Alumínio 7072: Composição, Propriedades, Guia de Temper e Aplicações

Visão Geral Abrangente

A liga 7072 pertence à família das ligas de alumínio da série 7xxx e pode ser descrita como uma liga de revestimento de alumínio com zinco, desenvolvida para fornecer proteção anticorrosiva aprimorada para substratos de alta resistência da série 7xxx. Diferentemente das principais ligas estruturais da série 7xxx (como a 7075), a 7072 é produzida com uma química ajustada para resistência à corrosão superficial e trabalhabilidade, em vez de alta resistência mecânica global.

O principal elemento de liga na 7072 é o zinco em níveis modestos, sendo o restante essencialmente alumínio comercialmente puro com adições traço de elementos como silício, ferro e pequenas quantidades residuais de magnésio e cobre. A liga não é projetada para endurecimento por precipitação do substrato; a 7072 é efetivamente não tratável termicamente no sentido de desenvolver resposta significativa ao envelhecimento e depende em vez disso da pureza metalúrgica e dos temperos trabalhados a frio para controlar o comportamento mecânico.

As principais características da 7072 incluem excelente resistência à corrosão atmosférica e marinha quando usada como camada de revestimento, alta conformabilidade em condição recozida, ótimo acabamento superficial e brasabilidade, e geralmente excelente soldabilidade como metal de alumínio; entretanto, apresenta resistência à tração intrínseca relativamente baixa comparada a ligas estruturais tratáveis termicamente. Indústrias e setores típicos incluem revestimento aeroespacial para chapas e placas estruturais da série 7xxx, painéis estruturais marítimos e costeiros, revestimentos arquitetônicos e certas aplicações elétricas e térmicas onde uma superfície de alumínio limpa é necessária.

Engenheiros escolhem a 7072 principalmente quando é necessária proteção contra corrosão de um substrato de alta resistência sem alterar significativamente a resposta mecânica do núcleo da liga; ela é selecionada em vez de outros revestimentos ou tratamentos porque se liga metalurgicamente bem a núcleos da série 7xxx, preserva melhor a performance à fadiga do que muitos revestimentos orgânicos e fornece uma camada superficial dúctil e sacrificada que resiste à corrosão localizada por pite e esfoliação.

Variantes de Têmpera

Têmpera	Nível de Resistência	Alongamento	Formabilidade	Soldabilidade	Observações
O	Baixo	Alto (>20%)	Excelente	Excelente	Totalmente recozida, máxima ductilidade para revestimento e conformação
H12	Baixo–Médio	Moderado (10–18%)	Muito Bom	Muito Bom	Trabalho a frio leve; mantém boa formabilidade para formas complexas
H14	Médio	Moderado (8–15%)	Bom	Muito Bom	Têmpera típica comercial trabalhada a frio para chapas revestidas
H18	Médio–Alto	Menor (5–10%)	Regular	Bom	Maior resistência pelo trabalho a frio, formabilidade reduzida
H24	Médio	Moderado	Bom	Bom	Têmpera endurecida estabilizada por recozimento parcial após trabalho
T6	Não aplicável	N/D	Ruim	N/D	A 7072 não é uma liga com endurecimento por precipitação; T6 não é geralmente usada

O têmpera da 7072 é dominado por rotas de recozimento e encruamento em vez de ciclos de envelhecimento. A têmpera O oferece a melhor formabilidade e é a mais comum em operações de revestimento, enquanto as têmperas da série H são usadas quando se deseja algum endurecimento do revestimento à custa da ductilidade.

Na prática, a espessura do revestimento e a têmpera da liga do núcleo interagem: camadas finas revestidas na condição O proporcionam excelente conformabilidade durante a conformação posterior dos núcleos 7xxx, enquanto temperas mais duras H podem reduzir o risco de fratura superficial durante laminação e manuseio, mas podem reduzir a eficácia da proteção anticorrosiva sacrificial.

Composição Química

Elemento	Faixa %	Observações
Si	≤ 0,25	Impureza; controla comportamento na fundição/laminação e inclusões
Fe	≤ 0,40	Residual; afeta estrutura de grão e dispersoides
Cu	≤ 0,05	Mantido baixo para evitar atividade anódica localizada com revestimento
Mn	≤ 0,10	Impureza minoritária; influencia ligeiramente o refinamento de grão
Mg	≤ 0,15	Muito baixo; não visa endurecimento por precipitação
Zn	0,6–1,3	Principal elemento de liga para ajuste do comportamento corrosivo
Cr	≤ 0,05	Traço; limita recristalização em algumas têmperas
Ti	≤ 0,05	Adições como refinador de grão possíveis em produtos fundidos
Outros	Equilíbrio Al, cada um ≤ 0,05 total	Elementos residuais e traço conforme especificação

A composição da 7072 tem como foco alcançar uma matriz de alumínio de alta pureza com teor controlado de zinco suficiente para alterar a eletroquímica superficial, porém baixo o bastante para evitar endurecimento por envelhecimento significativo ou fragilização por hidrogênio. Ferro e silício em traço são controlados para reduzir intermetálicos grosseiros que degradariam a qualidade superficial e a vida à fadiga.

Como a liga é usada principalmente como camada sacrificial ou protetora, sua química é otimizada para formar um óxido estável e aderente e minimizar diferenças de potencial galvânico com núcleos comuns; cobre e magnésio mínimos ajudam a evitar a criação de pares anódicos/catódiocs locais que acelerariam a corrosão.

Propriedades Mecânicas

Como liga de revestimento, a 7072 apresenta resistências à tração e ao escoamento mais próximas do alumínio comercialmente puro do que das ligas estruturais 7xxx; sua curva de tração é caracterizada por baixo limite de escoamento, resistência à tração final modesta e bom alongamento uniforme em condição recozida. A têmpera O tipicamente mostra a maior ductilidade e menor limite de escoamento, tornando-a adequada para operações severas de conformação. O trabalho a frio até as têmperas H aumenta os valores de limite de escoamento e resistência à tração por encruamento, ao passo que reduz moderadamente o alongamento e a tenacidade à entalhe.

A dureza da 7072 é baixa na têmpera O e aumenta com o trabalho a frio das séries H; valores típicos em Vickers ou Rockwell estão dentro da faixa de ligas de alumínio macias e não são comparáveis aos elevados valores observados em alumínios aeroespaciais tratados termicamente. O desempenho à fadiga para a 7072 como camada fina depende fortemente da condição do substrato e da ligação eficaz; um revestimento dúctil e bem aderido pode melhorar a resistência à iniciação da fadiga por corrosão localizada, porém contribui pouco para a carga mecânica global. A espessura da camada de revestimento controla sua contribuição mecânica: folhas finas fornecem proteção superficial com efeito de resistência desprezível, enquanto revestimentos mais espessos podem aumentar ligeiramente a rigidez da seção, mas ainda serão mecanicamente subordinados às ligas do núcleo.

Propriedade	O/Recozida	Têmpera Chave (H14)	Observações
Resistência à Tração	60–120 MPa	90–150 MPa	Tração aumenta com trabalho a frio; valores dependem de espessura e processamento
Limite de Escoamento	25–50 MPa	55–95 MPa	Limite baixo na têmpera O; têmperas H se aproximam do limite médio do alumínio
Alongamento	20–35%	8–18%	A condição recozida confere alto alongamento uniforme para conformação
Dureza	25–40 HV	35–55 HV	Dureza absoluta baixa comparada a ligas estruturais tratadas termicamente

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor	Observações
Densidade	2,70 g/cm³	Típica para ligas de alumínio; útil para cálculos de peso
Faixa de Fusão	643–658 °C	Intervalo de fusão estreito; sólido próximo ao alumínio puro
Condutividade Térmica	~210 W/m·K	Levemente inferior ao alumínio puro devido à liga; alta para dissipação de calor
Condutividade Elétrica	~30–40 % IACS	Inferior ao alumínio puro em razão do Zn e impurezas residuais
Calor Específico	~900 J/kg·K	Típico para ligas de alumínio em faixas de temperatura moderadas
Coeficiente de Expansão Térmica	23,5–24,5 µm/m·K	Coeficiente de expansão térmica similar a outras ligas de alumínio

O conjunto de propriedades físicas confirma a adequação da 7072 onde uma superfície leve, condutiva e termicamente compatível é desejável; os valores de condutividade permitem seu uso em aplicações de transferência de calor e contato elétrico em que o revestimento também deve proteger contra corrosão. A expansão térmica é próxima à das ligas de núcleo comuns em alumínio, minimizando tensões térmicas na interface durante o uso e ciclos térmicos.

Os valores de fusão e condutividade térmica são relevantes para o processamento: comportamentos em forjamento, brasagem e soldagem são influenciados pela condutividade térmica relativamente alta e pelo intervalo de fusão estreito próximo ao alumínio puro.

Formas do Produto

Forma	Espessura/Tamanho Típico	Comportamento de Resistência	Temperas Comuns	Observações
Chapa	0,1–5,0 mm	Camada superficial fina de baixa resistência	O, H14, H18	Formato mais comum para revestimento de chapas e placas da série 7xxx
Placa	5–50 mm (espessura do revestimento 0,05–0,5 mm)	Proteção superficial; efeito mínimo na resistência do núcleo	O, H12	Usada como revestimento em placas estruturais na indústria aeroespacial
Extrusão	Uso limitado, seções pequenas	Menor contribuição estrutural	O, H14	Rara; disponível para perfis especializados e sobreposições
Tubo	Tubo clad de parede fina	Proteção contra corrosão superficial	O	Aplicações especiais para conduítes resistentes à corrosão
Barra/Haste	Pequenos diâmetros	Baixa resistência em massa	O, H14	Normalmente em formas para uso metalúrgico ou brasagem

Chapas e placas finas são as formas comerciais dominantes para 7072 porque o papel principal da liga é a proteção superficial em vez da estrutura volumétrica. O revestimento é tipicamente produzido por laminação a frio, laminação a quente ou fundição contínua sobre um núcleo da série 7xxx; a qualidade da ligação metalúrgica na interface é um parâmetro crítico controlado pela temperatura, redução e condição da superfície.

As formas de extrusão e barra/haste são incomuns e geralmente reservadas para aplicações especiais que exigem uma superfície resistente à corrosão em perfis pequenos; esses produtos são fabricados com químicas e temperas controladas para manter a ductilidade para conformação e união.

Graus Equivalentes

Norma	Grau	Região	Observações
AA	7072	USA	Designação reconhecida pela associação de alumínio para liga de revestimento
EN AW	7072	Europa	EN AW-7072 usada no comércio e normas europeias para revestimento
JIS	A7072	Japão	Designação da norma japonesa que geralmente alinha química e uso
GB/T	7072	China	Norma chinesa frequentemente usada para revestimentos e ligas superficiais

As designações equivalentes entre normas são amplamente consistentes porque o uso do 7072 como liga de revestimento impõe requisitos estreitos de composição e processamento. As diferenças existentes normalmente estão nos limites máximos de impurezas, especificação da qualidade superficial ou faixas permitidas de espessura do revestimento, em vez da metalurgia fundamental.

Ao adquirir de diferentes regiões, é importante comparar as tolerâncias específicas da norma para elementos como ferro e silício, e confirmar a aprovação para soldabilidade e espessura do revestimento caso o material seja laminação a frio sobre um núcleo estrutural.

Resistência à Corrosão

7072 fornece excelente resistência à corrosão atmosférica e é frequentemente selecionado especificamente por sua capacidade de formar uma película de óxido tenaz que resiste à corrosão por pite e geral em atmosferas rurais e marinhas. Quando usado como camada de revestimento em substratos de alta resistência da série 7xxx, atua de forma sacrifical e retarda a exfoliação e o ataque intergranular em ambientes agressivos. A continuidade da superfície e a ausência de defeitos por toda a espessura são críticas; qualquer ruptura no revestimento exporá o substrato e poderá levar a ataque localizado acelerado.

Em ambientes marinhos, o 7072 performa bem como camada exposta, oferecendo boa resistência à névoa salina e molhamento cíclico que, de outra forma, acelerariam a dissolução anódica dos núcleos de alta resistência. As interações galvânicas entre o 7072 e núcleos comuns são geralmente favoráveis porque o revestimento é projetado para ser ligeiramente anódico em relação ao núcleo, protegendo o substrato; entretanto, os projetistas devem considerar fixadores, materiais de acoplamento e condições de frestas que podem localizar corrosão.

O risco de trinca por corrosão sob tensão (SCC) para o próprio 7072 é negligenciável porque sua resistência é baixa; a principal preocupação de SCC é o substrato da série 7xxx subjacente, e um revestimento contínuo 7072 pode reduzir significativamente a suscetibilidade dos núcleos de alta resistência ao controlar a química superficial e dificultar o molhamento dos contornos de grão ricos em intermetálicos. Comparado às ligas da família 5xxx e 6xxx, o 7072 oferece proteção sacrificial superior quando emparelhado com núcleos 7xxx, mas não confere as vantagens mecânicas dessas famílias.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

7072 é facilmente soldável como liga de alumínio, mas a soldagem deve considerar a camada fina do revestimento e a potencial diluição com material do substrato quando usada como sistema clad. Na soldagem por fusão de combinações revestimento/substrato, ligas de adição como 4043 ou 5356 são comumente usadas dependendo da ductilidade e resistência à corrosão requeridas; a seleção deve minimizar o descompasso galvânico e evitar a introdução de intermetálicos frágeis. O risco de fissuração a quente é baixo para o 7072 sozinho, mas aumenta na soldagem de núcleos 7xxx de alta resistência devido à sua suscetibilidade; procedimentos de soldagem apropriados e tratamentos pós-solda para o núcleo podem ser necessários para restaurar a resistência.

Usinabilidade

A usinagem do 7072 é similar à do alumínio comercialmente puro; a liga é facilmente usinável com boa formação de cavacos e baixas forças de corte, embora sua ductilidade possa produzir cavacos longos e contínuos em temperas macias. As ferramentas recomendadas são de carboneto ou aço rápido com velocidades de corte moderadamente altas e geometrias de avanço positivo; o uso de fluido de corte é típico para controlar o acúmulo de rebarba e manter o acabamento superficial. O índice de usinabilidade é moderado em relação às ligas de alumínio de fácil corte que contêm chumbo ou bismuto; o 7072 é preferido onde integridade superficial e resistência à corrosão são prioridade sobre máxima taxa de remoção de material.

Conformabilidade

A conformabilidade do 7072 em tempera O é excelente, permitindo estampagem profunda, dobra e estampos complexos com pequenos raios de curvatura quando lubrificação e raios de ferramenta apropriados são usados. Recomendações para raio de dobra geralmente seguem as de chapas de alumínio macio—raios mínimos internos da ordem de 0,5–1,0× espessura para muitas operações—enquanto temperas H mais rígidas requerem raios maiores e podem necessitar de recozimentos intermediários para evitar trincas superficiais. A resposta ao encruamento é previsível: a ductilidade diminui com a deformação acumulada e a liga pode ser retemperada para restaurar a conformabilidade em sequências de conformação em múltiplas etapas.

Comportamento ao Tratamento Térmico

7072 é efetivamente não suscetível a tratamento térmico para endurecimento por precipitação; tentativas de aplicar ciclos típicos de solubilização e envelhecimento usados para ligas estruturais 7xxx não desenvolvem endurecimento por envelhecimento significativo porque a química da liga carece de magnésio e cobre suficientes. O tratamento por solubilização portanto não é uma rota produtiva para fortalecimento do 7072 e pode acarretar riscos de distorção ou crescimento excessivo de grão sem benefício. Transições de envelhecimento artificial (temperas T) não são padrão para 7072 e a liga é normalmente controlada via tempera mecânica (H) e ciclos de recozimento (O).

Encruamento e recozimento são os principais controles metalúrgicos: o trabalho a frio aumenta resistência e dureza por acúmulo de dislocações enquanto o recozimento a temperaturas apropriadas (tipicamente na faixa usada para recozimentos de alumínio comercialmente puro) reduz dureza e restaura ductilidade. Para produtos clad, os calendários de recozimento devem ser coordenados com o núcleo para evitar comprometimento da tempera estrutural ou propriedades mecânicas do núcleo.

Desempenho em Alta Temperatura

7072 perde resistência rapidamente com o aumento da temperatura, semelhante a outros produtos de alumínio pouco ligados, e não deve ser usado em aplicações estruturais acima de aproximadamente 150–200 °C por períodos prolongados. A oxidação do alumínio em temperaturas elevadas é geralmente limitada à formação de uma camada protetora de óxido, mas a exposição prolongada a altas temperaturas pode alterar a aparência superficial e modificar a ligação mecânica a certos substratos. A zona afetada pelo calor (ZAC) durante a soldagem de sistemas clad-núcleo pode amolecer ou tornar o material do substrato frágil localmente, dependendo da composição do núcleo; o próprio 7072 não mantém resistência significativa em temperatura elevada e não pode proteger um núcleo submetido a altas cargas térmicas.

Projetos que requerem desempenho sustentado em altas temperaturas devem considerar ligas alternativas ou sistemas de proteção; onde ocorrem excursões térmicas breves, o 7072 manterá estabilidade dimensional e características protetivas, mas não fornecerá reforço mecânico.

Aplicações

Indústria	Componente Exemplo	Por que o 7072 é Usado
Aeroespacial	Revestimentos e chapa de alumínio para painéis de fuselagem e asas	Fornece proteção catódica contra corrosão e mantém a qualidade da superfície para núcleos de alta resistência
Marinha	Painéis de convés, revestimento de superestrutura	Excelente resistência atmosférica e à névoa salina para superfícies expostas
Aeroespacial/Defesa	Ferragens e revestimentos finos	Boa conformabilidade e aderência para camadas protetoras de forma precisa
Eletrônica	Faces para dissipadores de calor, invólucros	Alta condutividade térmica e acabamento resistente à corrosão
Arquitetura	Painéis de fachada e venezianas	Aparência durável com boas propriedades para trabalho em metal

O 7072 é preferido quando uma superfície de alumínio de alta qualidade é necessária sobre um substrato estrutural resistente: é a escolha clássica para revestimento de chapas aeroespaciais da série 7xxx e para painéis marinhos ou arquitetônicos onde a aparência e a resistência à corrosão são críticas. Em muitos casos, a camada protetora fina permite que os projetistas aproveitem a resistência do núcleo 7xxx enquanto mitigam a degradação ambiental sem adicionar peso significativo ou alterar a estratégia de união.

Considerações para Seleção

Use o 7072 quando o principal objetivo de projeto for a proteção contra corrosão de um substrato de alta resistência combinado com boa conformabilidade e acabamento superficial. É particularmente adequado para sistemas aeroespaciais e navais onde a manutenção da vida ao fadiga e a prevenção de corrosão por picado são prioridades, além da necessidade de ligação metalúrgica ao núcleo 7xxx. Custo e disponibilidade são tipicamente favoráveis devido à produção concentrada em chapas e chapas revestidas para cadeias de fornecimento estabelecidas.

Em comparação com o alumínio comercialmente puro (1100), o 7072 sacrifica parte da condutividade elétrica e da conformabilidade absoluta em troca de melhor resistência à corrosão e melhor compatibilidade como revestimento para núcleos 7xxx; o 1100 pode ser escolhido quando a máxima condutividade ou facilidade de estampagem profunda forem requisitos predominantes. Em comparação com ligas endurecidas por trabalho como 3003 ou 5052, o 7072 apresenta menor resistência mecânica intrínseca, mas oferece proteção catódica superior quando usado como revestimento em substratos de alta resistência; escolha 3003/5052 quando a resistência em massa maior ou comportamentos específicos de conformação forem mais importantes. Em comparação com ligas estruturais tratáveis termicamente como 6061/6063, o 7072 não atinge a resistência máxima, mas é selecionado quando a proteção superficial contra corrosão e a compatibilidade metalúrgica com núcleos 7xxx forem fatores decisivos em vez do desempenho máximo à tração.

Resumo Final

A liga 7072 permanece um material especializado, porém essencial na engenharia moderna onde um revestimento de alumínio protetor e dúctil é necessário para preservar o desempenho de substratos de alta resistência. Sua combinação de boa conformabilidade, excelente resistência à corrosão e compatibilidade com núcleos da série 7xxx mantém sua relevância em aplicações aeroespaciais, marítimas e arquitetônicas onde a integridade da superfície e a proteção contra fadiga são críticas.