Alumínio A360: Composição, Propriedades, Guia de Têmpera e Aplicações

Visão Geral Abrangente

A360 é uma liga de alumínio predominantemente usada em formas fundidas e forjadas, comumente classificada dentro da família das ligas Al‑Si‑Mg contendo silício. Sua composição química tem como base o silício e o magnésio como os principais elementos de liga que possibilitam o endurecimento por precipitação e a fundibilidade. A liga é tratável termicamente, ganhando resistência através do tratamento de solubilização, têmpera e envelhecimento artificial, ao invés de trabalho a frio. As características principais incluem boa fundibilidade, uma relação força‑peso favorável, resistência à corrosão adequada em muitos ambientes e soldabilidade aceitável quando utilizados metais de adição e técnicas apropriadas.

Os setores que mais frequentemente especificam A360 incluem o automotivo (fundidos de transmissão e carcaças), habitações de eletrodomésticos, componentes industriais e equipamentos marítimos, onde é requerida uma combinação entre fundibilidade e desempenho mecânico razoável. Projetistas escolhem A360 para peças que demandam geometria complexa produzida economicamente por fundição, podendo ainda se beneficiar do tratamento térmico pós‑fundição para aumentar a resistência. Em comparação com ligas forjadas de maior resistência, A360 oferece custo menor e melhor fundibilidade; comparado ao alumínio puro, sacrifica condutividade e conformabilidade para alcançar resistência muito superior após envelhecimento.

Variantes de Têmpera

Têmpera	Nível de Resistência	Alongamento	Conformabilidade	Soldabilidade	Observações
O	Baixa	Alta	Excelente	Excelente	Recozido completo, máxima ductilidade após solubilização e resfriamento lento
T4	Média	Alta	Boa	Boa	Tratado termicamente por solubilização e envelhecido naturalmente; mantém boa conformabilidade
T5	Médio‑Alta	Moderada	Regular	Boa	Resfriado após fundição e envelhecido artificialmente; usado para fundidos diretamente do molde
T6	Alta	Moderada‑Baixa	Limitada	Boa	Tratado termicamente por solubilização e envelhecido artificialmente para resistência máxima
T651	Alta	Moderada‑Baixa	Limitada	Boa	T6 com alivio de tensões por estiramento; usado onde o controle de distorção é requerido
Hxx (ex.: H14)	Média	Reduzida	Limitada	Boa	Versões encruadas e parcialmente recozidas para formas forjadas, onde aplicável

As têmperas modificam de forma previsível o equilíbrio entre resistência e ductilidade da A360: a condição recozida (O) oferece alongamento máximo para conformação, enquanto T6/T651 produz limites de escoamento e resistência à tração superiores ao custo de redução da conformabilidade. Para componentes fundidos, T5 e T6 são as têmperas de produção mais comuns, pois permitem a fundição, usinagem mínima pós‑fundição e cronogramas de envelhecimento que proporcionam desempenho mecânico utilizável sem necessidade de conformação extensiva.

Composição Química

Elemento	Faixa %	Observações
Si	6,5 – 9,5	Elemento principal de liga que melhora fluidez, fundibilidade e resistência após envelhecimento
Fe	0,2 – 0,8	Impureza que forma intermetálicos; controlado para limitar fragilidade
Mn	≤ 0,5	Adicionado para controlar a estrutura do grão e limitar fases prejudiciais de Fe
Mg	0,2 – 0,6	Permite o endurecimento por precipitação de Mg2Si e contribui para a resistência
Cu	≤ 0,3	Pequenas adições podem aumentar a resistência, porém reduzem a resistência à corrosão
Zn	≤ 0,2	Normalmente baixo; excesso de Zn é evitado para reduzir risco de trincas a quente e SCC
Cr	≤ 0,25	Controla a estrutura do grão e a recristalização em determinadas têmperas
Ti	≤ 0,2	Refinador de grão na produção fundida e forjada para refinar a estrutura primária
Outros	Balance Al; elementos traço controlados	Traços de Ni, V ou Sr podem estar presentes para modificação eutética ou ajuste de propriedades

O silício provê a matriz para estruturas eutéticas Al‑Si que tornam a A360 muito fundível e dimensionalmente estável. O magnésio combina-se com o silício para formar precipitados Mg2Si durante o envelhecimento artificial, que é o principal mecanismo de endurecimento. Elementos menores e impurezas influenciam o tamanho do grão, a morfologia da estrutura de fundição e a precipitação de fases secundárias, que por sua vez controlam a tenacidade, usinabilidade e suscetibilidade a defeitos intergranulares.

Propriedades Mecânicas

A360 apresenta comportamento clássico de liga endurecível por precipitação: baixa resistência no estado recozido e aumento de resistência após solubilização e envelhecimento artificial. Na têmpera T6, a liga alcança suas propriedades de tração projetadas conforme os precipitados Mg2Si se formam e dificultam o movimento de discordâncias. Limite de escoamento e resistência à tração máxima variam conforme a espessura da seção e a taxa de resfriamento; seções mais finas, que temperam mais rapidamente, normalmente atingem maiores resistências.

A ductilidade (alongamento até a ruptura) diminui com o aumento da têmpera e com maior teor de silício devido à presença de partículas duras de silício eutético. A dureza segue a mesma tendência da resistência à tração e é comumente medida pelas escalas Brinell ou Rockwell em fundidos para confirmar a condição de envelhecimento. O desempenho à fadiga é sensível à porosidade de fundição, acabamento superficial e histórico térmico; a porosidade atua como ponto inicial primário para trincas de fadiga e reduz substancialmente os limites de resistência em condições as‑cast.

Propriedade	O/Recozido	Têmpera Principal (ex.: T6)	Observações
Resistência à Tração	120 – 180 MPa	250 – 360 MPa	Valores variam conforme espessura, porosidade e composição exata
Limite de Escoamento	60 – 120 MPa	170 – 260 MPa	Limite de escoamento depende fortemente do teor de Mg e do cronograma de envelhecimento
Alongamento	10 – 25%	4 – 12%	Alongamento diminui conforme o envelhecimento avança e o tamanho das partículas de silício aumenta
Dureza	40 – 60 HB	80 – 120 HB	Dureza correlaciona com densidade de precipitados e morfologia do silício eutético

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor	Observações
Densidade	~2,68 g/cm³	Densidade típica para ligas Al‑Si; varia levemente com elementos de liga
Faixa de Fusão	~575 – 655 °C	Intervalo líquido/sólido eutético e α‑Al devido ao teor de silício
Condutividade Térmica	~120 – 150 W/(m·K)	Inferior ao alumínio puro devido a silício e fases secundárias
Condutividade Elétrica	~30 – 45 %IACS	Reduzida em relação ao alumínio puro devido à liga; varia conforme a têmpera
Calor Específico	~0,88 – 0,92 J/(g·K)	Próximo ao do alumínio puro
Coeficiente de Dilatação Térmica	~21 – 24 ×10⁻⁶ /K	CTE relativamente alto; considerar em montagens sujeitas a ciclos térmicos

A densidade e o calor específico da A360 são semelhantes aos de muitas ligas de alumínio, tornando-a atraente onde se exige massa reduzida e capacidade razoável de armazenamento térmico. A condutividade térmica é adequada para muitas aplicações de gerenciamento térmico, embora partículas de silício e intermetálicos reduzam a condutividade comparada ao alumínio puro ou ligas forjadas altamente condutivas. A faixa de fusão e o comportamento de solidificação estão diretamente relacionados ao teor de silício e à composição eutética, afetando a contração de fundição e as necessidades de alimentação.

Formas do Produto

Forma	Espessura/Tamanho Típico	Comportamento de Resistência	Têmperas Comuns	Observações
Chapa	0,5 – 6 mm (limitado)	Menor devido a limitações de processamento	O, T4	Chapa forjada em A360 é menos comum; espessuras finas possíveis após laminação
Placa	6 – 50 mm	Resistência menor em seções mais grossas devido ao resfriamento mais lento	O, T5, T6	Placas fundidas grossas exigem tratamento térmico cuidadoso para evitar núcleo mole
Extrusão	Seções até 200 mm	Resistência depende da espessura da parede e do resfriamento	T4, T6	Produto extrudado menos comum; A360 é tipicamente usada em formas fundidas ou sob pressão
Tubo	Diâmetros típicos para fundição	Variável	O, T6	Formas tubulares fundidas usadas para carcaças, não tubos estruturais sem costura
Barra/Vareta	Variável	Boa resistência após envelhecimento	T6	Aço barras podem ser produzidos para pequenos componentes usinados

A rota de processamento tem grande impacto no desempenho mecânico. Formas fundidas de A360 beneficiam-se do projeto do molde, solidificação rápida e controle de porosidade para alcançar consistência, enquanto formas forjadas requerem laminação ou extrusão seguida de tratamento térmico por solubilização e envelhecimento. Projetistas devem combinar a forma do produto pretendida às capacidades de fabricação; fundidos finos e complexos exploram a fluidez da A360 enquanto seções maiores e mais grossas demandam estratégias especiais de tratamento térmico e têmpera.

Graus Equivalentes

Norma	Grau	Região	Notas
AA	A360	USA	Designação da Aluminum Association para a família da liga
EN AW	AC‑42100 / AlSi9Mg?	Europa	Equivalentes próximos podem estar na família AlSi9Mg dependendo da composição exata
JIS	ADC9/ variante ADC12	Japão	Graus de fundição japoneses com balanço semelhante de Si‑Mg são usados como equivalentes funcionais
GB/T	ZL102 / AlSi9Mg?	China	Normas chinesas para fundição incluem graus AlSi9Mg com propriedades comparáveis

Equivalentes diretos um a um dependem da composição precisa, especialmente do teor de Mg e Cu, e se a aplicação exige produto fundido ou laminado. Designações europeias EN e nomes chineses GB/T são geralmente comparados pelos intervalos de silício e magnésio e pela especificação de propriedades mecânicas-alvo em vez de depender apenas do rótulo nominal da liga.

Resistência à Corrosão

A360 apresenta boa resistência geral à corrosão atmosférica típica de ligas Al‑Si‑Mg quando corretamente acabada e revestida. A presença de silício na microestrutura não prejudica significativamente o filme protetor natural de alumina, mas fases interdendríticas expostas e porosidade da fundição podem criar locais anódicos. Preparação superficial e selagem da porosidade são importantes para durabilidade atmosférica a longo prazo.

Em ambientes marinhos e cloretos, A360 tem desempenho razoável, porém é mais suscetível à corrosão localizada do que ligas laminares Al‑Mg com maior teor de Mg, como 5052. Trincas por corrosão sob tensão não são uma falha proeminente para A360 em condições típicas de serviço; entretanto, o acoplamento galvânico com materiais mais nobres (aço inoxidável, cobre) pode acelerar ataques localizados nos pontos de contato. Revestimentos protetores, anodização ou projetos catódicos mitigam esses riscos.

Comparado com ligas laminadas da série 6xxx, A360 frequentemente apresenta resistência à corrosão similar ou ligeiramente inferior, dependendo da impureza de Cu e da porosidade. Peças fundidas devem ser projetadas para evitar geometrias de reentrâncias e minimizar exposição da porosidade a ambientes agressivos.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

A360 pode ser soldado por processos comuns (MIG/GMAW, TIG/GTAW), mas é necessário atenção na seleção do material de adição e controle da energia térmica. Eletrodos Al‑Si como ER4043 (Al‑Si) são a escolha típica para casar o teor de silício do metal base e reduzir risco de trincas a quente. Trincas a quente são possíveis em seções espessas ou onde alto teor de silício promove eutéticos de baixo ponto de fusão; o pré-aquecimento e controle do aporte térmico reduzem tensões residuais e fissuras.

Usinabilidade

A usinabilidade do A360 é geralmente boa em relação a outras ligas fundidas de alumínio devido à presença de silício, que fornece resistência à abrasão e controle de cavacos. Ferramentas de metal duro com ângulo positivo, setups rígidos e velocidades de corte moderadas produzem melhores acabamentos superficiais. Partículas de silício desgastam as ferramentas mais rapidamente que alumínio puro macio, portanto, considerações sobre vida útil da ferramenta e aplicação de fluido de corte são importantes em usinagem de alto volume.

Conformabilidade

A conformação do A360 em produto laminado é limitada em comparação com graus de baixa liga e alta ductilidade. As condições O e T4 oferecem melhor conformabilidade a frio e são preferidas onde dobra ou estampagem são requeridas. Para componentes fundidos, a conformação é restrita a pequenos ajustes; os projetistas devem favorecer fundição em net-shape e conformação pós-fundição mínima.

Comportamento ao Tratamento Térmico

A360 é tratável termicamente via envelhecimento por precipitação Al‑Si‑Mg. O tratamento de solubilização é tipicamente realizado próximo ao limite solidus, mas abaixo do início da fusão, comumente entre 520–540 °C, mantido para dissolver Mg2Si e homogeneizar a microestrutura. Segue-se têmpera rápida para manter a supersaturação de Mg e Si na matriz.

O envelhecimento artificial (T6) é realizado em temperaturas aproximadas entre 150–185 °C por tempos otimizados para atingir dureza e propriedades de tração máximas. O sobreenvelhecimento reduz resistência e aumenta ductilidade ao mesmo tempo em que melhora a estabilidade térmica. Transições de têmperas T (ex.: T5 para T6) alteram o tamanho e distribuição dos precipitados; os projetistas selecionam a têmpera com base no equilíbrio entre resistência, controle de distorção e usinabilidade.

Se utilizado sem tratamento térmico, A360 pode ser recozido (O) para máxima ductilidade. O encruamento proporciona aumento limitado de resistência; contudo, o endurecimento por precipitação permanece a principal via para alta resistência nesta classe de ligas.

Desempenho em Alta Temperatura

A360 apresenta degradação significativa da resistência com o aumento da temperatura e é geralmente limitado a serviço contínuo abaixo de aproximadamente 150 °C para aplicações estruturais. Acima dessa faixa, o crescimento e sobreenvelhecimento dos precipitados reduzem o limite de escoamento, resistência à tração e diminuem a resistência à fluência. Exposições curtas a temperaturas mais elevadas são toleradas, porém ciclos térmicos repetidos aceleram a evolução microestrutural.

A oxidação no ar é limitada pelo filme protetor de alumina, mas exposições prolongadas a temperaturas elevadas podem alterar a química do óxido superficial e reduzir a resistência à fadiga pela coarsening microestrutural. Zonas afetadas pelo calor da soldagem exibem amolecimento localizado se o metal base estiver em condição de envelhecimento máximo; pós-tratamento térmico de solução e envelhecimento ou seleção apropriada do metal de adição pode restaurar propriedades aceitáveis.

Aplicações

Indústria	Exemplo de Componente	Por que o A360 é Usado
Automotiva	Caixas de transmissão, carcaças de bombas	Excelente fundibilidade, boa resistência após envelhecimento, custo-benefício para geometria complexa
Marinha	Pequenas fundições estruturais, suportes	Resistência razoável à corrosão e baixa densidade para peças sensíveis a peso
Aeroespacial	Conexões não críticas, carcaças	Relação favorável entre resistência e peso e facilidade na fundição de formas complexas
Eletrônica	Caixas e dissipadores de calor	Boa condutividade térmica e precisão dimensional advinda da fundição
Eletrodomésticos	Carcaças de motores, corpos de bombas	Baixo custo, bom acabamento superficial fundido e desempenho mecânico adequado

A360 é utilizado quando se requer uma combinação de economia, fundibilidade e resistência mecânica adequada. É especialmente preferido para geometrias fundidas intrincadas que seriam caras ou impraticáveis de fabricar em ligas laminadas de maior resistência.

Orientações para Seleção

Escolha A360 quando for necessária uma liga de alumínio fundível que possa ser envelhecida para resistências úteis enquanto mantém bom controle dimensional e resistência à corrosão aceitável. É uma escolha prática para componentes complexos em net-shape produzidos em volumes moderados a altos.

Comparado com alumínio comercialmente puro (1100), A360 sacrifica parte da condutividade elétrica e térmica e facilidade de conformação em troca de resistência à tração e limite de escoamento substancialmente maiores após envelhecimento. Em relação a ligas encruadas como 3003 ou 5052, A360 oferece maiores resistências alcançáveis via tratamento térmico, mas geralmente menos ductilidade e comportamento corrosivo diferente devido ao silício e porosidade de fundição. Frente a ligas laminadas tratáveis comuns como 6061, A360 pode apresentar resistência máxima menor, mas leva vantagem em economia da fundição e produção de formas complexas onde custos de usinagem e fabricação seriam proibitivos.

Resumo Final

A360 permanece uma liga de engenharia relevante porque combina excelente fundibilidade com capacidade de endurecimento por precipitação para entregar uma mistura econômica de resistência, precisão dimensional e desempenho contra corrosão. Sua combinação de propriedades a torna especialmente valiosa para componentes sensíveis a custo e geometricamente complexos nas indústrias automotiva, marítima e de bens de consumo.