Alumínio 5052: Composição, Propriedades, Guia de Têmpera e Aplicações

Visão Geral Abrangente

5052 é uma liga de alumínio da série 5xxx (classe Al-Mg) caracterizada pelo magnésio como principal elemento de liga. Pertence à família de ligas de alumínio forjadas não tratáveis termicamente, endurecíveis por deformação, onde a resistência é obtida principalmente por trabalho a frio (endurecimento por deformação) em vez de endurecimento por precipitação.

Os principais elementos de liga são magnésio (tipicamente ~2,2–2,8%) e pequenas adições de cromo (≈0,15–0,35%), com traços de silício, ferro, cobre e outros. A solução sólida Al-Mg proporciona resistência moderada a alta, excelente resistência à corrosão — particularmente em ambientes marinhos e com cloretos — boa soldabilidade e formabilidade razoável dependendo do tratamento térmico.

Características-chave incluem resistência superior ao alumínio comercialmente puro e muitas ligas da série 3xxx, ótima resistência a pitting em água do mar e à corrosão atmosférica geral, além de boa combinação de ductilidade e desempenho à fadiga nos estados recozido e levemente endurecido. Essas propriedades fazem do 5052 um material amplamente utilizado em equipamentos marítimos, linhas de combustível, vasos de pressão, trabalhos em chapa metálica e componentes onde são exigidos resistência à corrosão e resistência mecânica moderada.

Engenheiros escolhem o 5052 onde é necessário um equilíbrio entre formabilidade, resistência à corrosão e soldabilidade, mas não são requeridos os picos de resistência das ligas tratáveis termicamente (séries 6xxx ou 7xxx). Frequentemente é preferido ao 1100 e 3003 quando se necessita de maior resistência e desempenho marinho, e ao 6061 quando comportamento superior à corrosão e melhor conformação são mais importantes que a máxima resistência ao escoamento possível.

Variantes de Têmpera

Têmpera	Nível de Resistência	Alongamento	Formabilidade	Soldabilidade	Observações
O	Baixo	Alto	Excelente	Excelente	Recozido total, máxima ductilidade para conformação
H111	Baixo-Moderado	Alto	Excelente	Excelente	Leve endurecimento por trabalho devido ao controle do processo
H32	Moderado	Moderado	Bom	Excelente	Endurecido por deformação e parcialmente estabilizado; comum para chapas
H34	Moderado-Alto	Moderado-Baixo	Regular	Excelente	Endurecimento por deformação mais intenso que H32 para maior resistência
H36	Alto	Baixo	Regular-Ruim	Excelente	Trabalho a frio máximo comercialmente disponível para chapa
H112	Moderado	Moderado	Bom	Excelente	Têmpera na condição fabricada controlada pela laminação

A têmpera afeta resistência à tração, limite de escoamento e ductilidade controlando o grau de trabalho a frio e a densidade de discordâncias na liga. A condição recozida (O) oferece a melhor formabilidade e alongamento para operações severas de conformação e estiramento, enquanto as têmperas H3x trocam ductilidade por resistência ao escoamento e tração superiores via endurecimento por deformação.

As têmperas endurecidas por trabalho (H32/H34/H36) são comumente usadas em componentes estruturais e soldados onde se deseja resistência extra pelo trabalho a frio sem perder desempenho à corrosão. A têmpera selecionada deve ser compatível com as operações de conformação pretendidas e cargas em serviço, pois conformação ou soldagem posteriores podem alterar a têmpera local e as propriedades.

Composição Química

Elemento	Faixa %	Observações
Si	≤ 0,25	Impureza; reduz a fluidez na fundição, efeito mínimo nas propriedades forjadas
Fe	≤ 0,40	Impureza; partículas intermetálicas formam-se, efeito menor na ductilidade
Mn	≤ 0,10	Pequeno efeito; melhora marginalmente a resistência
Mg	2,2 – 2,8	Principal elemento de reforço; melhora resistência à corrosão e endurecimento por deformação
Cu	≤ 0,10	Adição limitada; aumenta resistência, mas pode reduzir resistência à corrosão
Zn	≤ 0,10	Impureza minoritária; fortalecimento negligenciável
Cr	0,15 – 0,35	Controla estrutura de grãos, limita fragilidade e melhora resistência à corrosão
Ti	≤ 0,15	Refinador de grãos em traços quando presente
Outros (cada)	≤ 0,05	Resíduos e elementos traço; equilíbrio Al

O magnésio é o elemento dominante da liga e determina o desempenho mecânico e à corrosão ao formar solução sólida forte Al-Mg e permitir endurecimento eficaz por deformação. O cromo é adicionado deliberadamente em pequenas quantidades para controlar a estrutura de grãos e prevenir precipitados na fronteira dos grãos que promoveriam corrosão intergranular e reduziriam tenacidade.

Elementos menores e resíduos influenciam fundibilidade, acabamento superficial e formação de intermetálicos que afetam iniciação de trincas por fadiga, usinabilidade e comportamento em tratamentos superficiais. No geral, os limites da composição são estritamente controlados para garantir soldabilidade consistente, resposta à anodização e resistência à corrosão.

Propriedades Mecânicas

O 5052 apresenta comportamento distinto em tração conforme a têmpera: material recozido (O) mostra baixo limite de escoamento e resistência à tração moderada com alta elongação, enquanto as têmperas H3x apresentam valores consideravelmente maiores de escoamento e tração com ductilidade reduzida. O limite de escoamento aumenta significativamente com o trabalho a frio devido ao aumento da densidade de discordâncias; as proporções limite/tração típicas variam conforme a têmpera e espessura.

Alongamento e dureza são fortemente dependentes de espessura e têmpera. Chapa fina em H32 pode apresentar menor alongamento e dureza aparente maior comparada a placas mais espessas na mesma têmpera nominal. Resistência à fadiga do 5052 é geralmente boa para alumínio, beneficiando-se da resistência à corrosão e do comportamento relativamente dúctil da fratura; acabamento superficial, tensões residuais e grau de trabalho a frio influenciam fortemente a vida útil à fadiga.

Temperatura e espessura afetam as métricas mecânicas: calibres mais finos geralmente mostram maior resistência pelo processamento (laminação) e podem apresentar menor ductilidade, enquanto temperaturas elevadas reduzem a resistência por recuperação termicamente ativada. Para projeto, engenheiros devem especificar têmpera e espessura para obter valores confiáveis de resistência e alongamento em serviço.

Propriedade	O/Recozido	Têmpera Principal (ex. H32)	Observações
Resistência à Tração	110 – 145 MPa	215 – 250 MPa	UTS varia com espessura e endurecimento; H32 comumente ~215–235 MPa
Limite de Escoamento	35 – 70 MPa	120 – 160 MPa	Aumento substancial pelo trabalho a frio; projeto conservador deve usar valores testados
Alongamento	15 – 30%	6 – 12%	Recozido tem alta ductilidade; H32 é conformável, porém menos dúctil
Dureza (Brinell/HB)	~25 – 40 HB	~60 – 85 HB	Dureza aumenta com têmpera e correlaciona-se com limite de escoamento

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor	Observações
Densidade	2,68 g/cm³	Típica para ligas Al-Mg; fornece boa relação resistência-peso
Faixa de Fusão	~605 – 650 °C	Solidus/liquidus dependendo dos constituintes menores; liga funde abaixo do alumínio puro
Condutividade Térmica	~130 – 150 W/m·K	Inferior ao alumínio puro, mas ainda alta; condutiva para aplicações de dissipação térmica
Condutividade Elétrica	~36 – 40 % IACS	Reduzida em relação ao alumínio puro devido ao Mg; adequada para certas aplicações elétricas
Calor Específico	~0,90 kJ/kg·K	Valor típico à temperatura ambiente; varia levemente com a liga
Coeficiente de Dilatação Térmica	~23,5 – 24,0 µm/m·K	Semelhante a outras ligas de alumínio; importante para ciclos térmicos e projeto de junções

A densidade e condutividade térmica do 5052 o tornam útil para componentes onde leveza e dissipação de calor são vantagens, como dissipadores e invólucros. A condutividade elétrica é reduzida em relação ao alumínio puro pela liga, mas continua adequada para muitas partes condutoras onde resistência mecânica é importante.

O coeficiente de dilatação térmica é similar ao de outras ligas de alumínio e deve ser considerado em conjuntos multimateriais para evitar tensões durante ciclos térmicos. A faixa relativamente baixa de fusão em comparação com o aço requer cuidados na soldagem e processamento em alta temperatura.

Formas do Produto

Forma	Espessura/Tamanho Típico	Comportamento de Resistência	Temperas Comuns	Observações
Chapa	0,2 – 6,0 mm	Chapas finas frequentemente exibem resistência aparente maior devido ao laminação	O, H32, H34	Amplamente disponível; usada para painéis, tanques e caixas
Placa	6 – 100 mm	Placas mais espessas apresentam menor encruamento por laminação; resistência depende do processamento em laminação	O, H112	Usada para peças estruturais, suportes e vasos de pressão
Extrusão	Seções transversais variáveis	Resistência depende da extrusão e trabalho a frio subsequente	H32, H111	Perfis para armações, trilhos e acessórios marítimos
Tubo	Diâmetro externo e parede variados	Soldados ou sem costura; propriedades mecânicas dependem do processo de fabricação	O, H32	Linhas de combustível e hidráulicas, tubos para uso marítimo
Barra/Vara	Diâmetros até ~100 mm	Barras possuem resistência menor que chapa laminada a frio, salvo se encruadas	H112, O	Componentes usinados e fixadores onde resistência à corrosão é necessária

A rota de processamento afeta fortemente o comportamento mecânico final: chapa laminada sofre alta deformação e pode ser fornecida em temperas H3x com aumentos de resistência previsíveis, enquanto placas e extrusões podem ser fornecidas em O ou H112 e posteriormente trabalhadas a frio para obter propriedades superiores. A seleção adequada da forma do produto e tempera garante manufaturabilidade e desempenho consistente em serviço.

Chapas e extrusões dominam aplicações que exploram a conformabilidade e resistência à corrosão do 5052, enquanto placas são escolhidas quando espessura e rigidez são requeridas. Fabricações soldadas frequentemente usam formas em chapa ou extrudadas para simplificar a união e reduzir distorção pós-soldagem.

Graus Equivalentes

Norma	Grau	Região	Observações
AA	5052	USA	Designação principal na norma da Aluminum Association
EN AW	5052	Europa	EN AW-5052 corresponde de perto ao AA5052 com limites harmonizados
JIS	A5052	Japão	JIS A5052 apresenta composição e propriedades compatíveis para fornecimento doméstico
GB/T	5052	China	Grau da norma chinesa alinhado com especificações internacionais do 5052

Normas equivalentes apresentam limites químicos e expectativas de propriedades mecânicas muito similares, mas podem diferir ligeiramente em tolerâncias de fabricação, acabamento superficial e limites permitidos de impurezas. Os usuários devem verificar a revisão da norma específica e certificação do fornecedor para assegurar conformidade com requisitos de projeto e quaisquer restrições regulamentares.

Diferenças sutis podem afetar conformabilidade e critérios de aceitação de soldagem, portanto engenheiros devem solicitar certificados de mill e qualificar lotes de material para aplicações críticas, especialmente em estruturas de pressão ou marítimas.

Resistência à Corrosão

O 5052 apresenta excelente resistência à corrosão atmosférica e comportamento excepcional em ambientes contendo cloretos, razão pela qual é uma liga comum na indústria marítima e costeira. O alto teor de magnésio melhora a resistência à corrosão localizada por pite e a liga forma um óxido estável e aderente que protege o substrato sob condições normais de exposição.

Em água do mar e ambientes de névoa salina, o 5052 tende a resistir melhor à corrosão geral e ataques localizados do que muitas outras ligas de alumínio trabalhadas, embora a imersão prolongada e o acoplamento galvânico com metais catódicos (ex.: cobre, aço inoxidável) exijam atenção no projeto. Materiais de isolamento adequados e seleção de fixadores reduzem potenciais galvânicos e minimizam corrosão localizada em juntas.

A suscetibilidade a trincas por corrosão sob tensão (SCC) do 5052 é baixa em comparação com ligas tratáveis termicamente de alta resistência; contudo, temperas muito encruadas e exposições a esforços tracionais em ambientes agressivos podem aumentar o risco. Em comparação com as famílias 6061 e 7075, o 5052 suporta um ambiente de cloretos mais agressivo com muito menos SCC e pite, sendo preferível para cascos marítimos, tanques de combustível e invólucros externos.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

O 5052 é facilmente soldado por métodos comuns de fusão, como TIG (GTAW), MIG (GMAW) e soldagem por pontos. Ligas de adição como 5356 (Al-Mg) são tipicamente recomendadas para manter resistência à corrosão e resistência na zona de solda, além de evitar porosidade induzida por hidrogênio e diluição excessiva do teor de Mg.

O risco de trincas a quente é baixo quando comparado a ligas Al-Si ou Al-Cu, mas o calor da soldagem provoca amolecimento localizado em temperas encruadas, pois a ZAC (zona afetada pelo calor) sofre recuperação e recristalização parcial. Controles pré e pós-soldagem geralmente não são necessários para componentes não críticos; entretanto, para peças fortemente encruadas, pode ser necessária uma sequência de alívio de tensões ou reendurecimento para restaurar propriedades uniformes.

Usinabilidade

O 5052 é considerado mais difícil de usinar que ligas de alumínio de fácil corte e consideravelmente menos usinável que muitos aços em termos de facilidade e controle de cavacos. Ferramentas com pastilhas de carboneto de geometria positiva, afiadas e alto fluxo de fluido refrigerante reduzem acúmulo de rebarba e melhoram o acabamento superficial; velocidades moderadas e avanços maiores são preferíveis para minimizar concentração de calor e atrito.

Furação e roscamento apresentam desempenho aceitável com brocas de carboneto padrão, mas exigem controle cuidadoso da rotação do spindle e ciclos de avanço descontínuo para evacuação dos cavacos. Índices gerais de usinabilidade colocam o 5052 abaixo das ligas 6xxx; projetistas devem minimizar usinagens pesadas quando possível e optar por formas próximas à net shape ou extrusões para geometria complexa.

Conformabilidade

A conformabilidade é excelente em condição recozida (O) e boa em temperas moderadamente encruadas como H32; estampo profundo, fabricação rotativa e dobra são viáveis com ferramental e lubrificação adequados. Raios mínimos de dobra dependem do tempera e espessura—material recozido permite raios internos de aproximadamente 1–1,5× a espessura, enquanto H32 costuma requerer 2–3× para evitar fissuras.

O trabalho a frio aumenta a resistência por encruamento, porém reduz ductilidade; estratégias de conformação incremental, dobras em múltiplos passos ou recozimento intermediário permitem configurações mais agressivas em ambiente produtivo. Para conformação complexa, especifique tempera O ou permita endurecimento por deformação pós-conformação para atingir propriedades mecânicas finais.

Comportamento ao Tratamento Térmico

O 5052 é uma liga não tratável termicamente; não ganha resistência significativa com tratamento de solução e envelhecimento por precipitação. Tentativas de aplicar tratamentos convencionais estilo T6 são ineficazes e podem degradar resistência à corrosão e estabilidade dimensional sem ganho significativo de resistência.

O controle de resistência é alcançado através de trabalho a frio e ciclos controlados de recozimento. O recozimento total (O) é obtido pela elevação da temperatura suficiente para recristalizar a microestrutura—prática industrial típica utiliza ciclos de recuperação/recozimento na faixa de 300–415 °C, seguidos de resfriamento controlado para restaurar ductilidade e reduzir tensões residuais.

Transições de tempera ocorrem principalmente via operações mecânicas: temperas H1x indicam encruamento sem estabilização subsequente, enquanto H3x indicam encruamento seguido de estabilização para frear parcialmente mudanças durante a conformação. Exposição térmica acima das temperaturas típicas de serviço pode reduzir resistência por recuperação do trabalho a frio.

Desempenho a Alta Temperatura

O 5052 apresenta perda gradual de resistência com aumento da temperatura; acima de aproximadamente 100–150 °C os limites de escoamento e tração declinam visivelmente, limitando serviço contínuo em temperaturas elevadas. Para exposições curtas ou intermitentes até ~200 °C, a liga mantém certa capacidade de carga, porém resistência a fluência é limitada comparada a ligas resistentes a calor.

A oxidação em altas temperaturas é geralmente leve para alumínio, mas exposição prolongada pode promover formação de camada superficial e difusão de elementos que alteram o comportamento local de corrosão. Efeitos da ZAC por soldagem restringem-se a amolecimento devido à recuperação; não ocorre reversão de envelhecimento por não ser liga tratável termicamente.

Projetistas devem especificar limites térmicos baseando-se na perda de margem mecânica e considerar ligas alternativas para aplicações estruturais que exijam manutenção de resistência acima de ~100 °C por longos períodos.

Aplicações

Indústria	Exemplo de Componente	Por que usar o 5052
Automotiva	Tanques de combustível e painéis internos de carroceria	Resistência à corrosão e conformabilidade para componentes estampados
Marítima	Componentes de casco, acessórios de convés	Excelente resistência à corrosão em água do mar e soldabilidade
Aeroespacial	Revestimentos internos e acessórios não críticos	Boa relação resistência/peso e desempenho contra corrosão
Eletrônica	Chassis, dissipadores térmicos	Condutividade térmica combinada com resistência à corrosão
Óleo & Gás	Tanques de pressão e armazenamento	Boa soldabilidade e resistência à fadiga em ambientes corrosivos

O equilíbrio entre resistência à corrosão, soldabilidade e resistência razoável faz do 5052 uma liga escolhida por muitas indústrias onde a exposição a ambientes agressivos a longo prazo é fator crítico. Sua disponibilidade em múltiplas formas de produto e temperas simplifica a aquisição e reduz a necessidade de estratégias exóticas de união ou revestimento.

Insights para Seleção

5052 é preferido quando resistência à corrosão, especialmente em ambientes com cloretos, e boa soldabilidade devem estar associadas à resistência moderada e conformabilidade. Escolha 5052 em vez de alumínio comercialmente puro como o 1100 quando for necessária maior resistência e vida útil à fadiga melhorada, observando que a condutividade elétrica e térmica será reduzida em relação ao Al puro.

Comparado com 3003 (outra liga Al-Mn endurecível por trabalho a frio), o 5052 oferece maior resistência e melhor resistência à corrosão por pite devido ao seu maior teor de magnésio; no entanto, o 3003 pode ser escolhido pela conformabilidade a frio ligeiramente superior e menor custo. Em comparação com ligas tratáveis termicamente como 6061, o 5052 será selecionado quando a superior resistência à corrosão e conformação forem mais críticas que a resistência máxima e rigidez.

Lógica prática de seleção: especifique o tratamento de têmpera O para conformação complexa, H32 para chapa estrutural onde são necessários limites de escoamento mais elevados, e prefira arames de enchimento como 5356 para soldas. Considere isolamento galvânico quando em contato com metais diferentes e valide propriedades dependentes da espessura para peças críticas à fadiga.

Resumo Final

O 5052 permanece uma liga de alumínio versátil, oferecendo uma combinação robusta de resistência à corrosão, soldabilidade e resistência moderada alcançada por endurecimento por trabalho a frio, tornando-o altamente valorizado nos setores marítimo, automotivo e de fabricação geral. Seu comportamento previsível nos tratamentos de têmpera comuns e ampla disponibilidade em chapas, placas, extrusões e tubos garantem que continue sendo uma escolha prática onde durabilidade em ambientes corrosivos e facilidade de fabricação são essenciais.