Alumínio A1100: Composição, Propriedades, Guia de Têmpera e Aplicações

Visão Abrangente

A1100 é uma liga de alumínio da série 1000, classificada como alumínio comercialmente puro com teor mínimo de alumínio tipicamente em torno de 99,0%. Pertence à família "11xx", caracterizada por conteúdo muito baixo de ligas e adições intencionais mínimas além de elementos traços.

Os principais elementos de liga estão presentes apenas em pequenas quantidades e incluem silício, ferro, cobre, manganês, magnésio, zinco, cromo e titânio como residuais. Essas adições em traço influenciam o controle de impurezas, estrutura do grão e consistência mecânica sem transformar o material em uma liga tratável termicamente.

A1100 é uma liga não tratável termicamente que obtém resistência quase que inteiramente por encruamento (deformação a frio) e operações térmicas selecionadas de recozimento. Seus principais atributos são alta condutividade elétrica e térmica, excelente conformabilidade e resistência à corrosão, e geralmente baixa resistência mecânica em comparação com ligas de alumínio.

Indústrias típicas que utilizam A1100 incluem equipamentos para processo químico, elétrica e eletrônica (barras de ônibus, lâminas e dissipadores de calor), refletores e elementos arquitetônicos, embalagens e aplicações em contato com alimentos, além de fabricação geral em chapas metálicas. Engenheiros escolhem a A1100 quando máxima ductilidade, acabamento superficial, condutividade e resistência à corrosão são exigidos, sacrificando a resistência máxima e rigidez em relação às ligas 3xxx, 5xxx ou 6xxx.

Variantes de Têmpera

Têmpera	Nível de Resistência	Alongamento	Conformabilidade	Soldabilidade	Observações
O	Baixa	Alta	Excelente	Excelente	Recozida totalmente, máxima ductilidade
H12	Baixo-Médio	Alto-Médio	Muito Boa	Excelente	Quase dura, aumento modesto de resistência
H14	Médio	Moderado	Boa	Excelente	Meia dureza, comum para conformação moderada
H16	Médio-Alto	Moderado-Baixo	Regular	Excelente	Três quartos dura, aumento de resistência
H18	Alta	Baixo	Limitada	Excelente	Dura total, máxima resistência em condição laminada
H22/H24	Baixo-Médio	Boa	Muito Boa	Excelente	Endurecida por deformação e depois estabilizada; mantém conformabilidade

A seleção da têmpera para A1100 é dominada pelos níveis de enduramento por deformação em vez de tratamentos por precipitação, pois a liga não é endurecível por envelhecimento. A têmpera recozida O oferece a melhor conformabilidade e maior ductilidade para operações como estampagem profunda e conformação por rotação. As temperas endurecidas por trabalho (série H) trocam ductilidade por resistência e são escolhidas quando a conformação é limitada ou quando se requer maior rigidez sem recorrer a materiais ligados.

Composição Química

Elemento	Faixa %	Observações
Si	≤ 0,25	Geralmente presente como resíduo; efeito menor na fundibilidade
Fe	≤ 0,95	Principal impureza; afeta resistência e acabamento superficial
Mn	≤ 0,05	Mínimo; reforço desprezível
Mg	≤ 0,05	Muito baixo; sem endurecimento significativo por solução sólida
Cu	≤ 0,05	Mantido baixo para preservar resistência à corrosão e condutividade
Zn	≤ 0,10	Residual; efeito limitado nas propriedades mecânicas
Cr	≤ 0,05	Somente em traço; usado para controle da estrutura do grão
Ti	≤ 0,03	Refinador de grão em processamento fundido e conformado
Outros	≤ 0,15 total	Outros resíduos mantidos baixos para atender à especificação de pureza

O desempenho da A1100 é dominado pela alta fração de alumínio; impurezas em traço e pequenas adições intencionais são controladas para preservar condutividade elétrica e térmica e resistência à corrosão. O ferro é o principal residual que pode influenciar anisotropia e acabamento superficial, enquanto o titânio em traço é importante para refinamento do grão durante a fundição e processamento primário.

Propriedades Mecânicas

O comportamento à tração da A1100 é caracterizado por resistência à tração última relativamente baixa e alongamento muito bom na condição recozida. O limite de escoamento é baixo na têmpera O e aumenta proporcionalmente com o trabalho a frio nas temperas H; a liga não apresenta resposta ao endurecimento por envelhecimento. O alongamento na têmpera O é alto e diminui conforme o número H aumenta, tornando o H18 ou dura total inadequados para estampagem profunda, porém apropriados para componentes rígidos.

A dureza segue a mesma tendência das propriedades à tração e correlaciona-se estreitamente com o nível de trabalho a frio; os valores Rockwell e Vickers são modestos na têmpera O e aumentam com as temperas H. O desempenho à fadiga é típico de ligas de alumínio de baixa resistência: o limite de fadiga não é claramente definido, mas a resistência à fadiga aumenta com o acabamento superficial, trabalho a frio e redução de concentradores de tensões. A espessura tem forte efeito nos valores mecânicos; chapas mais finas são mais fáceis de endurecer a frio e podem apresentar maior resistência aparente após laminação e encruamento na borda cortada.

Propriedade	O / Recozida	Têmpera Chave (H14 / H18)	Observações
Resistência à Tração	~65–110 MPa	~110–180 MPa	Amplitude ampla dependendo da têmpera e espessura; H18 aproxima valores máximos
Limite de Escoamento	~10–35 MPa	~40–150 MPa	Limite aumenta marcadamente com encruamento; O tem resistência muito baixa
Alongamento	~35–45%	~3–20%	Alta ductilidade na O; reduzida nas temperas mais duras conforme o nível de deformação
Dureza	~20–35 HB	~40–60 HB	A dureza aumenta com o trabalho a frio; valores dependem da escala de medição e da têmpera

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor	Observações
Densidade	2,71 g/cm³	Típica para alumínio comercialmente puro
Intervalo de Fusão	~660 °C (solidus/liquidus próximo a 660 °C)	Comporta-se como alumínio quase puro; intervalo de fusão estreito
Condutividade Térmica	~220–235 W/m·K	Alta entre metais estruturais; diminui levemente com teor de impurezas
Condutividade Elétrica	~45–65 % IACS	Alta condutividade; depende do nível de impurezas e do trabalho a frio
Calor Específico	~0,897 J/g·K (897 J/kg·K)	Calor específico típico à temperatura ambiente
Expansão Térmica	~23–24 µm/m·K (20–100 °C)	Expansão térmica moderada para projeto metálico

As altas condutividades térmica e elétrica tornam a A1100 atraente para aplicações de gerenciamento térmico e condutores onde a conformabilidade é necessária. A densidade modesta combinada com excelente difusividade térmica fornece uma relação favorável entre resistência e peso para componentes não estruturais. A expansão térmica deve ser considerada em conjuntos com materiais diferentes para evitar concentração de tensões durante ciclos térmicos.

Formas do Produto

Forma	Espessura/Tamanho Típico	Comportamento à Resistência	Temperas Comuns	Observações
Chapa	0,2–6,0 mm	Baixa a média após deformação a frio	O, H14, H16, H18	Amplamente usada para revestimentos, refletores e fabricação geral
Placa	>6,0 mm	Baixa; difícil de endurecer por trabalho a frio em grandes espessuras	O, H22	Usada menos frequentemente; usinagem e conformação limitadas
Extrusão	Espessuras de parede variáveis	Baixa; extrusões podem ser endurecidas por deformação	O, H12/H14	Limitada comparada às ligas 6xxx; usada quando pureza e condutividade são prioridades
Tubo	Calibres finos a médios	Baixa; pode ser soldada e trefilada	O, H14	Comum para aletas de trocadores de calor e condutos
Barra/Vareta	Diâmetros pequenos a médios	Baixa; usinabilidade razoável	O, H14	Usada para varetas e pinos onde resistência à corrosão e condutividade são importantes

Chapas e lâminas são as formas mais comuns para A1100, especialmente em embalagens, revestimentos e aplicações de transferência de calor, pois a laminação produz excelente acabamento superficial e calibres finos. Extrusões e barras são produzidas quando a condutividade e resistência à corrosão da liga são vantajosas, mas para extrusões estruturais de alta resistência outras ligas como 6061 ou 6063 são preferidas. Placas e seções grossas raramente são especificadas quando a resistência é um requisito de projeto devido ao baixo limite de escoamento.

Graus Equivalentes

Norma	Grau	Região	Observações
AA	A1100	EUA	Designação primária para alumínio comercialmente puro 99% Al
EN AW	1100 / 1050A*	Europa	Equivalentes EN são aproximados; AW-1050A e AW-1100 são frequentemente usados de forma intercambiável na prática
JIS	A1050 / A1100*	Japão	JIS utiliza as famílias A1050 e A1100 para alumínio de alta pureza; composições químicas se sobrepõem
GB/T	1100	China	Designações GB/T alinham-se de perto com AA A1100 em composição e uso pretendido

A equivalência entre normas é aproximada porque diferentes regiões estabelecem limites ligeiramente diferentes para impurezas e elementos menores permitidos. Ao realizar cruzamentos, os engenheiros devem verificar as fichas técnicas químicas e tabelas de propriedades mecânicas reais em vez de confiar apenas nos nomes dos graus. Para aplicações críticas elétricas, térmicas ou de contato com alimentos, solicite certificados de fábrica para confirmar detalhes de composição e estado de tratamento.

Resistência à Corrosão

A1100 apresenta excelente resistência geral à corrosão atmosférica porque forma uma película de óxido autorreparadora que protege a superfície. Resiste a muitos ambientes químicos e é comumente usado em equipamentos de processo químico e aplicações de contato alimentar por essa razão. Em ambientes marinhos, A1100 tem desempenho razoável na exposição atmosférica, mas é menos resistente que ligas com maior teor de magnésio, como as séries 5xxx, em imersão em água do mar; corrosão localizada por pites pode ser um problema se as concentrações de cloretos forem elevadas.

A liga tem baixa suscetibilidade a trincas por corrosão sob tensão devido aos baixos níveis de resistência e à ausência de fases microestruturais de alta resistência que promovem SCC. Interações galvânicas devem ser gerenciadas: A1100 é anódica em relação a muitos aços inoxidáveis e ligas de cobre, e corroerá preferencialmente quando acoplada eletricamente em um eletrólito. Projetistas frequentemente utilizam revestimentos, materiais de isolamento ou ânodos sacrificiais para mitigar ataques galvânicos em conjuntos de metais diferentes.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

A1100 solda excepcionalmente bem usando processos comuns como TIG (GTAW), MIG (GMAW) e soldagem por resistência devido à sua alta pureza e baixo teor de liga. Ligas de adição recomendadas incluem 1100, 4043 ou 5356 dependendo dos requisitos da junta e condições de serviço; a escolha do metal de adição afeta a resistência à corrosão pós-soldagem e a ductilidade. Fissuras por quente são raras em A1100, e o amolecimento da zona afetada pelo calor (ZAC) na soldagem não é uma preocupação porque a liga não é tratável termicamente; as juntas geralmente mantêm o comportamento dúctil do metal base.

Usinabilidade

A usinabilidade do A1100 é classificada de regular a boa; a baixa resistência do material reduz as forças de corte, mas sua alta ductilidade pode gerar cavacos longos e contínuos que necessitam de controle. Ferramentas de metal duro e geometrias afiadas são preferidas para cortes interrompidos, enquanto aço rápido pode ser usado para trabalhos leves. A prática típica é usar velocidades de corte moderadas, ângulos de corte positivos e dispositivos quebra-cavacos ou estratégias de pausar o avanço para evitar acúmulo de aresta e assegurar estabilidade dimensional.

Conformabilidade

A1100 está entre as ligas de alumínio mais conformáveis, especialmente no estado O, onde estamparia profunda, spinning e dobras complexas são rotineiras. Raios mínimos de curvatura podem ser muito pequenos em chapas recozidas; regra prática típica para chapas em estado O é um raio de curvatura interno igual a 0,5–1,0 vezes a espessura do material para muitos processos. Temperas H, trabalhadas a frio, apresentam alongamento reduzido e requerem raios de curvatura maiores ou estratégias de conformação incremental; conformação a quente e recozimentos intermediários são usados para restaurar a ductilidade em sequências complexas de fabricação.

Comportamento ao Tratamento Térmico

A1100 não é tratável termicamente; não responde a tratamentos de solubilização e envelhecimento artificial para obtenção de endurecimento por precipitação. O principal mecanismo de fortalecimento disponível é a deformação plástica (trabalho a frio), que aumenta a densidade de discordâncias e proporciona elevação de resistência nas temperas H. O recozimento (estado O) amolece a liga promovendo recuperação e recristalização para restaurar a ductilidade e aliviar tensões residuais originadas de conformação ou soldagem.

As sequências típicas de processamento envolvem recozimento → trabalho a frio → estabilização (para algumas temperas H2x), ao invés de ciclos de solubilização ou envelhecimento. Temperas estabilizadas H22/H24 utilizam tratamento térmico suave para reduzir efeitos de envelhecimento por deformação e garantir estabilidade dimensional sem endurecimento por precipitação. Para aplicações que requerem maior resistência, é necessário escolher uma têmpera trabalhada a frio ou migrar para materiais ligados e tratáveis termicamente.

Desempenho em Alta Temperatura

A1100 sofre perda significativa de resistência com o aumento da temperatura, com limites práticos de serviço geralmente abaixo de 150 °C para aplicações com carga mecânica. Acima dessas temperaturas, processos de recuperação diminuem a resistência do trabalho a frio e podem levar ao amolecimento mesmo sem recozimento intencional. A oxidação ao ar é mínima em comparação com ligas ferrosas devido à camada protetora de óxido, mas exposição prolongada a altas temperaturas pode degradar o acabamento superficial e reduzir levemente as condutividades térmica e elétrica.

As zonas afetadas pelo calor na soldagem não sofrem dissolução de precipitados como em ligas endurecíveis por envelhecimento, mas amolecimento local por exposição térmica pode ocorrer se a região ultrapassar limiares de recristalização. Para aplicações submetidas a temperaturas elevadas ou cargas térmicas cíclicas, projetistas devem considerar fluência, deriva dimensional e perda de resistência residual ao confiar em condições de trabalho endurecido a frio.

Aplicações

Indústria	Exemplo de Componente	Motivo do Uso do A1100
Automotiva	Painéis internos, refletores	Excelente conformabilidade e acabamento superficial para componentes visíveis
Marinha	Dutos, conexões	Boa resistência à corrosão em exposições atmosféricas marinhas
Aeronáutica	Conexões não estruturais, carenagens	Alta condutividade e resistência à corrosão com baixo peso
Eletrônica	Disipadores de calor, barras coletoras, folhas	Alta condutividade térmica e elétrica com boa conformabilidade

A1100 continua sendo uma liga preferida quando condutividade elétrica e térmica, acabamento superficial e conformabilidade têm prioridade sobre alta resistência estrutural. Sua facilidade de fabricação e desempenho consistente em processos comuns de conformação e união tornam-na uma opção econômica para muitos componentes com baixa exigência de carga mecânica.

Considerações para Seleção

Escolha A1100 quando ductilidade máxima, condutividade e resistência à corrosão forem os principais requisitos e o projeto puder tolerar baixos limites de escoamento e resistência à tração. Normalmente é a primeira escolha para folhas, revestimentos, dissipadores térmicos e ambientes químicamente sensíveis onde adições de liga seriam prejudiciais.

Comparado com variantes comerciais de maior pureza (ex.: 1050 ou 1060), A1100 oferece condutividade e conformabilidade similares, mas pode conter ligeiramente maiores impurezas permitidas que influenciam acabamento superficial e consistência mecânica. Em comparação com ligas comerciais endurecidas a frio como 3003 ou 5052, A1100 fornece condutividade superior e ocasionalmente melhor resistência à corrosão, à custa de resistência e resistência à fadiga substancialmente menores. Frente a ligas tratáveis termicamente como 6061 ou 6063, A1100 é selecionado quando conformabilidade, custo e condutividade são mais importantes que resistência estrutural elevada e quando o componente não é crítico para rigidez ou serviço de alta carga.

Resumo Final

A1100 permanece uma liga prática onde pureza, ductilidade, conformabilidade e condutividade são priorizadas em detrimento das propriedades mecânicas máximas. Seu baixo custo de processamento, resposta previsível ao trabalho a frio e ampla compatibilidade com técnicas comuns de fabricação a tornam uma escolha durável para aplicações térmicas, elétricas e sensíveis à corrosão na engenharia moderna.