Alumínio 6067: Composição, Propriedades, Guia de Têmpera e Aplicações

Visão Abrangente

AA 6067 é um membro da série 6xxx de ligas de alumínio, que são ligas Al-Mg-Si endurecíveis por tratamento térmico comumente usadas para aplicações estruturais e de extrusão. A liga é principalmente ligada com magnésio e silício para formar precipitados Mg2Si para reforço, com adições controladas de cobre, cromo, titânio e elementos traço para ajustar a resistência e a estabilidade térmica.

O mecanismo de endurecimento do 6067 é predominantemente o endurecimento por precipitação combinado com o potencial de trabalho a frio pós-formação; é uma liga endurecível por tratamento térmico que oferece temperas T5/T6/T651 para resistência elevada e temperas O/H para maior conformabilidade. As principais características incluem uma alta relação resistência/peso em comparação com ligas comuns das séries 1xxx/3xxx, boa resistência à corrosão típica da família 6xxx, soldabilidade favorável com escolhas adequadas de material de adição e conformabilidade moderada que se reduz em condições de envelhecimento máximo.

Indústrias que empregam o 6067 comumente incluem aeroespacial e defesa para extrusões estruturais e acessórios, ferroviária e transporte pesado para perfis extrudados de alta resistência e setores civil e industrial especializados onde é exigido um equilíbrio entre alta resistência, usinabilidade e resistência à corrosão. Engenheiros selecionam o 6067 quando necessitam de maior resistência na condição revenida e envelhecida do que o 6061 ou 6063, mantendo ainda boa extrudabilidade e estabilidade térmica para seções mais espessas.

Variante de Têmpera

Têmpera	Nível de resistência	Alongamento	Conformabilidade	Soldabilidade	Observações
O	Baixo	Alto (20–35%)	Excelente	Excelente	Totalmente recozido; ótimo para conformação e dobra
H14	Médio	Moderado (10–20%)	Bom	Excelente	Endurecido por deformação para resistência intermediária
T5	Médio-Alto	Moderado (8–15%)	Regular	Bom	Resfriado de temperatura elevada e envelhecido artificialmente
T6	Alto	Moderado-Baixo (8–12%)	Limitado	Bom	Tratado por solubilização e envelhecido artificialmente para máxima resistência
T651	Alto	Moderado-Baixo (8–12%)	Limitado	Bom	Tratado por solubilização, aliviado de tensões por estiramento e envelhecido artificialmente
T6511	Alto	Moderado-Baixo (8–12%)	Limitado	Bom	Semelhante ao T651, com procedimentos diferentes de estiramento
H111 / H112	Médio	Variável (10–20%)	Bom	Excelente	Temperas comerciais para perfis extrudados com recozimento parcial

A têmpera tem efeito significativo no equilíbrio entre resistência e manufaturabilidade do 6067; temperas O e H1x oferecem a melhor ductilidade e são preferidas para operações severas de conformação. Temperas com envelhecimento máximo (T6/T651) maximizam a resistência à tração e ao escoamento, mas reduzem a dobrabilidade e aumentam a sensibilidade ao amolecimento da ZTA durante a soldagem.

Composição Química

Elemento	Faixa %	Observações
Si	0,4–0,8	Forma precipitados Mg2Si; controla resistência e comportamento na extrusão
Fe	0,3–0,7	Elemento impureza; excesso reduz ductilidade e promove intermetálicos
Mn	0,05–0,20	Baixas adições para controlar estrutura de grãos e melhorar tenacidade
Mg	0,6–1,1	Elemento principal de reforço em combinação com Si
Cu	0,15–0,4	Pequena adição para aumentar resistência e melhorar resposta ao envelhecimento
Zn	0,0–0,25	Normalmente baixo; quantidades maiores podem alterar envelhecimento e corrosão
Cr	0,05–0,25	Controla a estrutura do grão e reduz susceptibilidade à recristalização
Ti	0,04–0,15	Refinador de grão para fundidos/extrusões e para estabilizar microestrutura
Outros (cada)	≤0,05	Elementos residuais (Ni, Pb, Sn) controlados; total de outros ≤0,15–0,20

O sistema Al-Mg-Si no 6067 é ajustado para que Mg e Si se combinem formando uma população controlável de precipitados Mg2Si durante o envelhecimento; pequenas adições de Cu e Cr modificam a química e distribuição dos precipitados para aumentar a resistência ao escoamento e melhorar a estabilidade em temperaturas elevadas. Elementos traço e impurezas máximas permitidas são mantidos baixos para preservar tenacidade, conformabilidade e soldabilidade.

Propriedades Mecânicas

O comportamento à tração do 6067 é característico de ligas 6xxx endurecíveis por tratamento térmico: um platô bem definido de escoamento nas temperas de envelhecimento máximo seguido por endurecimento progressivo por deformação. Na condição recozida, a liga apresenta alto alongamento e baixo limite de escoamento, transitando para resistência muito maior ao escoamento e à tração máxima após solubilização, têmpera e envelhecimento artificial.

A dureza correlaciona-se estreitamente com a têmpera e o estado de precipitação; condições de envelhecimento máximo (T6/T651) produzem valores de dureza na faixa alta para ligas 6xxx, enquanto condições O/H são significativamente mais macias e dúcteis. O comportamento à fadiga é razoável para cargas cíclicas; a resistência à fadiga é tipicamente uma fração da resistência à tração e é sensível ao acabamento superficial, tensões residuais e soldas.

A espessura influencia a resistência alcançável em temperas tipo T6 porque a distribuição de solutos e precipitados e as taxas de têmpera variam com o tamanho da seção; seções mais espessas podem apresentar resistência máxima reduzida e maior dispersão de propriedades em comparação com extrusões finas ou chapas.

Propriedade	O/Recozido	Têmpera chave (T6/T651)	Observações
Resistência à tração	100–160 MPa	320–360 MPa	Valores típicos; dependem da espessura da seção e do ciclo de envelhecimento
Limite de escoamento	35–80 MPa	280–320 MPa	Limites de escoamento T6/T651 muito superiores devido ao endurecimento por precipitação
Alongamento	20–35%	8–12%	Alongamento diminui com aumento da têmpera e resistência
Dureza (Brinell)	30–60 HB	85–105 HB	Dureza aumenta com o envelhecimento; seções espessas podem apresentar dureza menor após têmpera

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor	Observações
Densidade	2,70 g/cm³	Típica para ligas de alumínio da série 6xxx
Faixa de fusão	~582–652 °C	Faixa solidus–líquido dependente da composição e níveis de impurezas
Condutividade térmica	140–170 W/m·K	Inferior ao alumínio puro; reduz ligeiramente com a adição de ligas e envelhecimento
Condutividade elétrica	~34–42 % IACS	Dependente da têmpera e ligações; condutividade diminui com aumento de Cu/Mg
Calor específico	~0,90 J/g·K	Próximo ao de outras ligas Al-Mg-Si em temperatura ambiente
Expansão térmica	~23–24 ×10⁻⁶ /K	Coeficiente linear típico para ligas de alumínio à temperatura ambiente

Esses constantes físicas orientam decisões de projeto para análise de transferência de calor e esforços térmicos; a liga mantém excelente condutividade térmica em comparação com aços, mas não tão alta quanto o alumínio puro. A condutividade elétrica é moderada e geralmente adequada para muitos componentes estruturais/eletrônicos, porém reduzida devido aos elementos de liga em comparação ao alumínio puro.

Formas do Produto

Forma	Espessura/Tamanho típico	Comportamento da resistência	Temperas comuns	Observações
Chapa	0,5–6,0 mm	Uniforme, boa qualidade superficial	O, H14, T4, T6	Usada para painéis formados e peças fabricadas
Placa	6–100 mm	Redução da resistência máxima alcançável em placas espessas	O, T6 (limitado)	Seções espessas sensíveis à têmpera; frequentemente fornecida nas variantes T351/T651
Extrusão	Espessura de parede 1–50 mm	Otimizado para resistência direcional	T4, T5, T6, T651	Ampliamente usado para perfis estruturais de alta resistência
Tubo	Ø 10–300 mm	Propriedades específicas da seção	O, T6	Sem costura ou soldado; usado para tubos estruturais e aplicações de pressão
Barra / Vareta	Ø 5–100 mm	Boa usinabilidade	O, T6	Usada para acessórios usinados, fixadores e pinos extrudados

Chapas e extrusões finas atingem propriedades de envelhecimento máximo mais facilmente devido à têmpera eficiente, enquanto placas e seções espessas frequentemente requerem ciclos de envelhecimento modificados ou sequências tipo T651 para controlar distorções e tensões residuais. O processamento de extrusão se beneficia das características equilibradas de fluidez do 6067, e a liga é frequentemente escolhida quando são necessários perfis extrudados mais resistentes em comparação com 6061 ou 6063.

Graus Equivalentes

Norma	Grau	Região	Observações
AA	6067	EUA	Primary Aluminum Association / designação ASTM
EN AW	6067	Europa	A designação EN geralmente espelha os números AA para ligas forjadas
JIS	A6067	Japão	Norma japonesa frequentemente usa prefixo A com controle de composição similar
GB/T	6067	China	A norma nacional chinesa geralmente está alinhada com as faixas de composição AA

Listagens de graus equivalentes costumam usar a mesma designação numérica entre principais normas para ligas de alumínio trabalhadas, mas controles de processo, limites permitidos de impurezas e requisitos de propriedades mecânicas podem variar conforme a especificação. Compradores devem verificar a especificação de aquisição (ex.: ASTM, EN, JIS, GB/T) para critérios exatos de tração/escoamento e aceitação, ao invés de confiar apenas no número da liga.

Resistência à Corrosão

A resistência à corrosão atmosférica do 6067 é boa para uma liga 6xxx tratável termicamente; o filme naturalmente formado de óxido de alumínio oferece proteção básica e a liga resiste à corrosão geral em atmosferas urbanas e industriais. Corrosão localizada (pitting) pode ocorrer em ambientes ricos em cloretos; tratamentos superficiais adequados, anodização ou revestimentos são comumente especificados para exposições marinhas ou costeiras.

No comportamento marinho, 6067 apresenta resistência moderada: ele se sai melhor que ligas 2xxx e muitas ligas Cu-rich de alta resistência, mas geralmente é menos resistente que ligas Mg-rich da série 5xxx em imersão ativa em cloretos. Soldagem e danos mecânicos podem expor o alumínio nu e aumentar a suscetibilidade a ataques locais, portanto proteção anticorrosiva pós-solda e projeto para evitar frestas são recomendados.

O risco de fissuração por corrosão sob tensão para ligas 6xxx é menor do que para ligas altamente solicitadas e ricas em Cu, mas não é desprezível sob tensões residuais ou aplicadas elevadas em ambientes quentes contendo cloretos. Interações galvânicas favorecem o alumínio como parceiro anódico quando em contato com aço, cobre ou aço inox, então isolamento, revestimentos ou anodos sacrificiais são mitigações típicas no projeto.

Propriedades de Fabricação

6067 é projetado para um equilíbrio entre extrudabilidade, usinabilidade e resistência tratável termicamente, e essas características de fabricação devem ser gerenciadas selecionando os tratamentos térmicos e sequências pós-processamento adequadas. A entrada de calor durante soldagem, severidade da têmpera após tratamento de solução e métodos de conformação determinam as propriedades finais e a estabilidade dimensional.

Soldabilidade

6067 é soldável com processos comuns de arco (TIG/GTAW, MIG/GMAW) utilizando eletrodos de adição compatíveis com o sistema da liga base. Escolhas típicas de metal de adição são 4043 (Al-Si) para melhor fluidez e redução da tendência a trincas a quente, ou 5356 para maior resistência em alguns casos; 4043 é frequentemente preferido para metal base T6 para minimizar trincas sob cordão. A zona termicamente afetada sofre amolecimento devido à dissolução de precipitados e sobre envelhecimento, reduzindo a resistência local e exigindo tratamentos mecânicos ou térmicos pós-solda caso seja necessária a recuperação total da resistência.

Usinabilidade

A usinabilidade do 6067 é moderada a boa em comparação com outras ligas 6xxx; ele usina melhor que muitas ligas 5xxx endurecidas por trabalho, mas não tão bem quanto ligas livre-corte como 2xxx com aditivos de chumbo. Ferramentas de carboneto com revestimentos TiN ou AlTiN e fixação rígida proporcionam melhores resultados; velocidades de spindle elevadas com taxas de avanço moderadas e quebra-cavacos ajudam a controlar a formação do cavaco contínuo. Acabamento superficial e tolerância dimensional são excelentes ao usinar material pré-tratado ou devidamente envelhecido.

Conformabilidade

A conformabilidade é melhor nos estados O, H111 e H112, onde a ductilidade é maior; conformação a frio nas condições T6 ou T5 é limitada e pode requerer recozimentos intermediários ou tratamento de solução seguido por reaparecimento. Raios mínimos típicos para dobras internas dependem do estado e da espessura, mas uma referência inicial é 1–3× a espessura para estados O/H e 3–6× a espessura para estados tipo T6. Retorno elástico é significativo nos estados de maior resistência e deve ser considerado no projeto de ferramentas e matrizes.

Comportamento ao Tratamento Térmico

O tratamento de solução do 6067 visa tipicamente a dissolução de Mg2Si e outras fases de endurecimento em temperaturas na faixa de ~520–540 °C para produtos trabalhados, seguido de têmpera rápida para reter uma solução sólida supersaturada. A severidade da têmpera afeta diretamente a resistência máxima atingível; resfriamento lento ou seções espessas reduzem a supersaturação e abaixam a resistência final.

Os tratamentos de envelhecimento artificial para alcançar estados T5/T6 geralmente estão na faixa de 150–185 °C por períodos de 4–24 horas, dependendo do equilíbrio desejado entre resistência e estabilidade; sobre envelhecimento em temperaturas mais altas ou tempos maiores aumenta tenacidade e resistência à corrosão sob tensão em detrimento da resistência máxima. A designação T651 indica condição tratada em solução, aliviada de tensões por estiramento e envelhecida artificialmente, que melhora a estabilidade dimensional para peças usinadas ou estruturais.

Para estados não tratáveis termicamente, o endurecimento é alcançado por controle de trabalho a frio (estados H) e tratamentos de recuperação/recozimento; o recozimento total (estado O) é geralmente realizado próximo a 415 °C para seções trabalhadas a fim de restaurar a ductilidade e homogenizar a microestrutura.

Desempenho em Alta Temperatura

6067 apresenta perda progressiva do limite de escoamento e resistência à tração com o aumento da temperatura; reduções significativas na resistência de projeto geralmente ocorrem acima de 100–150 °C, e exposições prolongadas acima de ~200 °C reduzirão substancialmente a eficácia do endurecimento por precipitação. Aplicações de curta duração em temperaturas elevadas (intermitentes até ~150 °C) são toleradas com certa retenção das propriedades mecânicas, mas a resistência à fluência é limitada comparada a ligas especiais para altas temperaturas.

A camada protetora de óxido de alumínio confere boa resistência à oxidação em temperaturas moderadas, mas a oxidação mecânica não é preocupação principal para a faixa típica de serviço do 6067. Zonas termicamente afetadas próximas a soldas podem apresentar desempenho degradado em alta temperatura devido ao crescimento dos precipitados e gradientes locais de propriedades.

Aplicações

Indústria	Componente Exemplo	Por que o 6067 é usado
Aeroespacial	Extrusões estruturais, acessórios, longarinas	Alta relação resistência/peso, boas características de extrusão, estabilidade aprimorada no envelhecimento
Marítima & Transporte	Elementos estruturais para vagões, chassis de veículos pesados	Resistência equilibrada à corrosão e maior resistência para extrusões soldadas
Civil / Arquitetura	Perfis de fachadas de alta resistência	Estabilidade dimensional (T651) e acabamento superficial atraente para anodização
Eletrônica / Térmico	Suportes para transferência térmica, carcaças	Condutividade térmica adequada com alta rigidez e usinabilidade
Máquinas Industriais	Estruturas fabricadas de alta resistência e acessórios usinados	Boa usinabilidade e capacidade de atingir elevado limite de escoamento após envelhecimento

6067 é escolhido em aplicações onde formas extrudadas ou acessórios usinados exigem nível de resistência ao envelhecimento maior que o 6061/6063 comum pode fornecer, combinado com a resistência à corrosão e propriedades de fabricação da família 6xxx.

Informações para Seleção

Selecione 6067 quando o projeto requer resistência ao escoamento envelhecida mais alta a partir de uma liga extrudável e tratável termicamente, mas ainda é necessário razoável soldabilidade e resistência à corrosão. Comparado ao 1100 (alumínio comercialmente puro), o 6067 oferece superior condutividade elétrica e térmica além de excelente conformabilidade, em troca de resistência e rigidez substancialmente maiores; escolha 1100 apenas quando condutividade e facilidade de conformação forem prioridade máxima.

Em relação a ligas endurecidas por trabalho comuns como 3003 ou 5052, 6067 fornece maior resistência máxima para usos estruturais oferecendo resistência à corrosão atmosférica comparável; no entanto, essas ligas endurecidas por trabalho ricas em Mg terão desempenho superior que o 6067 em imersão marinha severa e em aplicações que exijam geometrias grandes conformadas a frio. Quando comparado a 6061 ou 6063, o 6067 é selecionado para resistência envelhecida melhorada ou estabilidade aprimorada em extrusões mais grossas, apesar do potencial custo maior da liga e alguma redução na conformabilidade; 6061 permanece atraente quando ampla disponibilidade e custo ligeiramente menor são fatores predominantes.

Resumo Final

AA 6067 ocupa posição prática dentro da família 6xxx como uma liga tratável termicamente de maior resistência, otimizada para extrusões e componentes estruturais usinados onde é necessário um equilíbrio refinado entre resistência, resistência à corrosão e desempenho de fabricação. Sua capacidade de atingir resistências envelhecidas elevadas com soldabilidade aceitável e boa usinabilidade mantém sua relevância para aplicações aeroespaciais, de transporte e industriais que demandam soluções estruturais leves.