Alumínio 2017: Composição, Propriedades, Guia de Têmpera e Aplicações

Visão Geral Abrangente

A liga 2017 é um membro da série 2xxx de ligas de alumínio, que são ligas contendo cobre, tratáveis termicamente, otimizadas para alta resistência e rigidez. Seu sistema químico é dominado pelo cobre como principal elemento de liga, com contribuições modestas de manganês, magnésio e elementos-traço que refinam a microestrutura e influenciam a resposta ao processamento.

O fortalecimento na 2017 é obtido principalmente por meio do endurecimento por precipitação (tratamento de solução, têmpera e envelhecimento artificial) combinado com endurecimento por deformação em alguns estados de têmpera; essa liga atinge limites de escoamento e resistência à tração muito mais altos que a maioria das ligas comerciais não tratáveis termicamente. As características principais da 2017 incluem alta resistência, maquinabilidade razoável, resistência à corrosão moderada comparada a outras ligas de alumínio e formabilidade limitada em condições de envelhecimento máximo; a soldabilidade é mais desafiadora do que nas famílias 5xxx e 6xxx e requer cuidados para evitar amolecimento da ZTA e trincas a quente.

Indústrias típicas que utilizam a 2017 incluem aeroespacial (uniões, forjados e componentes estruturais), defesa, transporte, peças usinadas de precisão e certos componentes consumidores de alta resistência onde é necessária uma combinação de maquinabilidade e elevada resistência. Engenheiros escolhem a 2017 quando são requeridas alta relação resistência/peso e boa maquinabilidade, além de quando o projeto pode acomodar proteção anticorrosiva intensiva ou quando o fortalecimento localizado por tratamento térmico é vantajoso.

Comparada a outras famílias de alumínio, a 2017 é escolhida em vez de ligas mais macias e formáveis quando a prioridade é resistência e resistência à fadiga, e selecionada sobre ligas de maior resistência mas menor ductilidade quando a maquinabilidade e comportamento previsível de envelhecimento são importantes para o projeto.

Variações de Têmpera

Têmpera	Nível de Resistência	Alongamento	Formabilidade	Soldabilidade	Observações
O	Baixo	Alto	Excelente	Excelente	Totalmente recozida; máxima ductilidade para conformação
T4	Médio-Alto	Moderado	Regular	Baixa-Moderada	Tratada termicamente em solução e envelhecida naturalmente; balanceada para usinagem
T6	Alto	Baixo-Moderado	Limitada	Baixa	Tratada termicamente em solução e envelhecida artificialmente para máxima resistência
T651	Alto	Baixo-Moderado	Limitada	Baixa	T6 com alívio de tensões por estiramento; usado para estabilidade na usinagem
H14	Médio	Baixo-Moderado	Limitada	Baixa-Moderada	Endurecido por deformação até meio duro; usado onde é necessária elevação modesta da resistência
H18	Médio-Alto	Baixo	Limitada	Baixa-Moderada	Totalmente duro por trabalho mecânico; usado para aplicações especializadas em chapas

A têmpera controla fortemente o compromisso entre resistência e ductilidade na 2017. O estado recozido (O) proporciona a maior formabilidade e é preferido para estampagem profunda e conformação a frio extensiva, enquanto os estados T6/T651 levam a resistência ao máximo prático da liga à custa do alongamento e da dobrabilidade.

O estado T4 é comumente utilizado como têmpera para usinagem, pois oferece resistência superior à O, evitando a dureza extrema e a redução da tenacidade do T6; as têmperas da série H fornecem resistência incremental por endurecimento por deformação úteis para chapas e tiras, mas geralmente são menos homogêneas que as têmperas tratadas termicamente.

Composição Química

Elemento	Faixa %	Observações
Si	≤ 0,12	Mantido baixo para evitar intermetálicos frágeis; reduz efeitos de fluidez do fundido
Fe	≤ 0,30	Elemento impureza; excesso forma partículas duras intermetálicas que reduzem ductilidade
Cu	3,5 – 4,5	Principal elemento de fortalecimento; forma precipitados Al2Cu durante o envelhecimento
Mn	0,3 – 0,9	Refino da estrutura do grão e melhora da tenacidade; reduz anisotropia
Mg	0,2 – 0,8	Contribui para o endurecimento por precipitação em sinergia com o Cu e melhora a resistência
Zn	≤ 0,25	Minoritário; altos teores podem aumentar suscetibilidade à corrosão sob tensão
Cr	0,10 – 0,25	Controla a recristalização e a estrutura do grão durante o processamento termomecânico
Ti	≤ 0,15	Refinador de grão usado durante a fundição e processamento primário
Outros	≤ 0,05 cada, ≤ 0,15 total	Inclui elementos-traço e resíduos; o restante é alumínio

O alto teor de cobre é a característica química definidora da 2017 e é responsável pela sua tratabilidade térmica e alto potencial de fortalecimento por precipitação. Manganês e cromo são controlados deliberadamente para refinar a microestrutura e estabilizar resistência e tenacidade, enquanto magnésio ajusta a cinética do envelhecimento e contribui para a resistência geral.

Propriedades Mecânicas

No comportamento à tração, a 2017 apresenta alta resistência à tração máxima e correspondente alto limite de escoamento nos estados T6 e T651 devido à densa população de precipitados Al–Cu. O alongamento é substancialmente reduzido em condições de envelhecimento máximo, portanto, projetos sensíveis à ductilidade frequentemente utilizam as têmperas T4 ou O ou incorporam alívio de tensões/estiramento para recuperar alguma tenacidade.

A dureza na 2017 segue a têmpera: material recozido é relativamente macio, enquanto o T6 apresenta alta dureza Brinell/Vickers, compatível com equivalentes em aço médio-carbono em certos contextos de serviço. O desempenho à fadiga beneficia-se da alta resistência estática, mas pode ser comprometido por defeitos superficiais, intermetálicos grosseiros e poços de corrosão; processamento controlado e jateamento com granalha podem estender significativamente a vida à fadiga.

Espessura e forma do produto afetam a performance mecânica por meio da taxa de resfriamento e tamanho do grão; seções mais finas tendem a alcançar taxas de têmpera mais uniformes e resposta mais consistente ao envelhecimento, enquanto forjados e chapas grossas requerem ciclos de tratamento térmico adaptados para evitar núcleos moles remanescentes.

Propriedade	O/Recozido	Têmpera Principal (T6/T651)	Observações
Resistência à Tração (MPa)	~200 – 250	~420 – 490	Valores típicos para têmperas laminadas; depende da espessura da seção e do ciclo de envelhecimento
Limite de Escoamento (MPa)	~60 – 120	~330 – 370	Aumento substancial com tratamento térmico; limite pode ser menor em seções espessas devido a núcleos moles
Alongamento (%)	~18 – 25	~6 – 12	Recozido apresenta alta ductilidade; alongamento no T6 reduzido, mas aceitável para muitas peças usinadas
Dureza (HB)	~30 – 60	~110 – 140	Faixas de dureza dependem do processamento e tratamentos específicos de envelhecimento

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor	Observações
Densidade	~2,78 g/cm³	Típica para ligas Al-Cu de alta resistência; ligeiramente maior que alumínio puro devido aos elementos de liga
Faixa de Fusão	~500 – 650 °C	Início deprimido pelo cobre e outros elementos; não apresenta ponto de fusão nítido
Condutividade Térmica	~120 – 150 W/m·K	Inferior ao alumínio puro, mas suficiente para muitas aplicações de gestão térmica
Condutividade Elétrica	~28 – 35 % IACS	Reduzida em relação ao Al puro devido a Cu e outros solutos
Calor Específico	~0,90 kJ/kg·K (≈900 J/kg·K)	Típico para ligas de alumínio à temperatura ambiente
Coeficiente de Dilatação Térmica	~23 – 24 µm/m·K	Coeficiente de dilatação térmica comparável a outras ligas de alumínio; útil para projetos de compósitos

A condutividade térmica e elétrica são reduzidas em relação ao alumínio puro porque átomos de soluto e precipitados dispersam elétrons e fônons; entretanto, a 2017 retém condutividade suficiente para algumas aplicações estruturais condutivas. A faixa de fusão e o comportamento de dilatação térmica devem ser considerados durante soldagem e tratamento térmico, pois a expansão diferencial e fases retidas podem influenciar distorções e tensões residuais.

Formas do Produto

Forma	Espessura/Tamanho Típico	Comportamento de Resistência	Temperas Comuns	Observações
Chapa	0,3 – 6 mm	Boa uniformidade em calibres finos	O, H14, T4, T6	Amplamente usada para componentes moldados e usinados; propriedades transversais curtas importantes
Placa	6 – 150 mm	Gradientes de espessura afetam têmpera e envelhecimento	T4, T6, T651	Seções grossas requerem tempos longos de solubilização e têmpera ajustada para evitar núcleo macio
Extrusão	Seções transversais variáveis	Anisotropia mecânica depende da relação de extrusão	T4, T6	Limitada comparada com ligas 6xxx, mas usada para perfis de alta resistência
Tubo	Diâmetro externo 6 mm – 300 mm	Resistência semelhante à chapa para tubos de parede fina	T4, T6	Comum para componentes estruturais e hidráulicos onde a usinabilidade é necessária
Barra/Vara	Diâmetro 3 – 200 mm	Excelente usinabilidade no T4; resistência máxima no T6	T4, T6, O	Usada para fixadores, conexões e componentes torneados de precisão

Forma e dimensional influenciam fortemente as propriedades finais; produtos finos têm têmpera mais rápida e geralmente alcançam resistência alvo com maior confiabilidade, enquanto placas e extrusões espessas exigem controle cuidadoso dos parâmetros de tratamento térmico. A seleção da forma do produto deve considerar operações subsequentes como usinagem, união e acabamento superficial para evitar amolecimento da ZTA (zona termicamente afetada) e manter tolerâncias dimensionais.

Graus Equivalentes

Norma	Grau	Região	Observações
AA	2017 / 2017A	EUA	Designações comerciais comuns; 2017A é uma variante com controle mais rigoroso
EN AW	2017A	Europa	Especificação EN alinha química e mecânica com AA 2017A
JIS	A2017	Japão	Designação japonesa consistente com práticas de série Al–Cu forjada
GB/T	2A12 (aprox.)	China	Usado como equivalente aproximado chinês; consultar certificados de origem para correspondência exata

Normas nas regiões buscam produzir material funcionalmente equivalente, mas diferem em tolerâncias permitidas para elementos traços, limites de propriedades mecânicas e convenções de nomenclatura; para aplicações críticas sempre compare certificados específicos e, se necessário, realize testes de qualificação. O sufixo A (2017A) indica normalmente controle mais rigoroso da química, melhorando a consistência na resposta ao tratamento térmico e desempenho à fadiga.

Resistência à Corrosão

A resistência à corrosão atmosférica do 2017 é moderada e inferior às ligas das séries 5xxx (com Mg) e 6xxx (Mg+Si); a matriz rica em cobre aumenta a suscetibilidade à corrosão localizada e reduz o desempenho em ambientes agressivos, salvo se protegido. Em atmosferas industriais e rurais, componentes 2017 adequadamente revestidos ou anodizados podem oferecer vida útil satisfatória, mas corrosão localizada e filiforme devem ser considerados no projeto de acabamento e vedação.

Em ambientes marinhos, o 2017 tem desempenho inferior às ligas Al-Mg; corrosão por pites e frestas induzida por cloretos pode ser significativa sem proteção catódica, revestimentos ou ânodos sacrificiais. A trinca por corrosão sob tensão (SCC) é um risco conhecido para ligas ricas em cobre sob tensão em ambientes salinos quentes; projetos que exijam resistência à SCC devem preferir outras famílias de ligas ou implementar mitigação rigorosa da corrosão.

Interações galvânicas devem ser gerenciadas cuidadosamente: 2017 é anódico em relação a muitos aços, mas catódico em relação a ligas de alumínio mais nobres com revestimentos anódicos pesados; ao montar com aço carbono, isolamentos e medidas protetivas são necessários. Comparado com ligas das séries 1xxx ou 3xxx, o 2017 sacrifica robustez contra corrosão em favor de maior resistência e deve ser selecionado considerando tratamento superficial e ambiente.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade
A soldagem do 2017 é desafiadora em relação às ligas 5xxx e 6xxx devido ao teor de cobre e à tendência ao fissuramento a quente nos processos por fusão. Soldagem TIG e MIG são possíveis com parâmetros ajustados e metais de adição apropriados (comumente 4043 ou 5356 para reduzir risco de fissuras), mas a zona termicamente afetada (ZTA) será tipicamente mais macia que o metal-base em pico de envelhecimento e pode demandar tratamento térmico pós-soldagem ou reforço mecânico.

Usinabilidade
O 2017 é considerado uma das ligas de alumínio de alta resistência com melhor usinabilidade, especialmente nos estados T4 e O; usina com bom acabamento superficial e vida útil previsível de ferramenta ao usar ferramentas de metal duro e altas taxas de avanço. Ferramental recomendado tem geometria de avanço positivo com setups rígidos, refrigeração líquida ou ar para evacuação de cavacos e velocidades moderadas para evitar encruamento superficial; morfologia dos cavacos é normalmente contínua, mas pode formar filamentos quando intermetálicos ricos em Mn estão presentes.

Conformabilidade
Dobramento a frio é mais fácil nos temperos O ou T4 onde alongamento e flexibilidade são maiores; raios mínimos de dobra dependem do tempero e espessura, mas geralmente são maiores que para ligas mais macias como 1100. Para estampagem profunda ou conformação complexa, recozimento prévio é comum, e projetistas devem considerar recuperação elástica maior em temperas de alta resistência como T6; técnicas de conformação a quente podem aumentar a conformabilidade sem perda de resistência final.

Comportamento ao Tratamento Térmico

Como liga Al–Cu tratável termicamente, o 2017 responde às sequências clássicas de precipitação: tratamento de solubilização dissolve fases ricas em Cu formando solução sólida supersaturada, têmpera rápida mantém essa condição, e envelhecimento artificial controlado precipita fases reforçantes Al2Cu e associadas. Tratamentos típicos de solubilização ocorrem entre 495–535 °C dependendo do tamanho da peça e processo, com têmpera imediata à temperatura ambiente para suprimir formação de intermetálicos grosseiros.

O envelhecimento artificial para condição T6 é realizado geralmente entre 160–190 °C por algumas horas; T4 é obtido por envelhecimento natural após têmpera, porém mais lento e com resistência máxima inferior ao envelhecimento artificial. Espessura, trabalho a frio prévio e pequenas variações na liga alteram a janela ótima T-T-T (tempo-temperatura-transformação); sobrematuração reduz resistência mas melhora ductilidade e resistência à corrosão em alguns casos.

Tratamentos por trabalho a frio (temperas H) oferecem níveis intermediários de resistência sem necessidade de ciclos completos de solubilização e envelhecimento; recozimento (O) restaura ductilidade e é usado antes de operações de conformação. Reparo pós-soldagem ou reforço local frequentemente exige sequências locais de solubilização/envelhecimento ou tolerância ao amolecimento da ZTA no projeto.

Desempenho em Alta Temperatura

Temperaturas de serviço do 2017 são geralmente limitadas a valores muito abaixo das temperaturas típicas de envelhecimento; exposição prolongada a altas temperaturas promove coalescência dos precipitados e perda progressiva de resistência. Exposição acima de ~150 °C por longo prazo reduz propriedades em pico e pode estabilizar em condições sobrematuradas com menor limite de escoamento e resistência à tração; o projeto deve considerar isso quando componentes operam em ambientes ou processos com temperatura elevada.

A oxidação não é modo principal de falha para 2017 em serviço atmosférico normal devido à camada passiva de óxido de alumínio, mas em altas temperaturas ocorre formação de escamas e difusão acelerada dos elementos de liga que alteram propriedades superficiais e subsuperficiais. Em conjuntos soldados, amolecimento da ZTA e perda de resistência sob carga térmica podem limitar o desempenho mais que a oxidação a granel, exigindo gerenciamento térmico ou seleção de ligas alternativas para exposição contínua em alta temperatura.

Aplicações

Indústria	Exemplo de Componente	Por que Usar 2017
Aeroespacial	Equipamentos, suportes, forjados	Alta relação resistência/peso e bom equilíbrio entre fadiga e usinabilidade
Defesa	Suportes estruturais, carcaças	Liga usinável e de alta resistência adequada para peças de precisão
Automotivo	Componentes usinados de alta resistência	Produtividade na usinagem e redução de peso para peças pequenas
Eletrônica	Estruturas, conectores	Condutividade térmica adequada e rigidez para chassis
Comercial	Fixadores, rebites, acoplamentos	Resistência e estabilidade dimensional após tratamento térmico

O 2017 se destaca em aplicações onde peças usinadas requerem alta resistência estática e à fadiga combinadas com boa usinabilidade e estabilidade dimensional após tratamento térmico. É particularmente valioso para peças estruturais pequenas a médias onde alternativas de alta resistência são muito frágeis ou caras para usinar eficientemente.

Dicas para Seleção

Escolha o 2017 quando o projeto exigir maior resistência e melhor usinabilidade que o alumínio comercialmente puro e quando proteção superficial subsequente ou anodização possam mitigar a suscetibilidade moderada à corrosão da liga. É vantajoso para conexões usinadas de precisão, suportes aeroespaciais e componentes estruturais onde o tratamento térmico pode ser usado para ajustar o desempenho.

Comparado com o alumínio comercialmente puro (1100), o 2017 troca condutividade elétrica e térmica e facilidade de conformação por resistência significativamente maior e melhor resistência à fadiga; use 1100 quando a condutividade e a máxima conformabilidade forem prioritárias. Comparado com ligas encruadas como 3003 ou 5052, o 2017 oferece maior resistência e melhor usinabilidade ao custo de resistência à corrosão reduzida e requisitos de soldagem mais complexos.

Quando comparado com ligas tratáveis termicamente comuns como 6061 ou 6063, o 2017 pode ser preferido para aplicações que priorizam máxima usinabilidade e uma resposta específica de endurecimento por precipitação, em vez da resistência à corrosão mais ampla e soldabilidade das ligas 6xxx; escolha o 2017 quando o endurecimento por precipitação baseado em Cu e as propriedades mecânicas resultantes forem essenciais e onde a proteção superficial puder ser garantida.

Resumo Final

A liga 2017 permanece relevante devido à sua combinação de alto endurecimento por precipitação, resposta previsível de envelhecimento e excelente usinabilidade para componentes estruturais de alto desempenho e precisão. Quando utilizada com proteção anticorrosiva adequada e tratamento térmico cuidadosamente controlado, o 2017 oferece aos projetistas uma solução custo-efetiva para desempenho elevado de relação resistência/peso em aplicações aeroespaciais, defesa e comerciais de alta resistência.