Alumínio EN AW-5754: Composição, Propriedades, Guia de Têmpera e Aplicações

Visão Geral Abrangente

EN AW-5754 pertence à série 5xxx de ligas de alumínio, especificamente um grau Al–Mg comumente designado como AlMg3 em muitas normas. Esta família é caracterizada pelo magnésio como o principal elemento de liga, que proporciona fortalecimento por solução sólida e melhor resistência à corrosão em comparação com as séries 1xxx e 3xxx.

Os principais elementos de liga no EN AW-5754 são magnésio, com pequenas adições de manganês, cromo e impurezas traço como ferro e silício. O fortalecimento é alcançado predominantemente por encruamento e fortalecimento por solução sólida do magnésio; a liga não é tratável termicamente para obtenção de maiores resistências por envelhecimento.

As características principais incluem uma combinação favorável de resistência moderada a alta, excelente resistência à corrosão geral e localizada em ambientes atmosféricos e marinhos, e excelente soldabilidade com seleção apropriada de material de adição. A conformabilidade é boa em estados recozidos e levemente encruados, o que torna a liga atraente para chapas conformadas e componentes formados em diversas indústrias.

As aplicações típicas abrangem painéis estruturais e de carroceria automotiva, embarcações marítimas e acessórios, vasos de pressão e fabricação geral para transporte e produtos de consumo. Engenheiros frequentemente selecionam o EN AW-5754 quando se exige um equilíbrio entre resistência à corrosão, soldabilidade e resistência/modo peso moderado, e quando rotas de tratamento térmico não são práticas ou necessárias.

Variantes de Têmpera

Têmpera	Nível de Resistência	Alongamento	Conformabilidade	Soldabilidade	Observações
O	Baixa	Alta	Excelente	Excelente	Condição totalmente recozida; melhor conformabilidade
H111	Baixa–Média	Alta	Muito Boa	Excelente	Levemente encruado; bom para conformações complexas
H14	Média	Moderado	Boa	Excelente	Encruamento de quarto de dureza; resistência melhorada
H22	Média	Moderado	Regular	Boa	Encruado e parcialmente recozido para equilíbrio
H32	Média–Alta	Menor	Reduzida	Boa	Encruado e estabilizado; maior resistência, menos dúctil

A têmpera tem efeito primário e previsível no EN AW-5754 ao deslocar a liga ao longo do trade-off conformabilidade–resistência. A condição recozida (O) maximiza a ductilidade para estampagem profunda e conformação a martelo, enquanto as têmperas H proporcionam aumento controlado do limite de escoamento e resistência à tração por trabalho a frio.

A seleção da têmpera exige consideração das operações finais de conformação, da recuperação elástica (springback) requerida e do uso pretendido para conjuntos soldados, pois o maior encruamento reduz a conformabilidade e pode aumentar recuperação elástica e resistência à flexão.

Composição Química

Elemento	Faixa %	Observações
Si	≤ 0,40	Impureza; controlada para limitar intermetálicos e preservar ductilidade
Fe	≤ 0,40	Impureza comum; aumenta ligeiramente resistência, mas pode reduzir resistência à corrosão
Mn	0,50–1,00	Refina estrutura dos grãos e melhora resistência e tenacidade
Mg	2,6–3,6	Principal elemento de fortalecimento; aumenta a resistência à corrosão em ambientes marinhos
Cu	≤ 0,10	Mantido mínimo para evitar degradação da resistência à corrosão
Zn	≤ 0,20	Impureza menor; pequena influência na resistência
Cr	0,05–0,25	Controle do grão e resistência à sensibilização durante o processamento
Ti	≤ 0,15	Refinador de grão em produto fundido/semiacabado
Outros (cada)	≤ 0,05	Resíduos incluindo V, Zr; coletivamente ≤ 0,15

A composição química do EN AW-5754 é projetada para priorizar o magnésio para fortalecimento por solução sólida e desempenho contra corrosão, mantendo cobre e ferro baixos para evitar suscetibilidade galvânica e corrosão por piteamento induzido por intermetálicos. Manganês e cromo proporcionam controle da estrutura do grão e estabilidade contra recristalização durante processamento termomecânico, o que ajuda a manter propriedades mecânicas consistentes através das diferentes espessuras.

O controle de silício e ferro é especialmente importante em produtos em chapa, pois intermetálicos grosseiros podem tornar o material frágil durante a dobra e reduzir resistência à fadiga; especificações de fabricação frequentemente incluem limites rigorosos para limpeza e tamanho de inclusões.

Propriedades Mecânicas

O EN AW-5754 apresenta comportamento de tração fortemente dependente da têmpera e do nível de trabalho a frio. Na condição recozida, mostra limite de escoamento relativamente baixo, resistência à tração moderada e alongamento alto, resultando em fratura progressiva e dúctil sob sobrecarga e boa absorção de energia em operações de conformação.

O limite de escoamento e a resistência à tração aumentam substancialmente com o encruamento; as têmperas H são produzidas por laminação a frio controlada ou nivelamento por estiramento para alcançar limites de escoamento-alvo preservando ductilidade suficiente para conformação. A dureza acompanha o trabalho a frio e se correlaciona com o aumento do limite de escoamento a 0,2% e da resistência à tração em chapas e seções extrudadas.

O comportamento à fadiga é geralmente bom para ligas 5xxx quando as superfícies são bem acabadas e piteamentos são evitados; espessura influencia a vida à fadiga pela distribuição de tensões residuais e gradientes microestruturais na espessura causados pelo processo de laminação. Placas mais espessas tendem a apresentar maior dispersão em propriedades mecânicas devido à taxa de resfriamento mais lenta e possível desenvolvimento de textura, tornando dados específicos por espessura essenciais para o projeto.

Propriedade	O/Recozido	Têmpera Principal (ex.: H32/H111)	Observações
Resistência à Tração (UTS)	95–145 MPa	160–260 MPa	Valores variam com têmpera e espessura; fornecedores fornecem valores certificados
Limite de Escoamento (0,2%)	35–85 MPa	120–240 MPa	Aumento de resistência é função do trabalho a frio e nível de encruamento
Alongamento (A%)	20–35%	6–18%	Alongamento reduz significativamente conforme têmpera endurecida
Dureza (HB)	20–40 HB	45–90 HB	Correlaciona com tração/limite de escoamento; medida em Brinell ou Vickers conforme especificação

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor	Observações
Densidade	2,66 g/cm³	Típico para ligas Al–Mg; usado para cálculo de massa e peso
Faixa de Fusão	~ 640–650 °C (solidus a líquido aproximado)	Faixa de fusão próxima ao alumínio puro; evitar superaquecimento na soldagem
Condutividade Térmica	~ 120–140 W/m·K	Menor que alumínio puro por modesto efeito de liga; boa para dissipadores térmicos
Condutividade Elétrica	~ 30–38 % IACS	Reduzida comparada ao alumínio puro, mas ainda adequada para barramentos e condutores
Calor Específico	~ 900 J/kg·K	Valor típico próximo a 20–100 °C para ligas de alumínio
Coeficiente de Dilatação Térmica	~ 23–24 µm/m·K (20–100 °C)	Coeficiente relativamente alto de expansão requer atenção no projeto em ciclos térmicos

O EN AW-5754 mantém muitas das favoráveis características térmicas e elétricas do alumínio, embora a liga reduza a condutividade relativa ao alumínio puro. Dados de condutividade térmica e dilatação são importantes para aplicações em troca de calor e eletrônica, pois afetam gradientes térmicos e restrições mecânicas durante operação.

O comportamento de fusão e térmico também influencia parâmetros de soldagem e processos de brasagem/pintura, pois as temperaturas de solidus/liquidus da liga estabelecem janelas seguras de processamento para evitar fusão incipiente ou crescimento excessivo de grão.

Formas do Produto

Forma	Espessura/Tamanho Típico	Comportamento de Resistência	Temperas Comuns	Observações
Chapa	0,3–4,0 mm	Uniforme em espessuras finas; trabalho a frio aumenta a resistência	O, H111, H14, H32	Amplamente utilizada em painéis de carroceria e componentes marítimos
Placa	>4,0–100+ mm	Produto mais espesso pode apresentar propriedades ligeiramente diferentes	O, H111, H32	Usada para componentes estruturais onde se requer rigidez
Extrusão	Perfis até 200 mm de seção transversal	Resistência depende do envelhecimento/deformação subsequente	O, H32, H111	Comum em trilhos, estruturas e extrusões estruturais
Tubo	Diâmetro externo (OD) 6 mm–200 mm	Resposta mecânica semelhante à chapa/placa do mesmo temperamento	O, H111, H32	Ampliamente utilizado em tubulações para fluídos e aplicações marítimas
Barra/Vara	Diâmetros até 100 mm	Usinabilidade e resistência dependem do temperamento	O, H111	Empregado em conexões, eixos e componentes usinados

As rotas de processamento influenciam a microestrutura final, estabilidade dimensional e textura. Chapa e placa são tipicamente produzidas por laminação quente seguida de sequências controladas de laminação a frio para atingir os temperos e qualidade superficial desejados. Extrusões são conformadas via processos de extrusão direta ou indireta, frequentemente seguidos por solubilização dos tarugos fundidos e resfriamento controlado para produzir microestruturas homogêneas.

A seleção do produto deve refletir o método pretendido de conformação e união; por exemplo, chapas para estampagem profunda devem ser especificadas em temperas O ou H111, enquanto extrusões estruturais que requerem maior resistência estática podem ser fornecidas em H32 ou estados encruados.

Graus Equivalentes

Norma	Grau	Região	Observações
AA	5754	USA	Designação comum nos EUA alinhada com a série 5xxx internacional
EN AW	5754	Europa	Designação europeia; composição e temperas conforme normas EN
JIS	A5054 (aprox.)	Japão	Existem equivalentes JIS, mas referência cruzada direta deve ser verificada conforme especificação
GB/T	5754	China	Norma chinesa nominalmente alinhada com designações EN/AA, mas conferir tolerâncias

As normas entre regiões são bastante similares para ligas Al–Mg, mas diferenças sutis nos intervalos garantidos de propriedades mecânicas, qualidade superficial e impurezas permitidas podem ocorrer. Ao substituir entre normas, revise certificados de material e números de lote para conformidade com requisitos específicos do projeto, como tração, alongamento e ensaios de corrosão.

Devido a essas pequenas diferenças, engenheiros de compras devem solicitar análises composicionais certificadas e relatórios de ensaios mecânicos para confirmar equivalência em aplicações críticas, como vasos de pressão ou acessórios marítimos.

Resistência à Corrosão

EN AW-5754 apresenta ótima resistência à corrosão atmosférica e é especificamente resistente à corrosão por pite e frestas em ambientes contendo cloretos, em comparação com muitas ligas que podem ser tratadas termicamente. O teor de magnésio melhora a estabilidade do filme passivo da liga em água do mar e aumenta a resistência a longo prazo em relação a ligas de alumínio quase puro.

Em aplicações marítimas, o 5754 apresenta bom desempenho em chapas de casco, conexões e fixadores quando estratégias apropriadas de revestimento e proteção catódica são aplicadas. Ataques localizados podem ocorrer onde há danos no revestimento ou acoplamentos galvânicos prejudiciais; preparação da superfície e vedação das juntas mitigam esses riscos eficazmente.

A susceptibilidade à trincas por corrosão sob tensão geralmente é baixa para ligas 5xxx processadas adequadamente com níveis moderados de magnésio como o 5754, desde que a liga não esteja sobrematurada e as tensões residuais estejam controladas. Interações galvânicas devem ser manejadas por isolamento de metais diferentes e escolha de fixadores compatíveis, pois o alumínio atua como ânodo em relação a muitos aços e ligas contendo cobre.

Comparado com ligas da série 6xxx, EN AW-5754 normalmente oferece desempenho superior em ambientes com cloretos, porém com menor resistência máxima; comparado com séries 1xxx e 3xxx, fornece maior resistência com modesta redução na condutividade elétrica.

Propriedades de Fabricação

EN AW-5754 é simples de fabricar usando técnicas convencionais de conformação metálica; a combinação de ductilidade e encruamento da liga permite estampagem, dobramento, conformação por cilindros e conformação rotativa. Soldabilidade e conformabilidade a frio são pontos fortes da liga, mas parâmetros do processo devem ser ajustados conforme tempera e espessura para evitar amolecimento da ZTA ou retorno elástico excessivo.

Soldabilidade

Soldagem TIG e MIG da EN AW-5754 são bem estabelecidas e geram juntas de alta qualidade com baixo risco de trincas a quente quando fios de adição apropriados são usados. Os consumíveis comuns incluem 5356 e 5183 (ligas Al-Mg) para casar ou aumentar ligeiramente o teor de magnésio e reduzir a perda de ductilidade no metal de solda; pré-aquecimento raramente é necessário, mas controle do aporte térmico é importante para limitar amolecimento da ZTA e distorções.

Usinabilidade

Desempenho de usinagem do 5754 é moderado e tipicamente inferior ao das ligas da série 6xxx devido ao maior encruamento e menor tendência à fragmentação de cavacos. Ferramentas de carboneto, fixação rígida da peça e refrigeração abundante são recomendados; velocidades de avanço costumam ser reduzidas comparadas a ligas mais macias e atenção à evacuação do cavaco evita aresta construída e marcas na superfície.

Conformabilidade

Permitindo excelente conformação a frio nos temperos O e H111, EN AW-5754 possibilita raios de curvatura apertados e geometrias complexas com baixo retorno elástico quando adequadamente recozida. Para dobras severas ou operações de estampagem profunda, prefere-se tempera O ou encruamento muito leve, e raios das ferramentas devem ser conservadores (raio interno mínimo típico de ~ 1,5–3 × espessura do material dependendo do temperamento e acabamento).

Comportamento ao Tratamento Térmico

EN AW-5754 é uma liga não tratável termicamente, e as alterações nas propriedades mecânicas são obtidas quase que exclusivamente por trabalho a frio (encruamento) e recozimento térmico. Tratamentos de solubilização e envelhecimento comuns às séries 6xxx e 7xxx não são eficazes para produzir endurecimento por precipitação estável nesta liga.

O recozimento industrial típico para amolecer completamente o 5754 é realizado em temperaturas de 300–415 °C seguido de resfriamento ao ar; isso recupera a ductilidade e reduz tensões residuais, mas diminui a resistência. Tratamentos térmicos de estabilização que aliviam tensões residuais sem recozimento total são usados em alguns temperos H para proporcionar estabilidade dimensional mantendo boa parte da resistência do trabalho a frio.

Devido à sua natureza não tratável termicamente, projetistas devem confiar em controle cuidadoso dos processos de laminação, conformação e soldagem para alcançar as propriedades mecânicas necessárias; recozimentos pós-fabricação são frequentemente aplicados para melhorar a conformabilidade ou restaurar propriedades, mas devem ser planejados para evitar perda de dureza em componentes críticos do serviço.

Desempenho em Altas Temperaturas

EN AW-5754 começa a perder resistência mecânica significativa bem abaixo da faixa de fusão, com reduções notáveis no limite de escoamento e na resistência máxima acima de aproximadamente 100–150 °C dependendo do temperamento e tempo de carga. Para serviço contínuo em temperaturas elevadas, engenheiros devem verificar comportamento à fluência e escoamento, pois a liga não é otimizada para resistência térmica nem para resistência à fluência a longo prazo.

A oxidação não é modo primário de falha pois o alumínio forma óxidos protetores, mas temperaturas elevadas podem acelerar alterações intergranulares e crescimento das características microestruturais, afetando vida em fadiga e tenacidade. Em montagens soldadas, zonas afetadas pelo calor (ZTA) podem apresentar redução de resistência e devem ser avaliadas para exposição térmica e possível restauração pós-soldagem se as temperaturas operacionais forem elevadas.

Projetistas devem limitar temperaturas de operação a faixas conservadoras para componentes estruturais e considerar ligas alternativas ou aços inoxidáveis onde se requer resistência sustentada acima de 150 °C, ou implementar regimes de resfriamento e barreiras térmicas para proteger componentes de alumínio.

Aplicações

Indústria	Exemplo de Componente	Por que EN AW-5754 é Utilizado
Automotiva	Painéis de carroceria, tanques de combustível	Boa conformabilidade, soldabilidade e resistência à corrosão
Marinha	Revestimento de casco, ferragens de convés	Excelente resistência a cloretos e soldabilidade
Aeroespacial	Estruturas secundárias, acessórios internos	Alta relação resistência/peso e bom desempenho anticorrosivo
Eletrônica	Dispersores térmicos, envoltórios	Condutividade térmica favorável e usinabilidade
Vasos de pressão	Tanques e tubulações	Boa soldabilidade e resistência em espessuras médias

EN AW-5754 é frequentemente escolhido quando se busca equilíbrio entre resistência à corrosão, fabricabilidade e resistência moderada em ampla faixa de espessuras. Suas propriedades são adequadas para componentes que requerem conformação e união, operando em atmosferas corrosivas ou onde a redução de peso é importante.

Considerações para Seleção

Escolha EN AW-5754 quando for necessário maior resistência e melhor resistência à corrosão que o alumínio comercialmente puro, mantendo boa soldabilidade e conformabilidade. É forte candidato para chapas estruturais e ferragens marítimas onde ligas tratáveis termicamente são desnecessárias ou impraticáveis.

Em comparação com o alumínio comercialmente puro (1100), o 5754 apresenta uma troca entre menor condutividade elétrica e térmica e redução marginal