Alumínio 1N30: Composição, Propriedades, Guia de Condição Térmica e Aplicações

Visão Abrangente

1N30 é posicionada como uma liga de alumínio laminada quase-pura, pertencente à família 1xxx dos graus de alumínio. Foi desenvolvida como uma variante de alumínio comercialmente puro com adições menores controladas de elementos de liga para otimizar condutividade, resistência à corrosão e conformabilidade, ao mesmo tempo em que oferece resistência ligeiramente superior à do alumínio puro de grau laboratorial.

Os principais elementos de liga são intencionalmente mínimos e normalmente limitados a traços de silício, ferro e pequenas adições de manganês e titânio para estabilizar a estrutura dos grãos e melhorar o desempenho na conformação a frio. O mecanismo de fortalecimento é principalmente endurecimento por deformação (encruamento), e não endurecimento por precipitação, portanto o 1N30 é classificado como não usinável por tratamento térmico e depende do trabalho a frio e da recristalização controlada para ajustes de resistência.

Características principais incluem alta condutividade elétrica e térmica, excelente resistência à corrosão atmosférica e química, excepcional conformabilidade em condições temperadas suaves, e soldabilidade previsível; a resistência máxima é limitada quando comparada a ligas usináveis por tratamento térmico. Indústrias típicas para o 1N30 são distribuição elétrica e barras coletoras, equipamentos para processamento químico, componentes arquitetônicos e aplicações que demandam alta condutividade com equilíbrio razoável entre resistência e peso.

Projetistas escolhem o 1N30 quando condutividade, resistência à corrosão e conformabilidade para estampagem profunda são priorizadas sobre máxima resistência mecânica. Ele é escolhido em vez de ligas com maior resistência usináveis por tratamento térmico quando a união, condutividade e facilidade de conformação são mais importantes do que altos valores de limite de escoamento ou resistência à tração.

Variantes de Têmpera

Têmpera	Nível de Resistência	Alongamento	Conformabilidade	Soldabilidade	Observações
O	Baixa	Alta	Excelente	Excelente	Totalmente recozido; máxima ductilidade e conformabilidade
H12	Baixa-Média	Média	Muito Boa	Muito Boa	Quartamente endurecido; aumento moderado de resistência com conformabilidade mantida
H14	Média	Média-Baixa	Boa	Muito Boa	Meio endurecido; comum em chapas de resistência moderada
H16	Média-Alta	Baixa-Média	Regular	Boa	Três quartos endurecido; útil onde maior rigidez é necessária
H18	Alta	Baixa	Limitada	Boa	Totalmente endurecido; usado onde se requer máxima resistência por trabalho a frio

As têmperas do 1N30 controlam fortemente o equilíbrio entre conformabilidade e resistência, pois a liga não é usinável por tratamento térmico. A progressão do estado O para as temperaturas H mais duras aumenta o limite de escoamento e a resistência à tração por trabalho a frio, mas reduz o alongamento e a capacidade de conformação por estiramento.

O histórico da têmpera também afeta a condição superficial e operações subsequentes: têmperas fortemente trabalhadas a frio terão maiores tensões residuais e podem requerer recozimentos intermediários para operações complexas de conformação, enquanto a têmpera O proporciona os melhores resultados para estampagem profunda e espinagem.

Composição Química

Elemento	Faixa %	Observações
Si	≤ 0,40	Controlado para limitar fragilização eutética; pequena quantidade de Si pode melhorar fluidez em variantes fundidas e reduzir fragilidade a quente.
Fe	≤ 0,70	Impureza comum; ferro elevado reduz ligeiramente ductilidade e condutividade, mas estabiliza o crescimento dos grãos.
Mn	≤ 0,10	Adições traço refinam o grão e melhoram marginalmente a resposta à têmpera de encruamento.
Mg	≤ 0,05	Mantido baixo para preservar condutividade elétrica e resistência à corrosão.
Cu	≤ 0,05	Minimizado para evitar suscetibilidade à corrosão sob tensão (SCC) e manter a condutividade.
Zn	≤ 0,10	Baixo zinco evita resistência excessiva/fragilização e interação galvânica em ambientes marinhos.
Cr	≤ 0,05	Traço de cromo pode inibir o crescimento do grão e melhorar o comportamento de recristalização.
Ti	≤ 0,05	Atua como refinador de grão, benéfico em produtos laminados e extrusões.
Outros	Balance (Al ≥ 99,0%)	O restante é alumínio com pequenas impurezas permitidas, consistentes com a prática da série 1xxx.

A abordagem química para o 1N30 enfatiza a pureza do alumínio com impurezas rigorosamente controladas. Pequenas adições de Mn, Ti e quantidades controladas de Fe e Si produzem efeitos microestruturais benéficos — refinamento de grão, melhor resposta ao trabalho a frio e propriedades mecânicas mais consistentes — sem sacrificar a clássica alta condutividade e resistência à corrosão do alumínio comercialmente puro.

Propriedades Mecânicas

O comportamento à tração do 1N30 é típico do alumínio quase-puro: a liga apresenta baixa resistência absoluta na condição recozida, mas uma resposta ampla e previsível de encruamento sob trabalho a frio. Na têmpera O, a curva tensão-deformação é suave com alongamento uniforme longo; nas têmperas H o limite de escoamento e a resistência à tração aumentam enquanto a ductilidade e a capacidade de absorção de energia diminuem.

Limite de escoamento e resistência à tração são fortemente dependentes da têmpera e sensíveis à espessura; calibres mais finos endurecem mais eficientemente a frio, proporcionando maiores resistências nas têmperas H para a mesma deformação nominal. A dureza correlaciona-se com a têmpera e o trabalho a frio; testes de dureza (HB ou Vickers) são frequentemente usados como proxy prático de controle de qualidade para o nível de têmpera e resistência relativa.

O desempenho em fadiga do 1N30 é governado pela condição superficial, tensões residuais e defeitos macroscópicos; a resistência relativamente baixa significa que a vida em fadiga sob altos ciclos de tensão é limitada quando comparada às ligas das séries 6xxx ou 7xxx. Os efeitos da espessura são pronunciados porque a transferência de calor no trabalho a frio e o tamanho do grão variam com a seção transversal, portanto tabelas de propriedades devem referenciar dados específicos para o calibre ao projetar componentes críticos.

Propriedade	O/Recozido	Têmpera Chave (H14)	Observações
Resistência à Tração	60–100 MPa	110–140 MPa	Valores de tração dependem de calibre e redução a frio; H14 é comumente usada como referência para resistência moderada.
Limite de Escoamento	30–45 MPa	80–110 MPa	O limite de escoamento aumenta significativamente com o trabalho a frio; têmpera O apresenta baixos valores e alta ductilidade.
Alongamento	30–45%	8–20%	O alongamento decresce com o aumento da têmpera; O possui a melhor capacidade de estiramento e estampagem profunda.
Dureza	20–35 HB	40–60 HB	A escala de dureza é uma verificação prática para a têmpera; têmperas mais trabalhadas a frio mostram dureza proporcionalmente maior.

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor	Observações
Densidade	2,70 g/cm³	Típica para ligas de alumínio; útil para cálculo de massa e rigidez.
Faixa de Fusão	≈ 660 °C (sólido/líquido próximos)	O alumínio quase-puro funde próximo ao Al puro; intervalo de fusão limitado em relação a tipos fortemente ligados.
Condutividade Térmica	~200–230 W/m·K	Alta condutividade térmica torna o 1N30 atraente para dissipação de calor e aplicações em barramentos térmicos.
Condutividade Elétrica	~55–65 % IACS	Alta condutividade em relação à maioria das ligas estruturais; o valor exato varia com têmperas e níveis de impurezas.
Calor Específico	~0,90 J/g·K (900 J/kg·K)	Valor padrão para projeto de massa térmica e cenários de aquecimento transitório.
Coeficiente de Expansão Térmica	~23–25 µm/m·K (20–100 °C)	Expansão térmica isotrópica típica para alumínio; é importante projetar para expansão diferencial contra aços e compósitos.

As elevadas condutividades térmica e elétrica são vantagens físicas emblemáticas do 1N30 e explicam seu uso frequente em barras coletoras, trocadores de calor e componentes elétricos. A densidade e o calor específico da liga também são favoráveis para redução de peso mantendo massa térmica.

A expansão térmica e a condutividade devem ser consideradas em montagens unidas (ex.: alumínio-para-aco ou alumínio-para-cobre) para gerenciar expansão diferencial, fadiga por ciclos térmicos e potencial de corrosão galvânica.

Formas do Produto

Forma	Espessura/Tamanho Típico	Comportamento de Resistência	Temperas Comuns	Observações
Chapa	0,2–6,0 mm	A resistência aumenta com laminação a frio (temperas H)	O, H12, H14, H16	Forma mais comum; usada para estampagem profunda e painéis arquitetônicos.
Placa	6–50 mm	Placas mais grossas tendem a ser mais macias, a menos que sejam fortemente trabalhadas	O, H14, H18	A fabricação de placas requer laminação pesada e pode necessitar de recozimentos intermediários.
Extrusão	Perfis até seção de 300 mm	A resistência depende da liga do lingote e do estiramento pós-extrusão	O, H112	As extrusões exploram o controle de grão e geralmente são ligeiramente envelhecidas para estabilizar dimensões.
Tubo	Parede de 0,5–12 mm	O trefilamento a frio e dimensionamento aumentam a resistência	O, H14	Tubos sem costura e soldados disponíveis; o trabalho a frio influencia o temper final.
Barra/Varão	2–100 mm	O trefilamento a frio aumenta o limite de escoamento e a dureza	O, H12, H14	Utilizado onde se requer condutividade e conformabilidade em seções transversais pequenas.

As diferenças nos processos são notáveis: a produção de chapas baseia-se em laminação controlada e ciclos de recozimento para entregar o equilíbrio desejado entre resistência e conformabilidade, enquanto as extrusões dependem da química do lingote e do controle de resfriamento/envelhecimento para estabilidade dimensional. Formas de produto mais espessas geralmente apresentam resistências menores na condição processada, a menos que sejam submetidas a trabalho a frio adicional ou processos de estiramento.

A seleção do tempera é direcionada pela aplicação: chapas e tubos para operações de estampagem profunda são fornecidos em tempera O, enquanto elementos estruturais ou de reforço podem ser fornecidos em temperas H14–H18 para alcançar maior limite de escoamento e rigidez sem tratamento térmico.

Graus Equivalentes

Norma	Grau	Região	Observações
AA	1N30	Estados Unidos	Designação usada para esta variante de alumínio quase puro; segue a prática da família 1xxx.
EN AW	≈ EN AW-1050 / EN AW-1100	Europa	Equivalentes industriais mais próximos são EN AW-1050A e EN AW-1100 para pureza e propriedades similares; o controle menor da composição difere.
JIS	A1050 / A1100	Japão	Graus JIS A1050/A1100 são os análogos mais próximos; acabamento superficial e limites de impurezas variam.
GB/T	1060 / 1100	China	GB/T 1060/1100 são equivalentes comumente referenciados para alumínio comercialmente puro com envelopes de desempenho similares.

A equivalência é aproximada porque o 1N30 pode conter limites proprietários para impurezas ou adições residuais (ex.: refinadores de grão à base de Ti) não replicadas idênticas em outras normas. As diferenças se manifestam principalmente nos máximos permitidos de Fe/Si, presença de aditivos traço e controle de superfície ou impurezas usado para atingir alvos de condutividade ou conformabilidade.

Ao substituir graus entre normas, revise certificados de fábrica e dados de ensaio do fornecedor para condutividade, propriedades de tração na espessura pretendida e acabamento superficial para assegurar intercambialidade em componentes críticos elétricos ou conformados.

Resistência à Corrosão

A resistência à corrosão atmosférica do 1N30 é excelente devido à formação de um filme estável e aderente de óxido de alumínio que protege o metal-base sob ampla variedade de ambientes urbanos e rurais. Em atmosferas industriais moderadas onde cloretos não são severos, a liga performa tão bem quanto outras ligas da série 1xxx e frequentemente melhor do que graus estruturais mais ligados que sofrem com sensibilidade galvanica ou a pite.

Em ambientes marinhos ou ricos em cloretos, a liga apresenta boa resistência geral à corrosão, mas, como em todas as ligas de alumínio, pode ocorrer pite localizada em superfícies úmidas estagnadas ou sob depósitos. O uso de revestimentos protetores, anodização ou projeto para evitar frestas e poças estagnadas é prática padrão para vida útil prolongada em aplicações marítimas.

A suscetibilidade à trinca por corrosão sob tensão (SCC) é baixa comparada a ligas de alta resistência e tratáveis termicamente; por ser 1N30 não temperável termicamente e praticamente isento de precipitados de endurecimento, carece das características microestruturais que promovem SCC nas séries 2xxx e 7xxx. Existe risco de interação galvânica contra metais nobres (cobre, aço inoxidável) e o projeto deve gerenciar áreas de contato, camadas isolantes e áreas relativas de superfície para evitar corrosão acelerada.

Comparado com famílias 3xxx/5xxx, o 1N30 abre mão de algum comportamento sacrificial (proveniente de maior Mg nos 5xxx) em favor de maior condutividade e às vezes conformabilidade superior, tornando-o preferível para usos elétricos e alguns processos químicos em vez de aplicações estruturais marítimas sujeitas a carga.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

O 1N30 solda facilmente por processos comuns de fusão (TIG, MIG/GMAW e soldagem por resistência) produzindo cordões limpos e dúcteis quando boas práticas são aplicadas. Os metais de adição recomendados para união geral são as ligas 1100 ou ligas Al-Si como 4043, dependendo do projeto da junta e da ductilidade requerida; metais de adição Al-Mg (família 5xxx) são normalmente evitados quando se deve preservar a condutividade e a resistência à corrosão. A suscetibilidade a trincas quentes é baixa para 1N30 devido à sua química simples, e amolecimento da ZAC (zona afetada pelo calor) é mínimo porque a liga não é tratável termicamente; entretanto, juntas soldadas em temperas H com trabalho a frio serão localmente recozidas e terão redução de resistência adjacente à solda, portanto deve-se projetar reforço local ou tratamento a frio posterior se necessário.

Usinabilidade

A usinagem do 1N30 é considerada moderada: é mais macio que muitas ligas estruturais, reduzindo esforços de corte, mas tende a produzir cavacos longos e contínuos que requerem controle eficaz. Ferramentas de carboneto com geometria de corte positiva e refrigeração adequada proporcionam melhor equilíbrio entre vida útil e qualidade superficial; altas velocidades de corte são aceitáveis desde que a evacuação de cavacos e refrigeração da ferramenta sejam gerenciadas. Índices de usinabilidade relativos ao alumínio livre para usinagem são menores que ligas com alto teor de chumbo; projetistas devem considerar formação de rebarbas em seções finas e endurecimento por trabalho na interface da ferramenta durante cortes interrompidos.

Conformabilidade

A conformabilidade na tempera macia (O) é excelente—o 1N30 suporta estampagem profunda, spunforming e conformação complexa por estiramento com curvas de raio apertado e recuperação elástica limitada. Raios mínimos recomendados para dobras internas variam de 0,5–1,0× espessura para tempera O, dependendo da geometria da matriz e do punção; temperas H exigem raios maiores e mais força. O trabalho a frio eleva a resistência de forma previsível, então para sequências de conformação multipasso use recozimentos intermediários para restaurar ductilidade quando necessário; para peças que serão soldadas ou anodizadas, a escolha do tempera deve equilibrar conformabilidade com restrições dos processos subsequentes.

Comportamento ao Tratamento Térmico

O 1N30 é uma liga não tratável termicamente onde a resistência não pode ser aumentada por ciclos de solução/envelhecimento. Em vez disso, as propriedades mecânicas são controladas pelo trabalho a frio e por recozimentos/recristalizações controladas. O recozimento típico (amolecimento completo para tempera O) é realizado em temperaturas ao redor de 300–415 °C dependendo da forma do produto e do trabalho a frio prévio, com tempos de imersão dimensionados conforme espessura e produtividade para evitar crescimento excessivo do grão.

Curvas de encruamento são estáveis e reprodutíveis: resistência à tração e limite de escoamento aumentam com % de redução a frio seguindo leis clássicas de encruamento, permitindo que projetistas prevejam resistência final a partir de cronogramas de conformação. Por não haver endurecimento por precipitação benéfico, não existem temperas T análogos às séries 6xxx ou 2xxx; a estabilização do tempera pós-fabricação é alcançada via estiramento controlado ou recozimentos de baixa temperatura para minimizar tensões residuais.

Desempenho em Alta Temperatura

Em temperaturas elevadas o 1N30 apresenta perda progressiva de resistência e amolecimento acima de aproximadamente 100–150 °C, com redução substancial do limite de escoamento aproximando-se de um terço dos valores à temperatura ambiente perto de 200–300 °C. Temperaturas contínuas de serviço são tipicamente limitadas a baixas a médias centenas de graus Celsius, e o projeto deve usar ligas de alta temperatura para cargas estruturais sustentadas acima de 150 °C.

A oxidação é limitada à formação de um filme protetor de óxido de alumínio e geralmente não é fator limitante para corrosão em altas temperaturas no ar; contudo, em atmosferas oxidantes ou corrosivas agressivas podem ser necessários revestimentos protetores ou substituição da liga. Zonas afetadas pelo calor ou localmente aquecidas por soldagem ou brasagem experimentarão recristalização local e amolecimento, mas como a liga não é tratável termicamente não há risco de sobreenvelhecimento—entretanto, estabilidade dimensional e tempera devem ser considerados para peças sujeitas a temperaturas altas intermitentes.

Aplicações

Indústria	Componente Exemplo	Por que o 1N30 é Usado
Automotiva	Blindagens e refletoras térmicas	Alta condutividade térmica e conformabilidade para peças refletivas estampadas
Marinha	Carcaças e acessórios não estruturais	Boa resistência à corrosão atmosférica e facilidade de fabricação
Aeroespacial	Acessórios não críticos, calços térmicos	Alta condutividade, baixa densidade e boa conformabilidade na condição O
Elétrica	Barras coletoras, coletores de corrente	Excelente condutividade e soldabilidade; fácil conformação em perfis
Eletrônica	Dispositivos dissipadores de calor e caixas	Alta condutividade térmica e resistência à corrosão para serviço de longo prazo

O 1N30 se encaixa em aplicações que valorizam condutividade e conformabilidade em detrimento da resistência estrutural máxima. É amplamente utilizado onde são exigidos conformação complexa, união e acabamento superficial, aliados a boa resistência à corrosão e desempenho térmico/elétrico.

Informações para Seleção

Ao escolher materiais, prefira o 1N30 em vez de graus comercialmente puros como o 1100 quando for necessária uma resistência marginalmente maior por meio de controle de impurezas e do grão, mantendo alta condutividade e excelente conformabilidade. Espere um pequeno compromisso com a redução da condutividade e ductilidade ligeiramente menor em troca de melhor limite de escoamento e rigidez.

Comparado com ligas com endurecimento por deformação comuns como 3003 ou 5052, o 1N30 situa-se no extremo de menor resistência, mas frequentemente oferece condutividade elétrica/térmica superior e resistência à corrosão igual ou melhor em muitas atmosféricas. Escolha o 1N30 quando condutividade e capacidade de união forem mais importantes do que a resistência elevada e o desempenho corrosivo baseado em magnésio das ligas 5xxx.

Comparado com ligas tratáveis termicamente como 6061 ou 6063, o 1N30 terá resistência máxima significativamente menor, porém melhor condutividade, fabricação mais simples (sem necessidade de tratamento térmico) e normalmente melhor conformabilidade para estampagem profunda. Use o 1N30 quando os requisitos de união, desempenho elétrico/térmico e conformação superarem a necessidade de máxima resistência estrutural.

Resumo Final

O 1N30 permanece relevante porque combina as vantagens definidoras da família 1xxx — alta condutividade, excelente resistência à corrosão e conformabilidade excepcional — com controle de impurezas e do grão para proporcionar melhorias modestas na resistência e comportamento consistente na fabricação, tornando-se uma escolha prática para aplicações elétricas, térmicas e expostas a produtos químicos onde a resistência máxima não é o fator principal.