Alumínio A6063: Composição, Propriedades, Guia de Têmper e Aplicações

Visão Geral Abrangente

A6063 é um membro da série 6xxx de ligas de alumínio, uma família Al-Mg-Si que é principalmente reforçada por envelhecimento por precipitação. Seus principais elementos de liga são silício e magnésio, que se combinam para formar precipitados Mg2Si durante o tratamento térmico; adições traço de ferro, cobre, cromo, zinco e titânio são controladas para equilibrar resistência, extrudabilidade e acabamento superficial.

A6063 é uma liga tratável termicamente (envelhecível por precipitação), e não uma liga apenas por encruamento, portanto, alcança maior resistência por meio do tratamento de solubilização e envelhecimento artificial ou natural. Suas características típicas incluem resistência à tração e limite de escoamento moderados a bons, excelente extrudabilidade e acabamento superficial, boa resistência à corrosão em muitas atmosferas e excelentes características de anodização.

Indústrias que comumente utilizam A6063 incluem extrusões arquitetônicas/estruturais (caixilhos de janelas, fachadas de alumínio), construção civil, componentes automotivos não estruturais e certas aplicações elétricas/térmicas onde se requer bom acabamento superficial e resistência moderada. Engenheiros escolhem A6063 em vez de outras ligas quando requisitos balanceados de extrudabilidade, aparência da anodização, resistência à corrosão e custo são priorizados em relação ao pico máximo de resistência.

Variantes de Têmpera

Têmpera	Nível de Resistência	Alongamento	Conformabilidade	Soldabilidade	Observações
O	Baixa	Alta (12–18%)	Excelente	Excelente	Totalmente recozida, melhor conformabilidade e ductilidade
H14	Baixa-Moderada	Moderado	Muito Boa	Muito Boa	Endurecida por deformação leve, usada para extrusões que exigem resistência moderada
T4	Moderada	Moderado-Alto	Boa	Boa	Tratada por solubilização e envelhecida naturalmente, boa conformabilidade com alguma resistência
T5	Moderado-Alto	Moderado	Boa	Boa	Resfriada do trabalho a quente e envelhecida artificialmente, comum para extrusões
T6	Alta	Moderado-Baixo (8–14%)	Regular	Boa	Tratada por solubilização e envelhecida artificialmente até quase a resistência máxima
T651	Alta	Moderado-Baixo	Regular	Boa	T6 com alívio de tensões por estiramento controlado, comum em extrusões estruturais

A seleção da têmpera modifica o equilíbrio entre ductilidade, limite de escoamento e resistência à tração; têmperas O e H favorecem operações de conformação e dobra, enquanto T5/T6 proporcionam maior resistência estática para serviço. T6 e T651 são amplamente usados onde se exige estabilidade dimensional e maior limite de escoamento, porém sacrificam alguma maleabilidade e apresentam maior retorno elástico (springback) em relação às têmperas recozidas.

Composição Química

Elemento	Faixa %	Observações
Si	0,2–0,6	Constituinte principal de reforço junto com Mg para formar precipitados Mg2Si
Fe	≤0,35	Impureza; níveis elevados reduzem extrudabilidade e acabamento superficial
Mn	≤0,10	Menor teor, pode aumentar marginalmente a resistência
Mg	0,45–0,9	Parceiro do Si na precipitação Mg2Si; controla a resistência máxima atingível
Cu	≤0,1	Pequenas quantidades podem aumentar a resistência, mas podem reduzir a resistência à corrosão
Zn	≤0,1	Mantido baixo para evitar suscetibilidade à corrosão galvânica
Cr	≤0,05	Controla a estrutura dos grãos e em algumas vezes melhora a tenacidade
Ti	≤0,1	Refinador de grão; usado em níveis controlados para refinar a microestrutura
Outros	≤0,15 total	Cada um ≤0,05 tipicamente; balanceia com Al

A relação Si-Mg e o teor absoluto de Mg determinam principalmente a cinética de precipitação e a resistência atingível após o envelhecimento. Níveis controlados e baixos de Fe, Cu e Zn preservam o acabamento superficial e a consistência da anodização, enquanto Ti e Cr são utilizados em quantidades traço para refinar os grãos e reduzir a fragilização por processamento a quente.

Propriedades Mecânicas

A6063 apresenta um perfil resistência à tração e limite de escoamento fortemente dependente da têmpera e da espessura da seção; extrusões de parede fina na têmpera T6 podem atingir resistências úteis mantendo bom acabamento superficial. O limite de escoamento em condições recozidas é relativamente baixo, permitindo grandes deformações plásticas para conformação, e após o tratamento de solubilização seguido de envelhecimento artificial os precipitados Mg2Si proporcionam resistência significativamente maior tanto ao escoamento quanto à tração. Alongamento e ductilidade diminuem com o aumento da resistência; T6 oferece resistências maiores, porém menor alongamento e maior retorno elástico durante operações de conformação.

A dureza acompanha o estado envelhecido, com ligas recozidas registrando baixos valores em Brinell/Knoop e materiais T6 atingindo níveis médios de dureza; isso afeta o desgaste e a resposta à usinagem. O desempenho em fadiga é adequado para aplicações cíclicas não críticas, mas é sensível à condição superficial, defeitos na extrusão e amolecimento induzido pela solda nas zonas afetadas pelo calor. A espessura da seção influencia a resposta à têmpera e a resistência atingível: seções mais espessas esfriam mais lentamente após o tratamento de solubilização e, portanto, podem não alcançar a dureza máxima sem envelhecimento prolongado ou processamento modificado.

Propriedade	O/Recozida	Têmpera Principal (ex: T6/T651)	Observações
Resistência à Tração	~110–155 MPa	~160–230 MPa	Grande variação devido ao tamanho da seção, têmpera e programa de envelhecimento
Limite de Escoamento	~60–95 MPa	~120–180 MPa	Limites típicos T6/T651 relatados na faixa 120–160 MPa para extrusões comuns
Alongamento	~12–18%	~8–14%	Alongamento diminui com têmperas mais elevadas e seções mais espessas
Dureza (HB)	~35–50 HB	~60–75 HB	Aproximações Brinell; depende do envelhecimento e da microestrutura

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor	Observações
Densidade	2,70 g/cm³	Típico para ligas Al-Mg-Si, fornecendo boa relação resistência-peso
Faixa de Fusão	~582–652 °C	Liga que reduz e amplia a faixa de fusão comparada ao alumínio puro
Condutividade Térmica	~160 W/m·K	Boa condução térmica; ligeiramente inferior ao alumínio puro e ligas da série 1xxx
Condutividade Elétrica	~30–36 %IACS	Condutividade elétrica moderada, reduzida em relação ao alumínio comercial puro
Calor Específico	~900 J/kg·K	Valor típico de liga de alumínio usado em cálculos térmicos
Coeficiente de Expansão Térmica	~23–24 µm/m·K	Coeficiente moderado; importante para estabilidade dimensional em ciclos térmicos

A6063 apresenta condutividades térmica e elétrica que o tornam aceitável para algumas aplicações de gerenciamento térmico, mas não é tão condutivo quanto ligas da série 1xxx. O coeficiente relativamente alto de expansão térmica exige atenção em conjuntos que combinam materiais diferentes durante ciclos térmicos ou que requerem tolerâncias apertadas.

Formas de Produto

Forma	Espessura/Tamanho Típico	Comportamento de Resistência	Têmperas Comuns	Observações
Chapa	0,5–6,0 mm	Moderada; depende do fornecedor	O, Hxx, T4, T5	Usada para painéis leves e componentes conformados
Placa	>6,0 mm	Pico de resistência menor devido a limitações no têmpera	O, T4, T6 (limitado)	Seções mais espessas podem não atingir propriedades totais T6 sem processos especiais
Extrusão	Paredes finas a perfis grandes	Projetada para propriedades uniformes na seção transversal	T5, T6, T651	A6063 é otimizada para extrusão — excelente acabamento superficial e controle dimensional
Tubo	Vários diâmetros/espessuras	Resistência varia com espessura da parede e têmpera	O, T4, T5	Comum em aplicações arquitetônicas e estruturais
Barra/Vara	De pequeno a grande diâmetro	Boa usinabilidade em O/T4	O, T6	Usada para componentes usinados e peças fabricadas

A extrusão é a rota dominante de fabricação para A6063; a química da liga e o processamento termo-mecânico são ajustados para proporcionar fluxo uniforme, bom preenchimento da matriz e aparência superficial superior para anodização. Chapas e placas são usadas quando se requer estoque plano, mas é necessário atenção à sensibilidade ao envelhecimento e têmpera dependentes da espessura ao visar têmperas elevadas.

Graus Equivalentes

Norma	Grau	Região	Observações
AA	A6063	EUA	Designação ASTM/AA comumente usada na América do Norte
EN AW	6063	Europa	EN AW-6063 frequentemente especificado com sufixos de tratamento térmico adicionais
JIS	A6063	Japão	JIS reconhece composições semelhantes de Al-Mg-Si com padrões locais de processamento
GB/T	6063	China	Equivalentes GB/T 6063 são comumente usados em especificações chinesas

Embora os números de catálogo pareçam consistentes entre regiões, as especificações podem diferir nos limites permitidos de impurezas, requisitos de teste de propriedades mecânicas e definições padrão de tempera. Engenheiros devem revisar as normas nacionais relevantes e os certificados de fábrica do fornecedor para detalhes sobre limites químicos, testes mecânicos e controles de processo antes da especificação.

Resistência à Corrosão

A6063 apresenta boa resistência à corrosão atmosférica em ambientes urbanos e rurais devido à formação de uma película estável de óxido de alumínio e seu modesto teor de liga. Seus níveis relativamente baixos de cobre e ferro ajudam a manter a resistência à corrosão, além de anodizar bem para produzir uma camada de óxido protetora e decorativa durável, útil em aplicações arquitetônicas.

Em ambientes marinhos, a liga tem desempenho aceitável para muitos usos, mas atmosferas ricas em cloretos aceleram a corrosão localizada e a formação de pites, especialmente se a camada anodizada estiver comprometida. Quando utilizada em exposições marinhas ou ambientes agressivos com cloretos, engenheiros comumente especificam acabamentos protetores, ânodos de sacrifício ou selecionam ligas alternativas com maior teor de magnésio ou químicas adicionais resistentes à corrosão.

O risco de trinca por corrosão sob tensão (SCC) para ligas 6xxx é geralmente baixo em temperaturas ambientes, mas pode aumentar sob carregamento de tração sustentado, alta umidade e certas condições de tempera; temperas T6 podem ser mais suscetíveis que temperas totalmente recozidas. Interações galvânicas devem ser gerenciadas — A6063 é anódica em relação a muitos aços inoxidáveis, mas catódica em relação ao magnésio; isolamento adequado, seleção de fixadores e revestimentos mitigam a corrosão galvânica em conjuntos com metais mistos.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

A6063 é facilmente soldada por processos comuns a arco, como TIG e MIG, com comportamento previsível, embora algum amolecimento na zona termicamente afetada seja esperado em temperas envelhecidas. Consumíveis comuns incluem ER4043 (Al-Si) para melhor fluidez e acabamento, ou ER5356 (Al-Mg) quando é necessária maior resistência pós soldagem ou resistência à corrosão; a escolha depende das propriedades pós-soldagem requeridas e considerações de anodização. A sensibilidade à fissuração a quente é relativamente baixa, mas o projeto da junta de solda, limpeza e tratamentos térmicos pré e pós-soldagem influenciam taxas de defeito e tensões residuais.

Usinabilidade

A usinabilidade do A6063 é moderada — melhor que muitas ligas da série 5xxx, mas não tão fácil de usinar quanto ligas especiais como 2011. Ferramentas de carboneto e setups rígidos com lubrificantes adequados proporcionam maior vida útil de ferramentas; parâmetros típicos de usinagem estão alinhados com práticas padrão para alumínio (alta velocidade de spindle, avanço moderado, evacuação agressiva de cavacos). Acabamento superficial e controle de rebarbas são frequentemente excelentes devido à ductilidade da liga, mas o tratamento térmico e a tempera influenciam a morfologia dos cavacos e o desgaste das ferramentas.

Formabilidade

A6063 apresenta excelente formabilidade a frio em temperas suaves (O, Hxx, T4) e pode ser dobrada, conformada por rolos e estirada com raios apertados quando gerenciada adequadamente. À medida que a tempera aumenta (T5, T6), o retorno elástico (springback) aumenta e os raios mínimos de dobra crescem; especificar T4 ou O para conformação seguido de envelhecimento pós-formação é uma estratégia comum. Extrusões com geometria complexa e paredes finas são uma das forças da liga, e o projeto da matriz junto com a lubrificação otimizam a formabilidade e o acabamento superficial.

Comportamento ao Tratamento Térmico

A6063 é tratável termicamente por solubilização, têmpera e envelhecimento para produzir condições fortalecidas por precipitados; a fase de endurecimento chave é Mg2Si. O tratamento típico de solubilização é realizado perto de 520–545 °C para dissolver fases solúveis, seguido por têmpera rápida para reter a solução sólida supersaturada; taxas de têmpera e espessura da seção influenciam fortemente as propriedades finais. Regimes de envelhecimento artificial variam: envelhecimento tipo T5 (resfriado do trabalho a quente e depois envelhecido) usa comumente ~150–200 °C por várias horas, enquanto T6 (tratado por solubilização e depois envelhecido artificialmente) usa temperaturas similares porém após o tratamento de solubilização para alcançar maiores resistências.

Transições de tempera são ferramentas práticas: componentes podem ser extrudados em condição termicamente estabilizada, conformados em T4 ou O para maximizar ductilidade, e então envelhecidos artificialmente para atingir a resistência necessária em serviço. Sobreenvelhecimento reduz resistência, mas pode melhorar tenacidade e resistência à corrosão sob tensão, por isso os cronogramas de envelhecimento são escolhidos para equilibrar propriedades mecânicas, estabilidade dimensional e desempenho contra corrosão. Atenção especial é requerida para seções espessas onde a sensibilidade à têmpera pode impedir o endurecimento total; nestes casos, envelhecimento modificado ou ajustes no projeto mitigam gradientes de propriedades.

Desempenho em Alta Temperatura

A6063 mantém propriedades mecânicas razoáveis até temperaturas elevadas moderadas, mas ocorre redução significativa no limite de escoamento e resistência à tração acima de aproximadamente 150–175 °C. Exposição prolongada a temperaturas acima das faixas de envelhecimento pode provocar coarsening dos precipitados de endurecimento, levando a amolecimento e perda de estabilidade dimensional; projetistas devem evitar serviço sustentado em temperaturas próximas ou superiores às de envelhecimento artificial. A oxidação é menor em comparação com ligas ferrosas, mas a exposição a altas temperaturas sem revestimentos protetores pode degradar o acabamento superficial e as camadas anodizadas.

Zonas termicamente afetadas adjacentes às soldas podem sofrer amolecimento devido a sobreenvelhecimento ou dissolução de precipitados, o que reduz a resistência local; tratamentos térmicos pós-soldagem ou acomodações no projeto são às vezes necessários para aplicações críticas. Ciclos térmicos podem agravar fadiga e deriva dimensional em conjuntos comprimidos ou restritos, portanto considerar expansão térmica e possível fluência a longo prazo em temperaturas elevadas é importante para desempenho confiável.

Aplicações

Indústria	Componente Exemplo	Por Que A6063 É Usado
Arquitetura/Construção	Perfis para caixilhos de janelas, fachadas-cortina extrudadas	Excelente extrudabilidade, acabamento anodizado e resistência suficiente
Automotiva	Acabamentos, trilhos de teto, trilhos não estruturais	Bom acabamento superficial, resistência à corrosão e extrusão econômica
Marinha	Mástis, corrimãos, acabamentos	Resistência à corrosão e anodização para aparência
Eletrônica	Gabinetes, dissipadores de calor de desempenho moderado	Condutividade térmica e usinabilidade com bom acabamento
Móveis & Fixações	Caixas de iluminação, sistemas de exibição	Custo, formabilidade e capacidade de acabamento superficial

A6063 é particularmente dominante onde perfis extrudados complexos com controle dimensional rigoroso e acabamentos superficiais de alta qualidade são requeridos. A combinação da liga de extrudabilidade, resistência razoável e resposta à anodização mantém sua popularidade para componentes arquitetônicos visíveis e peças fabricadas sensíveis ao custo.

Considerações para Seleção

A6063 é preferido quando extrusões de alta qualidade, excelente aparência superficial após anodização e resistência moderada são prioridades principais. Escolha A6063 em vez de ligas mais macias da série 1xxx (por exemplo, 1100) quando maior resistência é necessária, mas ainda se deseja boa formabilidade e condutividade; há uma troca entre alguma perda de condutividade elétrica/térmica e ganhos significativos em resistência.

Comparado com ligas endurecidas por trabalho como 3003 ou 5052, A6063 oferece resistência pós-tratamento térmico mais elevada e melhores resultados na anodização, enquanto ligas 3xxx/5xxx mantêm melhor ductilidade e, às vezes, resistência à corrosão superior em ambientes marinhos muito agressivos. Em relação ao 6061, o A6063 comumente proporciona extrudabilidade superior, acabamento de superfície mais suave e melhor aparência anodizada, às custas de menor resistência máxima, sendo portanto escolhido para extrusões arquitetônicas complexas enquanto o 6061 é preferido para peças estruturais de alta resistência ou solicitadas a cargas elevadas.

Selecione A6063 quando as prioridades do projeto incluírem extrusões de perfil apertado, acabamentos decorativos, carregamentos moderados e boa manufaturabilidade; evite-o quando a maior resistência ou máxima condutividade elétrica forem requisitos primários. Sempre confirme tempera, espessura da seção e planos de pós-processamento com os fornecedores para garantir que o produto entregue atenda à intenção do projeto.

Resumo Final

A6063 continua sendo uma liga de alumínio versátil para engenharia moderna porque equilibra exclusivamente extrudabilidade, capacidade de anodização, resistência à corrosão e resistência moderada em um pacote econômico. Sua ampla adoção em componentes arquitetônicos e fabricados é impulsionada pelo comportamento previsível no processamento e pela capacidade de ajustar propriedades por tempera e envelhecimento para atender a diversas necessidades de aplicação.