onde as rotas de fabricação podem evitar os efeitos deletérios da soldagem por fusão. Sua combinação de alta resistência, tenacidade controlável e tratamentos disponíveis o tornam um material padrão em subcomponentes aeroespaciais críticos para segurança.

Orientações para Seleção

O 7056 é selecionado quando a relação resistência/peso e desempenho à fadiga são priorizados em detrimento da facilidade de fabricação ou custo da matéria-prima. Comparado ao alumínio comercialmente puro (1100), o 7056 troca resistências à tração e escoamento muito mais elevadas por condutividade elétrica inferior e formabilidade reduzida; utilize 7056 quando o desempenho estrutural superar a necessidade de condutividade e facilidade de conformação.

Comparado com ligas comuns encruadas, como 3003 ou 5052, o 7056 apresenta resistência significativamente superior, oferecendo resistência à corrosão semelhante ou ligeiramente reduzida dependendo do tratamento térmico; escolha o 7056 para estruturas de suporte de carga onde as ligas 3xxx/5xxx não alcançam a resistência requerida. Em comparação com ligas amplamente utilizadas e tratáveis termicamente, como 6061/6063, o 7056 oferece maior resistência máxima e vida útil à fadiga, embora possa ser mais caro e mais difícil de soldar; selecione o 7056 quando sua maior resistência específica justificar maior controle na fabricação e possíveis processos especiais de união.

Ao escolher o 7056, avalie os trade-offs: ele oferece resistência e propriedades de fadiga de padrão aeroespacial, mas requer tratamento térmico cuidadoso, proteção superficial e frequentemente técnicas alternativas de soldagem. Considere a disponibilidade e o custo premium em relação às ligas 6xxx e 5xxx, além de validar os efeitos do tratamento térmico e da espessura nas propriedades finais antes da seleção definitiva.

Resumo Final

O 7056 mantém-se relevante porque oferece uma das melhores combinações resistência-peso disponíveis em alumínio forjado, permitindo ainda o ajuste metalúrgico para melhorar tenacidade e resistência à corrosão por trinca sob tensão (SCC); isso o torna ideal para componentes críticos em termos de segurança e sensíveis ao peso na indústria aeroespacial e de defesa. A atenção adequada à seleção do tratamento térmico, ao tratamento térmico e aos métodos de fabricação desbloqueia suas vantagens de desempenho, enquanto mitiga as limitações típicas da série 7xxx.