Alumínio 1070: Composição, Propriedades, Guia de Tratamento Térmico e Aplicações

Visão Geral Abrangente

1070 é um membro da série 1xxx de ligas de alumínio trabalhadas e é classificado como alumínio comercialmente puro, com um teor nominal de alumínio de 99,7% em massa. Sua designação indica concentrações extremamente baixas de elementos de liga, fazendo parte da família pura e não tratável termicamente, que depende principalmente do trabalho a frio para o aumento da resistência.

Os principais constituintes de liga são quantidades vestigiais de ferro e silício, com níveis mínimos de cobre, manganês, magnésio, zinco, cromo e titânio presentes como resíduos ou impurezas controladas. A liga é fortalecida predominantemente por endurecimento por deformação (hardening por trabalho a frio) em vez de envelhecimento por precipitação, e o recozimento é utilizado para restaurar a ductilidade e recristalizar a microestrutura.

As principais características do 1070 incluem condutividade elétrica e térmica de primeira linha entre os graus estruturais de alumínio, muito boa resistência à corrosão em diversos ambientes, excelente conformabilidade na condição recozida e soldabilidade simples. Essas características tornam-no atraente para indústrias como distribuição elétrica e de energia, processamento químico, refletores e iluminação, componentes arquitetônicos e certas aplicações de gerenciamento térmico onde a condutividade é priorizada em relação à resistência.

Engenheiros optam pelo 1070 em vez de ligas de maior resistência quando a máxima condutividade, superior conformabilidade e resistência à corrosão são mais importantes que a necessidade de resistência mecânica elevada. É escolhido onde é requerido conformação complexa, brasagem ou união de seções finas e onde o ambiente de serviço se beneficia do filme de óxido estável e da atividade galvânica mínima em relação a outros grupos de ligas.

Variantes de Estado

Estado	Nível de Resistência	Alongamento	Conformabilidade	Soldabilidade	Observações
O	Baixo	Alto	Excelente	Excelente	Condição totalmente recozida e recristalizada para máxima ductilidade
H12	Médio-Baixo	Moderado	Bom	Excelente	Leve endurecimento por deformação, comum para estampagem e conformação leve
H14	Médio	Reduzido	Bom	Excelente	Estado meio endurecido com resistência balanceada e boa conformabilidade por estiramento
H16	Médio-Alto	Baixo-Moderado	Regular-Bom	Excelente	Três quartos endurecido, usado para maior rigidez em seções finas
H18	Alto	Baixo	Limitado	Excelente	Totalmente endurecido, resistência máxima por trabalho a frio, conformação limitada
H22/H24	Variável	Variável	Variável	Excelente	Estados estabilizados combinando solução/deformação e controle leve de recozimento

O estado tem efeito primário no balanço resistência/ductilidade para o 1070 porque a liga não é tratável termicamente; o aumento do trabalho a frio eleva a resistência enquanto reduz alongamento e conformabilidade. A seleção do estado é, portanto, uma troca direta entre a rigidez mecânica exigida em serviço e a quantidade de operações de conformação ou estampagem que a peça deve suportar.

A soldabilidade permanece excelente em todos os estados porque não há precipitados de endurecimento para dissolver, mas o amolecimento pós-soldagem por recozimento local de regiões trabalhadas a frio pode alterar o desempenho mecânico local e deve ser considerado no projeto e processamento.

Composição Química

Elemento	Faixa %	Observações
Si	≤ 0,20	Principal impureza residual; controlado para limitar resistência e manter condutividade
Fe	≤ 0,40	Impureza comum que forma intermetálicos e afeta propriedades mecânicas
Mn	≤ 0,03	Tipicamente muito baixo; pode influenciar ligeiramente a estrutura do grão se presente
Mg	≤ 0,03	Mínimo; baixos níveis não produzem endurecimento por precipitação no 1070
Cu	≤ 0,05	Mantido muito baixo para preservar resistência à corrosão e condutividade
Zn	≤ 0,03	Nível residual; maiores teores de Zn seriam usados em outras famílias de ligas
Cr	≤ 0,03	Quantidades vestigiais podem influenciar o comportamento de recristalização em níveis muito baixos
Ti	≤ 0,03	Frequentemente presente como refinador de grão em pequenas adições intencionais
Outros (cada)	≤ 0,05	Demais elementos mantidos baixos para preservar alta pureza de Al; equilíbrio Al

O alumínio compõe o balanço da composição (≈99,7%), e o baixo total de elementos de liga é a característica definidora do 1070. Elementos vestigiais e impurezas influenciam tamanho de grão, comportamento de conformação e estabilidade do filme natural de óxido; controle rigoroso desses elementos garante alta condutividade e resposta previsível ao trabalho a frio.

Propriedades Mecânicas

O comportamento à tração do 1070 é caracterizado por baixo limite de escoamento e resistência à tração moderada na condição recozida, com aumentos significativos possíveis por trabalho a frio. O limite de escoamento é relativamente baixo comparado a séries ligadas, portanto o projeto deve acomodar maiores deformações antes do escoamento, e o alongamento no estado recozido é tipicamente alto, beneficiando operações de conformação e estampagem profunda.

A dureza no 1070 recozido é baixa (macio, maleável) e aumenta progressivamente com o trabalho a frio; a dureza está correlacionada com os valores de tração e é útil para controle de processo durante operações de estampagem, dobra e conformação por estiramento. O desempenho à fadiga é influenciado pelo estado de superfície e trabalho a frio: defeitos e entalhes superficiais dominam a vida útil à fadiga em produtos de baixa espessura, enquanto o trabalho a frio pode melhorar a resistência à fadiga em detrimento da ductilidade.

A espessura tem efeito substancial nas métricas mecânicas porque estruturas de grão e históricos de processamento dependentes da bitola alteram limite de escoamento e alongamento; chapas finas frequentemente apresentam melhor conformabilidade e valores de alongamento, enquanto placas mais espessas podem reter menor alongamento e resistência ligeiramente maior dependendo dos regimes de laminação.

Propriedade	O/Recozido	Estado Chave (ex.: H14/H16)	Observações
Resistência à Tração	~60–95 MPa	~110–180 MPa	Forte dependência do trabalho a frio e espessura; faixas típicas para material laminado
Limite de Escoamento	~20–45 MPa	~80–160 MPa	Limite de escoamento com deslocamento de 0,2% varia com estado e histórico de deformação
Alongamento	~15–35%	~1–10%	Condição recozida permite estampagem profunda; trabalho a frio reduz significativamente ductilidade
Dureza (HB)	~15–35 HB	~30–65 HB	Dureza Brinell aproximada; trabalho a frio aumenta dureza proporcionalmente aos ganhos de resistência

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor	Observações
Densidade	2,70 g/cm³	Típica para ligas de alumínio, útil para cálculos de massa e rigidez
Faixa de Fusão	660–660,5 °C	Faixa solidus-liquidus é estreita para alumínio de alta pureza
Condutividade Térmica	220–240 W/(m·K)	Excelente condutor térmico; entre os melhores das ligas estruturais de alumínio
Condutividade Elétrica	~60–64 % IACS	Alta condutividade elétrica para aplicações em distribuição e barramentos
Calor Específico	~0,90 J/(g·K)	Alto calor específico suporta usos de dissipação e amortecimento térmico
Coeficiente de Dilatação Térmica	~23,6 µm/(m·K)	Coeficiente típico para alumínio; importante para projeto contra incompatibilidade térmica

A combinação de baixa densidade e altas condutividades térmica/elétrica torna o 1070 valioso onde massa, transferência de calor ou capacidade de condução de corrente predominam na seleção do material. Dados de dilatação térmica e condutividade são críticos durante montagens unidas para gerenciar incompatibilidade de CTE e tensões térmicas por ciclos térmicos em eletrônica e aplicações arquitetônicas.

Formas do Produto

Forma	Espessura/Tamanho Típico	Comportamento de Resistência	Tratamentos Típicos	Observações
Chapa	0,2–6,0 mm	A resistência aumenta com laminação a frio	O, H12, H14, H16	Amplamente usada para refletores, embalagens, painéis frontais
Placa	>6,0 mm	Limitada; placas de alta espessura são menos comuns	O, H18	Disponível, porém menos típica devido à baixa resistência da liga
Extrusão	Perfis até grandes seções transversais	Resistência vinculada a trabalho a frio subsequente	O, H14	Perfis extrudados para barras coletoras, componentes estruturais e dissipadores térmicos
Tubo	Tubos de parede fina a espessa	Trabalho a frio e trefilação controlam propriedades mecânicas	O, H14	Usado em sistemas químicos e arquitetônicos, fácil de soldar e brasar
Barra/Vareta	Diâmetros pequenos a grandes	Aumentada por trefilação a frio	O, H12/H14	Barras condutoras, matéria-prima para fixadores e peças formadas especiais

Produtos em chapa e de baixa espessura são as formas mais comuns do 1070, otimizados para conformação e aplicações térmicas/elétricas; placas mais espessas são menos frequentes porque ligas de maior resistência são geralmente preferidas para componentes estruturais. Formas em extrusão e barra são usadas quando se requer geometria de perfil e condutividade, e suas propriedades mecânicas são principalmente definidas posteriormente por trabalho a frio e seleção do tratamento.

Graus Equivalentes

Norma	Grau	Região	Observações
AA	1070	EUA	Designação no sistema Aluminum Association para alumínio comercialmente puro
EN AW	1070	Europa	EN AW-1070 corresponde a limites composicionais similares nas normas europeias
JIS	A1070	Japão	Grau da Norma Industrial Japonesa alinhado ao alumínio comercialmente puro
GB/T	1070	China	Grau da norma chinesa com limites de impurezas e aplicações comparáveis

As tabelas de equivalência refletem limites químicos amplamente similares, mas podem diferir em concentrações máximas de impurezas, elementos traço permitidos e métodos de ensaio de propriedades mecânicas especificados. Essas diferenças sutis influenciam compras e controle de qualidade; para aplicações elétricas críticas ou de conformabilidade, engenheiros devem verificar os dados dos certificados contra a norma regional aplicável.

Resistência à Corrosão

O 1070 apresenta excelente resistência geral à corrosão atmosférica devido ao filme contínuo e aderente de óxido de alumínio que se forma rapidamente quando exposto ao ar. Em ambientes industriais neutros e levemente corrosivos a liga se comporta bem, e a ausência de elementos agressivos na liga reduz a suscetibilidade à corrosão localizada galvanicamente direcionada em muitas montagens.

Em ambientes marinhos, o 1070 demonstra resistência razoável, mas a corrosão por pites induzida por cloretos pode ocorrer em superfícies contaminadas ou frestas; limpeza adequada da superfície, revestimentos protetores ou anodização são mitigadores comuns para uso offshore de longo prazo. Trincas por corrosão sob tensão não são uma preocupação significativa para o 1070, em comparação com ligas de alumínio de alta resistência e endurecíveis por tratamento térmico, devido à sua baixa resistência e ausência de fases endurecedoras precipitadas que podem fragilizar sob tensão e ambiente corrosivo.

Interações galvânicas devem ser consideradas quando o 1070 é combinado com metais nobres como cobre ou aço inoxidável; embora seja menos ativo que o zinco, ao ser usado como condutor em contato com metais diferentes, camadas isolantes, revestimentos ou proteção por anodo sacrificial devem ser aplicadas conforme necessário. Comparado com ligas das séries 3xxx e 5xxx, o 1070 frequentemente demonstra melhores propriedades elétricas e térmicas e pode ser similar ou ligeiramente superior em resistência à corrosão devido à sua alta pureza e filme de óxido estável.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade
O 1070 é facilmente soldado por processos comuns de fusão como TIG e MIG porque não possui precipitados endurecedores que se dissolvem durante o ciclo térmico, e as propriedades do metal de solda são dominadas pela seleção do arame de enchimento e práticas de fusão. Arames de enchimento comuns incluem alumínio de alta pureza (ER1100) ou alumínio-silício (ER4043) para melhor fluidez; ER5356 (Al-Mg) é usado quando se necessita aumento da resistência da solda, embora a química do enchimento correspondente afete a condutividade e comportamento de corrosão.

O risco de fissuração a quente é baixo para o 1070 homogêneo e limpo, mas pode aumentar com contaminação, projeto inadequado da junta ou velocidades de avanço agressivas; controle da entrada de calor e da metalurgia do enchimento mitiga porosidade e fissuras. A zona termicamente afetada normalmente sofre recozimento das regiões trabalhadas a frio, produzindo amolecimento local e exigindo consideração dos gradientes de propriedades mecânicas pós-soldagem no projeto.

Usinabilidade
A usinagem do 1070 é direta, porém requer atenção à alta ductilidade e à tendência do material formar cavacos longos e contínuos que podem enroscar ferramentas e peças. Ferramentas recomendadas incluem cortadores de carboneto afiados ou aço rápido com ângulo de corte positivo para controle de cavacos, velocidades de corte moderadas a altas e uso abundante de fluido refrigerante para evitar formação de bava e marcas na superfície. O índice de usinabilidade é geralmente melhor que muitas ligas de alumínio ligadas, porém inferior a ligas modificadas para usinagem fácil; processos como furação intermitente (peck drilling) e quebra-cavacos são comumente aplicados.

As taxas de desgaste das ferramentas são baixas comparadas ao aço, porém o acabamento superficial e controle dimensional requerem fixações rígidas devido à maciez do material e tendência a deformar-se antes da aresta de corte.

Conformabilidade
A conformabilidade é uma das maiores qualidades do 1070, especialmente no tratamento O, onde é possível estampagem profunda, conformação por estiramento e dobras com raios significativos sem fratura. Raios mínimos recomendados de dobra tipicamente são pequenos múltiplos da espessura em chapa recozida (por exemplo, 0,5–1× espessura para dobra ao ar no tratamento O), enquanto tratamentos meia-dura e três-quartos-dura requerem raios maiores e controle cuidadoso do retorno elástico (springback). O trabalho a frio aumenta rapidamente a resistência, mas reduz a deformação formável admissível, de modo que planejadores usualmente conformam em O seguido de endurecimento leve se for necessária maior rigidez em serviço.

Comportamento ao Tratamento Térmico

Como membro da série 1xxx comercialmente pura, o 1070 não é endurecível por tratamento térmico e não responde à solubilização ou envelhecimento como as ligas Al-Mg-Si ou Al-Cu. A resistência é introduzida e controlada pela deformação plástica (endurecimento por trabalho) durante o processamento; os diferentes tratamentos H refletem o grau de encruamento e eventuais recozimentos posteriores para estabilização.

Recozimento ou amolecimento total (tratamento O) é obtido pelo aquecimento a temperaturas suficientes para recristalizar a estrutura e dissolver redes de discordâncias induzidas pela deformação, geralmente seguido de resfriamento controlado. Como não há precipitados endurecedores, não ocorre envelhecimento artificial ou sequência tipo T6; a exposição térmica resulta principalmente em amolecimento e perda da resistência por trabalho a frio, e não no desenvolvimento de novos mecanismos de endurecimento.

Desempenho em Alta Temperatura

O 1070 mantém resistência moderada em temperaturas levemente elevadas, mas sofre amolecimento significativo acima de aproximadamente 150–200 °C, pois os processos de recuperação e recristalização reduzem a densidade de discordâncias. Para serviço prolongado em temperaturas mais altas, preferem-se ligas especificamente projetadas para uso em alta temperatura ou projetos mecanicamente estabilizados, já que o 1070 não possui mecanismos de endurecimento por precipitados para manter resistência.

A resistência à oxidação é geralmente boa devido ao filme de óxido estável no alumínio, mas a resistência à fluência (creep) é baixa em comparação com alumínio ligado e a maioria dos metais de engenharia, limitando o 1070 a aplicações de baixa a moderada temperatura nas quais condutividade térmica e baixa densidade são os requisitos principais. Juntas soldadas em serviço sob temperatura elevada devem ser avaliadas para amolecimento da zona termicamente afetada e alterações no desempenho mecânico ao longo do tempo.

Aplicações

Indústria	Componente Exemplo	Por Que o 1070 É Usado
Elétrica / Energia	Barras coletoras, tiras condutoras	Alta condutividade elétrica e conformabilidade para formas complexas
Gestão Térmica / Eletrônica	Dissipadores de calor, espalhadores térmicos	Excelente condutividade térmica e baixo peso para resfriamento
Iluminação / Refletores	Refletores de lâmpadas, substratos de espelhos	Alta refletividade, facilidade de polimento e conformação
Processamento Químico	Tanques, revestimentos de tubulação	Resistência à corrosão e facilidade de fabricação para sistemas de baixa pressão
Arquitetura	Revestimentos, painéis decorativos	Conformabilidade, acabamento superficial e resistência à corrosão

O 1070 é selecionado nessas aplicações porque sua combinação de alta condutividade, excelente conformabilidade e resistência à corrosão supera sua baixa resistência intrínseca para muitas classes de componentes. Projetistas exploram sua capacidade de ser conformado em formas finas e intricadas mantendo desempenho térmico e elétrico consistente.

Informações para Seleção

Selecione 1070 quando a condutividade elétrica ou térmica, excelente conformabilidade e superior resistência à corrosão forem prioridades maiores do que o limite de escoamento ou rigidez estrutural. Utilize o revenimento recozido O para estampagem profunda e formas complexas, e escolha um revenimento leve H quando aumentos modestos de resistência forem necessários sem sacrificar a soldabilidade.

Comparado com alumínio comercialmente puro como o 1100, o 1070 normalmente oferece pureza nominal e condutividade ligeiramente superiores, com um perfil de conformabilidade comparável ou ligeiramente melhorado, enquanto sacrifica ganhos mínimos em resistência. Frente a ligas encruadas como 3003 ou 5052, o 1070 proporciona maior condutividade elétrica e térmica e resistência à corrosão comparável, porém menor resistência máxima; é escolhido quando a condutividade é mais crítica do que a tenacidade mecânica.

Em comparação com ligas tratáveis termicamente como 6061 ou 6063, o 1070 é selecionado para aplicações que exigem maior condutividade e facilidade de conformação, apesar de ter resistência máxima substancialmente inferior; o 1070 é preferido em componentes térmicos ou elétricos onde o material não precisa suportar cargas estruturais pesadas.

Resumo Final

O 1070 permanece um alumínio de engenharia relevante porque equilibra de forma única alta condutividade elétrica e térmica com excepcional conformabilidade e resistência à corrosão, tornando-se o material de escolha para componentes não estruturais onde essas propriedades dominam as prioridades de projeto.