Alumínio 1145: Composição, Propriedades, Guia de Têmpera e Aplicações

Visão Abrangente

A liga 1145 pertence à série 1xxx de ligas de alumínio, que são designadas como graus de alumínio comercialmente puro com teor mínimo de alumínio substancialmente superior a 99%. A série 1xxx enfatiza alta condutividade elétrica e térmica junto com excelente resistência à corrosão e conformabilidade, ao invés de alta resistência. Os principais elementos de liga na 1145 estão presentes apenas como resíduos e adições em traço: impurezas controladas típicas incluem silício, ferro e cobre em concentrações muito baixas; o teor de alumínio é normalmente especificado ≥99,45% (balanceamento).

O fortalecimento na 1145 é obtido quase exclusivamente por encruamento (endurecimento por trabalho), já que a liga é essencialmente não tratável termicamente; aumentos permanentes na resistência são alcançados por trabalho a frio (condições de têmpera H), enquanto o amolecimento e a recuperação são obtidos pelo recozimento para a condição O. As principais características incluem excelente condutividade elétrica e térmica, resistência excepcional à corrosão em ambientes atmosféricos e muitos ambientes químicos, excelente ductilidade e conformabilidade nas condições recozidas, e muito boa soldabilidade com preocupação limitada quanto a trincas associadas a fases metalúrgicas. Indústrias típicas que utilizam a 1145 incluem condutores elétricos e barramentos, processamento químico e alimentício, acabamentos arquitetônicos e componentes de trocadores de calor onde a condutividade e resistência à corrosão são priorizadas em relação à resistência mecânica máxima.

Engenheiros selecionam a 1145 quando a alta condutividade e resistência à corrosão são críticas e quando operações de conformação ou soldagem devem ser facilmente realizadas. Ela é escolhida em vez de graus de alumínio mais resistentes e ligados quando é requerido máxima condutividade, excelente acabamento superficial e conformabilidade para estampagem profunda e conformação a baixo custo. Por outro lado, onde é necessária alta resistência estática ou dureza, famílias de ligas como as séries 5xxx ou 6xxx são preferidas; a 1145 ocupa o espaço de projeto que prioriza pureza e capacidade de serviço ao invés de desempenho estrutural para carga.

Variantes de Têmpera

Têmpera	Nível de Resistência	Alongamento	Conformabilidade	Soldabilidade	Observações
O	Baixo	Alto (20–40%)	Excelente	Excelente	Recozido completo, máxima ductilidade para conformação e estampagem profunda
H12	Baixo a Moderado	Moderado	Muito boa	Excelente	Trabalho a frio leve, mantém alta conformabilidade
H14	Moderado	Moderado (10–25%)	Boa	Excelente	Têmpera comum por trabalho a frio para aumento moderado de resistência
H16	Moderado a Alto	Inferior	Regular	Excelente	Trabalho a frio maior, ductilidade reduzida, usada para algumas aplicações estruturais
H18	Alto	Baixo (2–10%)	Limitada	Excelente	Trabalho a frio intenso, máxima resistência por encruamento para série 1xxx
H24	Moderado	Moderado	Boa	Excelente	Tratado em solução e envelhecimento parcial ou estabilizado, usado onde se deseja alguma recuperação de resistência à tração

As têmperas de trabalho a frio (série H) são os únicos métodos rotineiros para aumento de resistência na 1145; designações de têmpera T não são aplicáveis porque a 1145 não é endurecível por precipitação. O recozimento para têmpera O retorna a microestrutura para um estado de baixa resistência e alta ductilidade útil para estampagem profunda e operações de torneamento/embobinamento. A escolha entre H12 e H18 permite aos projetistas trocar conformabilidade por aumento na resistência ao escoamento e tração, mantendo a elevada condutividade e desempenho contra corrosão da liga base.

Composição Química

Elemento	Faixa %	Observações
Al	≥99,45	Balanceamento; constituinte principal responsável pela condutividade e resistência à corrosão
Si	≤0,25	Resíduo; maior teor de Si reduz ligeiramente ductilidade e aumenta marginalmente resistência
Fe	≤0,60	Impureza comum; aumenta resistência mas pode reduzir condutividade e conformabilidade
Mn	≤0,03	Níveis traço apenas; efeito mínimo na 1145
Mg	≤0,05	Normalmente muito baixo; contribuição mínima para resistência ou envelhecimento
Cu	≤0,05	Mantido baixo para preservar resistência à corrosão e condutividade
Zn	≤0,05	Nível baixo controlado para limitar efeitos nas propriedades elétricas
Cr	≤0,05	Pode estar presente como impureza traço; pouco efeito nessas concentrações
Ti	≤0,03	Usado frequentemente em quantidades mínimas para refino de grão durante fundição/processamento
Outros	≤0,10 total	Soma de outras impurezas; rigorosamente controladas para manter alta pureza

A composição da 1145 é dominada pelo alumínio com concentrações intencionalmente baixas dos elementos de liga e impurezas. Os baixos teores de Fe e Si são os principais contribuintes para algum fortalecimento além do alumínio puro, mas são mantidos mínimos para preservar as condutividades elétrica e térmica e maximizar a resistência à corrosão. As adições em traço (Ti, pequeno teor de Mn) são usadas principalmente para controle metalúrgico, como o refino de grão durante fundição e processamento, e não para criação de fases de endurecimento.

Propriedades Mecânicas

O comportamento à tração da 1145 é característico do alumínio comercialmente puro: resistência à tração baixa a moderada na condição recozida com ductilidade muito alta, e aumento de resistência porém redução do alongamento após trabalho a frio. A liga apresenta uma região elástica bastante linear que transita para a plasticidade com alongamento uniforme considerável na têmpera O; as têmperas por encruamento reduzem o alongamento uniforme e aumentam a razão de escoamento. A dureza é baixa na condição O e aumenta previsivelmente com o grau de trabalho a frio; os valores de Brinell ou Vickers permanecem baixos em comparação aos graus de alumínio ligados.

Os valores de limite de escoamento e resistência à tração dependem fortemente da têmpera e espessura; chapas finas trabalhadas a frio atingem limites maiores para uma determinada têmpera do que placas grossas devido ao encruamento e histórico de processamento. O desempenho à fadiga para a 1145 é moderado e fortemente influenciado pela condição da superfície e tensões residuais; superfícies polidas e livres de defeitos e passos controlados de conformação proporcionam vida útil melhor que acabamentos em laminação grossa. Os efeitos de espessura são importantes durante conformação e soldagem: seções mais grossas retêm mais da resistência por encruamento, e a exposição térmica na soldagem pode amolecer localmente as regiões trabalhadas a frio por recuperação.

Propriedade	O/Recozido	Têmpera Principal (ex.: H14/H18)	Observações
Resistência à Tração	~70–120 MPa (faixa típica)	~120–170 MPa (varia com trabalho a frio)	Valores dependem da espessura da chapa, processamento e têmpera exata
Limite de Escoamento	~15–60 MPa	~80–140 MPa	O limite de escoamento aumenta significativamente com grau de trabalho a frio; baixo no recozido O
Alongamento	~25–40%	~2–20%	O alongamento diminui conforme a têmpera varia de O para H18; calibração e preparação são importantes
Dureza	~20–40 HB	~30–60 HB	A dureza aumenta com o encruamento; ainda baixa comparada a graus de alumínio ligados

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor	Observações
Densidade	2,71 g/cm³	Típica para alumínio de alta pureza, útil para cálculos de projeto leve
Faixa de Fusão	~655–660 °C	Intervalo estreito sólido-líquido característico de alumínio quase puro
Condutividade Térmica	~220–235 W/m·K	Alta condutividade; ligeiramente menor que alumínio puro na presença de impurezas traço
Condutividade Elétrica	~58–63 %IACS	Excelente condutor elétrico entre as ligas comerciais de alumínio
Calor Específico	~0,90 J/g·K (900 J/kg·K)	Boa capacidade térmica para aplicações de gerenciamento de calor
Coeficiente de Expansão Térmica	~23–24 µm/m·K (20–100 °C)	Expansão térmica isotrópica típica para metais de alumínio

As altas condutividades térmica e elétrica são algumas das propriedades definidoras da 1145 e orientam sua seleção para dissipadores de calor, barramentos e aplicações de condutores. A densidade e o calor específico são praticamente idênticos a outros alumínios de alta pureza e são considerados em cálculos de massa térmica e resposta térmica transitória. A expansão térmica deve ser acomodada em conjuntos multimateriais porque a expansão diferencial entre a 1145 e aços comuns ou compósitos pode levar a concentrações de tensões.

Formas do Produto

Forma	Espessura/Tamanho Típico	Comportamento de Resistência	Têmperas Comuns	Observações
Chapa	0,2–6,0 mm	Resistência influenciada pelo laminação a frio; calibres mais finos podem ser endurecidos por deformação de forma mais uniforme	O, H12, H14	Amplamente usada para estampagem profunda, conversão em folha e estampagem de dissipadores térmicos
Placa	>6,0 mm	Menor encruamento uniforme devido à espessura; pode ser fornecida mais macia	O, H18	Utilizada onde são necessárias seções mais espessas com boa resistência à corrosão
Extrusão	Seções transversais de até várias centenas de mm²	Propriedades da extrusão dependem da têmpera do tarugo e do alongamento subsequente	O, H14	Limitação na ligas facilita a extrusão; perfis complexos possíveis
Tubo	Diâmetros de mm até várias centenas de mm, espessura da parede variável	Espessura da parede e trabalho a frio definem a resistência final	O, H14, H18	Utilizado para conduítes, tubos de troca térmica e aplicações de baixa pressão
Barra/Haste	Ø 2–100 mm	Estiramento a frio pode aumentar a resistência; propriedades isotrópicas em comprimentos longos	O, H14	Usado para hastes de condutores, pinos e peças usinadas que requerem alta condutividade

As rotas de processamento diferem substancialmente entre chapa/placa e extrusões. Chapas e placas são comumente produzidas por laminação com ciclos controlados de recozimento para atingir as têmperas desejadas, enquanto extrusões começam com tarugos de alta pureza e são seguidas por endireitamento e possível leve trabalho a frio. As aplicações exploram a excelente conformabilidade da chapa em têmpera O para estampagem profunda e o aumento do limite de escoamento das têmperas H para peças que requerem estabilidade dimensional após conformação ou usinagem leve.

Graus Equivalentes

Norma	Grau	Região	Observações
AA	1145	USA	Designação da Aluminum Association para a liga tipicamente usada na América do Norte
EN AW	1145	Europa	EN AW-1145 harmonizado, utilizado comumente em especificações e fornecedores europeus
JIS	A1050 / A1145 (aprox.)	Japão	JIS possui graus para alumínio de alta pureza; mapeamento direto pode corresponder à família Al99.5
GB/T	Al99.45 / 1145	China	Normas chinesas referenciam graus de alumínio de alta pureza semelhantes ao 1145

As equivalências entre normas são frequentemente próximas, mas nem sempre idênticas, pois diferentes entidades controlam os limites máximos de impurezas e os métodos aceitáveis para ensaios de propriedades mecânicas. Em compras e projeto, engenheiros devem solicitar a norma exata (AA, EN, JIS, GB/T) e revisar o certificado do fabricante para confirmar limites de impurezas, definições de têmpera e variações permitidas no processamento. Para componentes elétricos ou críticos à corrosão, pequenas diferenças nos teores permitidos de Fe ou Si podem influenciar o desempenho e devem ser conciliadas entre fornecedores.

Resistência à Corrosão

1145 forma uma película fina e aderente de óxido que proporciona excelente resistência à corrosão atmosférica em ambientes neutros e levemente corrosivos. Resiste bem à corrosão uniforme e tem desempenho satisfatório em muitas atmosferas industriais; entretanto, ambientes marinhos ricos em cloretos aumentam a suscetibilidade à corrosão localizada por pites e frestas se não forem empregados revestimentos protetores ou medidas de projeto. A alta pureza e a ausência de elementos ativos de liga reduzem o risco de corrosão galvânica em relação a ligas de alumínio mais fortemente ligadas, mas o 1145 ainda pode atuar como ânodo quando acoplado a materiais catódicos como aço inoxidável ou cobre sob exposição a eletrólitos.

A fissuração por corrosão sob tensão é rara na série 1xxx porque não existem fase endurecedoras por precipitação e porque as resistências residuais à tração são relativamente baixas comparadas a ligas de alumínio tratáveis termicamente suscetíveis. No entanto, zonas soldadas e áreas submetidas a trabalho a frio devem ser avaliadas quanto a tensões residuais e defeitos superficiais que possam promover degradação localizada sob carregamento trativo sustentado em soluções agressivas. Comparado às ligas das séries 5xxx ou 6xxx, o 1145 troca uma condutividade superior e resistência pura à corrosão ligeiramente melhor por resistência mecânica consideravelmente menor; em relação ao cobre puro, o 1145 é muito mais resistente à corrosão em ambientes atmosféricos e aquosos enquanto é muito mais leve.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

1145 é facilmente soldado por processos comuns de fusão como TIG e MIG porque não contém precipitados endurecedores que promovam fissuras a quente. As soldas tipicamente apresentam boa ductilidade e continuidade elétrica aceitável, embora a zona termicamente afetada (ZTA) sofra recuperação e amolecimento da têmpera previamente endurecida por trabalho. Para aplicações onde a condutividade elétrica no junta é importante, utilize projetos de junção de baixa resistência e considere arames de adição de alumínio de alta pureza ou ligas da série 1xxx correspondentes para minimizar perdas de condutividade e diferenças de potencial galvânico.

Usinabilidade

Como uma liga macia e dúctil, o 1145 é geralmente fácil de usinar, mas pode endurecer por trabalho rapidamente em condições severas de corte. Os índices de usinabilidade são inferiores aos das ligas de usinagem livre; portanto, as ferramentas favorecidas são de carboneto afiado ou aço rápido com ângulos de incidência positivos, estratégias eficazes de quebra de cavacos e taxas de avanço controladas. Acabamentos superficiais e precisão dimensional são facilmente alcançáveis com velocidades adequadas — velocidades de spindle moderadas, avanços mais altos e controle cuidadoso do engajamento da ferramenta ajudam a evitar aderência na aresta e minimizar vibrações.

Conformabilidade

A conformabilidade na têmpera recozida O é excelente com retorno elástico muito baixo, permitindo raios de curvatura apertados e estampagem profunda extensa com baixo risco de trincamento. Raios mínimos recomendados para dobras dependem do calibre e têmpera, podendo ser tão pequenos quanto uma a duas vezes a espessura do material em têmpera O para muitas geometria; têmperas trabalhadas a frio exigem raios maiores para evitar trincas nas bordas. A liga responde de forma previsível a operações incrementais de conformação e é bem indicada para estampagem, spinagem e hidroformagem quando iniciada em têmperas O ou H leves.

Comportamento ao Tratamento Térmico

1145 é classificado como não tratável termicamente; mudanças significativas de resistência via tratamento de solução e envelhecimento não se aplicam. Ciclos térmicos como recozimento (em forno ou banho) são usados para remover o encruamento e recuperar a ductilidade — ciclos típicos de recozimento variam entre 300–400 °C com resfriamento controlado para alcançar têmpera O. Por não conter elementos endurecedores por envelhecimento, o envelhecimento artificial (têmpera T) não produz precipitados endurecedores; portanto, o projeto deve se basear no trabalho a frio para aumento de resistência.

O encruamento por laminação a frio, estiramento ou dobra é o caminho padrão para aumento das propriedades mecânicas; transições de têmpera na família H são obtidas variando o grau de deformação plástica e por tratamentos térmicos de recozimento controlado para estabilizar propriedades. Controle rigoroso do histórico de processamento é necessário para garantir valores consistentes de limite de escoamento e resistência à tração, pois as propriedades mecânicas do 1145 são altamente dependentes de processo e não controladas pela composição.

Desempenho em Alta Temperatura

Em temperaturas elevadas, o 1145 perde resistência rapidamente em comparação com ligas de alumínio ligadas; ocorre amolecimento significativo acima de aproximadamente 150–200 °C devido à recuperação e processos acelerados de difusão. A exposição prolongada a temperaturas próximas ao intervalo de fusão (≥300 °C) levará à perda significativa da integridade mecânica e está fora dos limites típicos para uso estrutural. A oxidação é mínima para alumínio em temperaturas moderadas devido à camada protetora de óxido, mas escamação e aumento da rugosidade superficial podem ocorrer em ambientes agressivos de oxidação em alta temperatura.

Zonas termicamente afetadas em soldas podem ser particularmente suscetíveis a amolecimento localizado quando 1145 é soldado ou ciclado termicamente; o projeto deve evitar depender da resistência residual por trabalho a frio na vizinhança imediata das soldas. Para gerenciamento térmico ou aplicações de calor transitório (dissipadores, barramentos), o 1145 permanece útil até temperaturas moderadas devido à condutividade mantida, mas a carga mecânica em altas temperaturas deve ser cuidadosamente considerada nas análises de projeto.

Aplicações

Indústria	Exemplo de Componente	Por que o 1145 é Usado
Elétrica	Barramentos, tiras condutoras	Alta condutividade elétrica e boa soldabilidade
Transferência de Calor	Dissipadores térmicos, aletas	Alta condutividade térmica e baixo peso
Química/Processamento de Alimentos	Tanques, revestimentos de tubulação, bandejas	Excelente resistência à corrosão e acabamento superficial limpo
Arquitetura	Acabamentos, chapéus de chuva, painéis	Conformabilidade, acabamento e resistência à corrosão
Consumo/Eletrodomésticos	Folha, latas, elementos refletivos	Alta conformabilidade para estampagem profunda e qualidade superficial

O 1145 é preferido em componentes onde condutividade, resistência à corrosão e conformabilidade são mais importantes que alta resistência mecânica. Seu papel em condutores elétricos e equipamentos de gerenciamento térmico é particularmente relevante devido à combinação de baixa densidade, excelente condutividade e facilidade de fabricação. A simplicidade da metalurgia da liga proporciona comportamento previsível em operações de conformação, união e acabamento, o que contribui para produção confiável e uso prolongado.

Considerações para Seleção

Escolha o 1145 quando a condutividade elétrica e térmica, excelente resistência à corrosão e máxima conformabilidade forem os principais requisitos e quando a aplicação tolerar menor resistência estrutural. Use 1145 na condição recozida (O-temper) para operações severas de conformação e as condições temperadas da série H quando se exigir alguma estabilidade dimensional ou maior limite de escoamento após a conformação.

Comparado ao alumínio comercialmente puro 1100, o 1145 tipicamente oferece pureza controlada e condutividade ligeiramente superiores com resistência similar ou moderadamente melhorada; projetistas aceitam pequenos compromissos em limites específicos de impurezas para melhor desempenho elétrico. Comparado a ligas encruadas como 3003 ou 5052, o 1145 fornece condutividade superior e resistência à corrosão comparável, porém menor resistência máxima e menor capacidade para cargas estruturais; é preferido quando conformação e condutividade são prioridades. Em comparação a ligas tratáveis termicamente como 6061 ou 6063, o 1145 é escolhido quando condutividade, resistência à corrosão e baixo custo são necessários, apesar da resistência máxima consideravelmente menor; o 1145 permanece atraente para aplicações elétricas/térmicas não estruturais onde resposta ao envelhecimento e alta resistência da liga não são essenciais.

Resumo Final

A liga 1145 continua sendo um material altamente relevante para tarefas modernas de engenharia que exigem alta condutividade, resistência excepcional à corrosão e excelente conformabilidade a baixo custo. Seu caráter metalúrgico simples proporciona comportamento previsível na fabricação e vida útil prolongada em aplicações elétricas, térmicas e expostas a produtos químicos, onde a resistência máxima não é o principal critério de projeto.