Alumínio EN AW-5086: Composição, Propriedades, Guia de Têmpera e Aplicações

Visão Geral Completa

EN AW-5086 é um membro da série 5xxx de ligas de alumínio, caracterizada principalmente pelo magnésio como principal elemento de liga. Essa família é classificada como ligas não-temperáveis cujo fortalecimento mecânico é obtido pelo endurecimento por solução sólida do Mg e por deformação plástica (encruamento) e envelhecimento por deformação em certos tratamentos.

Os principais elementos de liga do EN AW-5086 são magnésio com adições significativas de manganês e níveis controlados menores de ferro, silício, cromo e elementos traço. O nível de Mg proporciona o principal aumento de resistência e melhora o desempenho contra corrosão em ambientes cloretados, enquanto o Mn refina a estrutura do grão e ajuda a manter a resistência após o processamento.

As principais características do EN AW-5086 incluem uma combinação favorável de resistência moderada a alta para um alumínio não-temperável, excelente resistência à água do mar e atmosferas marinhas, excelente soldabilidade com métodos convencionais de fusão, e boa conformabilidade quando fornecido em tratamentos mais macios. Essas propriedades o tornam comum em aplicações marítimas, de transporte, vasos de pressão e criogênicas.

Engenheiros escolhem o EN AW-5086 em vez de outras ligas quando o equilíbrio entre resistência à corrosão, soldabilidade e tenacidade é mais importante do que o pico máximo de resistência alcançável com ligas temperáveis. É preferido quando a integridade estrutural em água salgada ou ambientes agressivos é necessária sem ciclos complexos de tratamento térmico.

Variantes de Tratamento

Tratamento	Nível de Resistência	Alongamento	Formabilidade	Soldabilidade	Observações
O	Baixa	Alta	Excelente	Excelente	Recozido completo; melhor para conformação complexa e estampagem
H111	Médio-Baixo	Moderado	Muito Boa	Excelente	Levemente encruado; geralmente tratamento natural após laminação
H32	Médio	Moderado	Boa	Excelente	Encruado e estabilizado; comum para chapa estrutural
H34	Médio-Alto	Moderado-Baixo	Regular	Excelente	Encruamento mais elevado para aumento de resistência
H36	Alto	Baixo-Moderado	Reduzida	Excelente	Condição encruada mais forte para seções pesadas
H116	Médio	Moderado	Boa	Excelente	Estabilizado para melhor resistência à corrosão e soldabilidade; grau marinho
H321	Médio	Moderado	Boa	Excelente	Estabilizado por envelhecimento a baixa temperatura para resistir à sensibilização

A escolha do tratamento afeta fortemente a resposta mecânica e o comportamento na conformação porque o EN AW-5086 não é temperável; todos os tratamentos de maior resistência são produzidos por deformação plástica e estabilização natural ou controlada. Projetistas devem equilibrar resistência ao escoamento/tração desejada com os raios de curvatura e alongamento necessários, optando por tratamentos mais macios para estampagem profunda e tratamentos H mais duros para rigidez estrutural e redução do retorno elástico.

Composição Química

Elemento	Faixa %	Observações
Si	≤ 0.40	Silício controlado em baixo teor para reduzir intermetálicos e manter tenacidade
Fe	≤ 0.50	Ferro é impureza que forma intermetálicos duros; limitado para preservar ductilidade
Mn	0,20–0,7	Refina a estrutura de grão e compensa algum endurecimento excessivo do Mg; melhora resistência
Mg	3,5–4,5	Elemento primário de endurecimento; influencia criticamente resistência à corrosão e soldabilidade
Cu	≤ 0.10	Mantido baixo para evitar redução de resistência à corrosão e suscetibilidade à corrosão sob tensão
Zn	≤ 0.25	Menor; excesso de Zn pode promover corrosão galvânica e localizada
Cr	0,05–0,25	Adicionado para controle de grão e melhora retenção de resistência após trabalho a quente
Ti	≤ 0.15	Refinador de grão em pequenas adições; melhora consistência mecânica
Outros (cada)	≤ 0.05	Elementos traço controlados para manter propriedades previsíveis

A composição do EN AW-5086 o posiciona entre a série 3xxx de menor resistência e as variantes 5xxx com maior Mg; o magnésio fornece endurecimento por solução sólida enquanto manganês e cromo controlam tamanho de grão e mitigam a recristalização. O controle rigoroso de Fe, Si e Cu é importante para prevenir intermetálicos frágeis e preservar resistência ao pitting e desempenho da junta soldada em ambientes cloretados.

Propriedades Mecânicas

O comportamento à tração do EN AW-5086 é típico de ligas Al-Mg não temperáveis: o encruamento aumenta a resistência, mas reduz a ductilidade. A liga apresenta tenacidade favorável e mantém alongamento em baixas temperaturas; a espessura e o tratamento influenciam significativamente a curva de tração e a ductilidade medidas.

A resistência ao escoamento varia conforme o tratamento e espessura; tratamentos H produzidos por trabalho a frio controlado normalmente têm resistência ao escoamento e à tração maiores do que os tratamentos O ou H111. A dureza segue a mesma tendência, com condições encruadas apresentando incrementos nas medidas Vickers/Brinell; entretanto, o encruamento reduz a conformabilidade e aumenta o retorno elástico.

O desempenho à fadiga é geralmente bom para estruturas soldadas e não soldadas em razão da ductilidade da liga e resistência à corrosão-fadiga em água do mar quando detalhadas adequadamente. Seções mais grossas podem manter maior rigidez absoluta, mas podem apresentar padrões distintos de envelhecimento e tensões residuais após soldagem e trabalho a frio, exigindo testes de qualificação para componentes críticos.

Propriedade	O/Recozido	Tratamento Chave (H32 / H116)	Observações
Resistência à Tração	~120–200 MPa	~220–330 MPa	Amplitude ampla devido à espessura e encruamento; escolha do tratamento conforme requisito de projeto
Limite de Escoamento	~55–120 MPa	~140–260 MPa	Limite de escoamento aumenta substancialmente com encruamento/estabilização
Alongamento	~20–35%	~8–18%	Tratamentos mais macios proporcionam maior alongamento para operações de conformação
Dureza	~30–45 HV	~60–95 HV	Dureza correlaciona com nível de encruamento e afeta usinagem e conformação

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor	Observações
Densidade	2,66 g/cm³	Típica para ligas Al-Mg; relação resistência-peso benéfica
Faixa de Fusão	~570–650 °C	Faixa sólido-líquido varia com composição e impurezas
Condutividade Térmica	~140–165 W/m·K	Inferior ao alumínio puro, mas ainda boa para dissipação de calor
Condutividade Elétrica	~30–40 %IACS	Reduzida em relação ao Al puro devido ao Mg em solução sólida
Calor Específico	~0,90 kJ/kg·K	Calor específico típico do alumínio próximo à temperatura ambiente
Coeficiente de Dilatação Térmica	~23–24 µm/m·K	Dilatação térmica moderada; importante para projeto de juntas com metais diferentes

As propriedades físicas mostram que o EN AW-5086 mantém muitas das vantagens do alumínio: baixa densidade proporciona alta rigidez específica e absorção de energia por massa. As condutividades térmica e elétrica são inferiores ao alumínio puro, mas permanecem adequadas para dissipação de calor e gerenciamento térmico; o projeto deve considerar a dilatação ao unir com aço ou compósitos.

Formas de Produto

Forma	Espessura/Tamanho Típico	Comportamento de Resistência	Tratamentos Comuns	Observações
Chapa	0,5–6,0 mm	Comportamento varia fortemente com tratamento	O, H111, H32, H116	Amplamente usada para painéis de casco, revestimentos estruturais e vasos de pressão
Placa	6–200+ mm	Seções grossas necessitam de encruamento maior ou tratamento via processamento	H34, H36, H116	Placa grossa comumente usada em marítimo e blindagem; conformação a frio limitada
Extrusão	Seções transversais variáveis	Perfis extrudados podem ser acabados a frio para tratamentos H	O, H111, H32	Comum para estrutura metálica, corrimãos e reforços
Tubo	Ø10 mm–300 mm	Soldado ou sem costura; espessura da parede afeta resistência e flambagem	H32, H111	Usado em sistemas de fluidos, elementos estruturais e linhas sob pressão
Barra/Haste	Ø3 mm–200 mm	Barras podem ser trefiladas/laminadas e depois encruadas	H111, H34	Utilizado para conexões, fixadores e componentes usinados

O processamento varia conforme a forma do produto: chapa e placa geralmente são laminadas e depois trabalhadas a frio ou estabilizadas para atender tratamentos especificados, enquanto extrusões requerem controle da temperatura do tarugo e têmpera para manter distribuição homogênea de Mg. Placas tendem a ser menos conformáveis e mais soldadas e usinadas, enquanto chapa é usada onde são necessários conformação e união complexas.

Graus Equivalentes

Norma	Grau	Região	Observações
AA / ASTM	5086	EUA	Designação comercial comum; abrangida por várias especificações ASTM
EN AW	5086	Europa	Equivalente AlMg4.5Mn segundo normas EN com controles de composição semelhantes
JIS	A5086 (ou série Al-Mg)	Japão	Designação equivalente da família Al-Mg-Mn; normas de processo variam
GB/T	5086	China	Grau da norma nacional chinesa com faixas de composição comparáveis

A equivalência é próxima entre as principais normas, mas existem pequenas diferenças nos níveis de impurezas permitidas, definições de tratamentos e protocolos de ensaio. Compradores devem consultar a ficha técnica específica (ASTM, EN, JIS, GB/T) utilizada na aquisição para confirmar os limites exatos de composição, requisitos de ensaios mecânicos e padrões de acabamento superficial.

Resistência à Corrosão

O EN AW-5086 apresenta excelente resistência à corrosão atmosférica e é amplamente utilizado em ambientes marinhos devido aos níveis benéficos de Mg que formam filmes estáveis de óxidos/hidróxidos. A resistência à corrosão por pite em ambientes contendo cloretos é boa em comparação a muitas ligas de alumínio, embora a corrosão localizada ainda possa ocorrer em concentradores de tensão ou superfícies mal preparadas.

Em água do mar e zonas de respingo, o EN AW-5086 resiste melhor à corrosão geral e localizada do que muitas ligas de alumínio tratáveis termicamente porque evita os precipitados anódicos que promovem a corrosão por pite. A suscetibilidade à trinca por corrosão sob tensão (SCC) é geralmente baixa para o 5086 comparado a ligas de alta resistência, mas riscos de SCC aumentam com maiores teores de Mg e com certos tratamentos térmicos após exposições específicas.

Interações galvânicas devem ser gerenciadas quando o 5086 é acoplado a metais catódicos como cobre ou aço inoxidável; a liga é anódica a muitos aços e pode ser protegida ou isolada por revestimentos e juntas isolantes. Comparado às ligas da série 3xxx (Al-Mn), o 5086 normalmente oferece maior resistência mantendo comportamento de corrosão similar ou superior; em comparação com ligas 6xxx e 7xxx tratáveis termicamente, o 5086 é muito superior em resistência à corrosão marinha.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

O EN AW-5086 solda muito bem com processos comuns de fusão, incluindo TIG e MIG; as juntas normalmente alcançam propriedades próximas ao metal base quando são utilizados consumíveis e procedimentos adequados. Consumíveis recomendados são ligas Al‑Mg (ex. 5183, 5356) selecionados para correspondência de resistência e desempenho em corrosão; a escolha do consumível e tratamentos pré/pós-soldagem controlam o comportamento da zona afetada pelo calor (ZAC). O risco de fissuração a quente é baixo para o 5086 comparado a ligas de alto teor de cobre, mas a porosidade por hidrogênio e contaminação devem ser controladas com boa proteção e limpeza.

Usinabilidade

A usinabilidade do EN AW-5086 é moderada e não tão favorável quanto as ligas forjadas das séries 2xxx ou 6xxx projetadas para usinagem em alta velocidade. A liga é melhor usinada em tratamentos mais macios; a formação de cavacos tende a produzir cavacos contínuos e dúcteis que requerem avanços controlados e quebra-cavacos. Ferramentas de carboneto são recomendadas para usinagem de maior produção, com velocidades e avanços reduzidos para tratamentos H mais duros, para limitar desgaste da ferramenta e encruamento térmico.

Formabilidade

A conformação é excelente nos tratamentos recozidos (O) e ligeiramente trabalhados, como H111, permitindo estampagem profunda, alongamento e estampagem complexa. Raios de dobra devem ser escolhidos conforme o tratamento e espessura; raios mínimos típicos internos variam de 1× a 3× a espessura para tratamentos mais macios, aumentando para condições H32/H36. O trabalho a frio aumenta a resistência, mas reduz o alongamento e aumenta o retorno elástico; conformação a quente ou deformação em etapas são às vezes usadas para raios apertados em material de maior calibre.

Comportamento ao Tratamento Térmico

O EN AW-5086 é uma liga não tratável termicamente; não responde a tratamento térmico de solução e envelhecimento artificial para desenvolver maior resistência como as ligas 6xxx ou 7xxx. Em vez disso, aumentos de resistência são obtidos por trabalho a frio (encruamento) seguido de estabilização natural ou controlada para reduzir tensões residuais e limitar envelhecimento por deformação adicional.

O recozimento (tratamento O) é utilizado para remover o encruamento e restaurar a ductilidade; ciclos típicos de recozimento ocorrem em temperaturas elevadas seguidas de resfriamento controlado para evitar distorções e crescimento de grão. Tratamentos de estabilização (ex. H116) envolvem envelhecimento a baixas temperaturas ou armazenamento controlado para alcançar uma combinação equilibrada de resistência, resistência à corrosão e soldabilidade sem introduzir precipitados deletérios.

Desempenho em Alta Temperatura

O EN AW-5086 mantém propriedades mecânicas úteis até temperaturas elevadas moderadas, mas a operação em altas temperaturas reduz drasticamente os limites de escoamento e resistência à fadiga em relação às condições ambiente. Perdas significativas de resistência ocorrem conforme a temperatura se aproxima de 100–150 °C, dependendo do tratamento, portanto aplicações estruturais de longo prazo devem ser limitadas a temperaturas moderadas ou requerer qualificação empírica.

Oxidação e formação de escamas são mínimas para ligas de alumínio no ar; entretanto, exposição prolongada a atmosferas quentes contendo cloretos pode acelerar processos corrosivos. A zona afetada pelo calor (ZAC) das soldas pode apresentar amolecimento e redução de resistência em temperaturas elevadas de serviço, portanto projetos e tratamentos pós-soldagem devem considerar os efeitos combinados de temperatura, tensões e espécies corrosivas.

Aplicações

Setor	Componente Exemplo	Por que Usar EN AW-5086
Marinho	Chapas de casco, convés, superestrutura	Excelente resistência à corrosão em água do mar e boa relação resistência/peso
Automotivo / Transporte	Painéis de trailer, tanques de combustível, componentes estruturais	Boa soldabilidade, resistência ao impacto e comportamento corrosivo
Aeronáutico	Estruturas secundárias, acessórios	Boa tenacidade, soldabilidade e resistência estrutural moderada
Vasos de Pressão / Criogenia	Tanques de armazenamento, vasos criogênicos	Tenacidade em baixa temperatura e boa soldabilidade
Industrial / Transferência de Calor	Trocadores de calor, coletores	Condutividade térmica adequada e resistência à corrosão

O EN AW-5086 é selecionado quando é necessário equilíbrio entre resistência à corrosão, soldabilidade e resistência estrutural moderada, especialmente nos setores marinho e de transporte. Sua formabilidade em tratamentos mais macios e capacidade de uniões por métodos comuns de soldagem ampliam seu campo de aplicação para montagens fabricadas.

Orientações para Seleção

Escolha o EN AW-5086 quando o projeto exigir resistência durável à corrosão em ambientes ricos em cloretos, combinada com boa soldabilidade e resistência estrutural moderada. É uma escolha prática para estruturas marítimas e montagens soldadas onde ligas tratáveis termicamente podem sofrer problemas de corrosão ou relacionados ao hidrogênio.

Comparado ao alumínio comercialmente puro (1100), o EN AW-5086 troca um pouco de condutividade elétrica e térmica e ligeira redução de conformabilidade por resistência significativamente maior e melhor desempenho estrutural. Comparado às ligas encruadas comuns como 3003 ou 5052, o EN AW-5086 geralmente oferece maior resistência e resistência à corrosão marinha similar ou superior, com um custo ligeiramente maior.

Em comparação com ligas tratáveis termicamente como 6061, o EN AW-5086 não alcançará os mesmos picos de resistência à tração, mas é preferido onde é necessária superior resistência à corrosão em água do mar, soldabilidade sem ciclos de têmpera/receio e melhor tenacidade.

Resumo Final

O EN AW-5086 permanece uma liga de alumínio amplamente utilizada por entregar uma combinação robusta de soldabilidade, resistência à corrosão e resistência por encruamento sem a complexidade do tratamento térmico, tornando-se especialmente valiosa em contextos marítimos, industriais de vasos de pressão e fabricação estrutural.