Alumínio 8079: Composição, Propriedades, Guia de Têmper e Aplicações
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Visão Abrangente
A liga 8079 faz parte da série de alumínio 8xxx, uma família de ligas de alumínio de baixa liga e especiais, frequentemente desenvolvidas para aplicações em embalagens, elétrica e lâminas. Está categorizada entre ligas de baixa resistência e alta conformabilidade, com composição química ajustada para oferecer qualidade consistente de laminação e superfície, em vez de máxima resistência estrutural.
Os principais elementos de liga na 8079 são adições em baixo teor de ferro e silício, com traços de manganês, magnésio e outros resíduos; a matriz é essencialmente alumínio de pureza industrial. O endurecimento é conseguido principalmente por efeitos de solução sólida e trabalho a frio (endurecimento por deformação), e não pelo envelhecimento por precipitação clássico usado nas ligas das séries 2xxx ou 6xxx.
As características principais da 8079 incluem excelente conformabilidade, boa qualidade de superfície, resistência à corrosão aceitável em ambientes atmosféricos e alta condutividade elétrica e térmica em comparação com ligas estruturais de maior liga. A soldabilidade é geralmente boa para processos de fusão com proteção gasosa quando materiais de enchimento adequados são usados, e a suscetibilidade a trincas a quente é baixa devido ao baixo teor de liga.
Os setores típicos incluem embalagem (lâminas e produtos laminados), conversores de embalagens flexíveis e rígidas, condutores elétricos e algumas aplicações estruturais leves onde a conformação e a qualidade superficial são críticas. Engenheiros escolhem a 8079 quando se exige um equilíbrio entre ductilidade, qualidade de superfície e condutividade, e quando ligas tratáveis termicamente de maior resistência são desnecessárias ou complicariam o processamento.
Variantes de Têmpera
| Têmpera | Nível de Resistência | Alongamento | Conformabilidade | Soldabilidade | Notas |
|---|---|---|---|---|---|
| O | Baixa | Alta | Excelente | Excelente | Totalmente recozido, máxima ductilidade para estampagem profunda e processos com lâminas |
| H12 | Baixa-Média | Moderada | Muito Boa | Muito Boa | Leve endurecimento por deformação, mantém boa conformabilidade e estabilidade dimensional |
| H14 | Média | Moderada | Boa | Muito Boa | Têmpera comercial para chapa de resistência moderada com boa estampabilidade |
| H18 | Médio-Alta | Menor | Regular | Boa | Maior endurecimento por deformação para aplicações que requerem retorno elástico/rigidez |
| T4 (se usado) | Baixa-Média | Alta | Muito Boa | Muito Boa | Tratado por solubilização e envelhecido naturalmente; raramente aplicado às ligas 8xxx de baixa liga |
| T5 (raro) | Média | Moderada | Boa | Boa | Envelhecido artificialmente após resfriamento de trabalho a quente onde aplicável |
| T6 (raro) | Médio-Alta | Menor | Limitada | Boa | Envelhecido artificialmente para maior resistência em químicas modificadas; incomum para 8079 padrão |
A seleção da têmpera tem impacto direto e previsível nas propriedades de engenharia da 8079. A têmpera O maximiza a ductilidade e conformabilidade para estampagem profunda e produção de lâminas, enquanto as têmperas H fornecem resistência ao escoamento e resistência progressivamente maiores, em detrimento do alongamento e conformabilidade.
As têmperas H (H12–H18) são as mais usadas em chapas e fitas por oferecerem um compromisso entre controle do retorno elástico e conformabilidade para operações de prensa; as têmperas T são raras e aplicam-se somente quando químicas proprietárias modificadas ou processamento específico do fornecedor permitem efeitos limitados de precipitação.
Composição Química
| Elemento | Faixa % | Notas |
|---|---|---|
| Si | 0,10–0,60 | Controla fluidez durante a fundição e pode formar dispersoides que afetam o comportamento na laminação |
| Fe | 0,20–1,00 | Impureza comum, influencia resistência e estrutura do grão; maior Fe reduz ligeiramente a ductilidade |
| Mn | 0,02–0,30 | Pequenas adições refinam o grão e melhoram a resistência sem grande perda de conformabilidade |
| Mg | 0,01–0,20 | Tipicamente baixo; aumenta resistência levemente, mas mantido em baixo teor para preservar resistência à corrosão |
| Cu | 0,01–0,20 | Normalmente minimizado; pequenas quantidades podem elevar resistência, porém reduzem resistência à corrosão |
| Zn | 0,01–0,25 | Mantido baixo para evitar formação de fases de alta resistência que prejudicam conformabilidade |
| Cr | 0,00–0,10 | Traços podem estar presentes para controlar recristalização em algumas variantes do produtor |
| Ti | 0,00–0,10 | Frequentemente usado como refinador de grão quando se requer controle do tamanho do grão fundido |
| Outros (incluindo resíduos) | Balance até 100 (Al) | Inclui o restante de Al e elementos em traço; especificação exata varia conforme fornecedor e forma do produto |
A composição química da 8079 é propositalmente restrita para manter alta ductilidade, qualidade superficial e condutividade, ao mesmo tempo que oferece ganhos modestos de resistência em relação ao alumínio puro. Silício e ferro são os principais elementos de liga/resíduos; eles influenciam a estabilidade da laminação, dispersão mecânica e estrutura do grão.
Adições menores de manganês, magnésio ou impurezas controladas são usadas pelos fabricantes para ajustar o comportamento de recristalização, reduzir trincas periféricas durante a laminação e definir a resposta ao trabalho a frio, mantendo o comportamento anticorrosivo favorável.
Propriedades Mecânicas
O comportamento à tração da 8079 é típico de alumínio de baixa liga não tratável termicamente: resistência à tração última baixa a moderada, com considerável alongamento uniforme e total em condições recozidas e levemente endurecidas. O limite de escoamento varia conforme têmpera e espessura; têmperas H a frio em chapas finas apresentam maior limite de escoamento e início mais precoce de deformação plástica em comparação com produto espesso recozido. O desempenho à fadiga é adequado para cargas cíclicas não críticas, mas limitado em comparação com ligas de alta resistência devido a limites de escoamento e resistência à fadiga inferiores.
O alongamento é alto nas têmperas O (adequado para estampagem profunda e conformação complexa) e diminui progressivamente com o aumento do número da têmpera H. A dureza acompanha resistência e endurecimento por deformação; material recozido apresenta dureza baixa e facilidade para conformação, enquanto as têmperas H mostram incrementos modestos em valores Brinell ou Vickers. A espessura influencia tanto a resistência quanto a ductilidade, com chapas mais finas geralmente exibindo maior resistência aparente após laminação devido ao endurecimento por trabalho a frio e efeitos do tamanho do grão.
Os modos de fratura são dúcteis para deformações típicas de conformação, mas cuidados devem ser tomados com entalhes agudos e raios onde o endurecimento local pode iniciar a coalescência de microvazios em deformações globais menores. Defeitos de superfície, inclusões e condição das bordas influenciam substancialmente a dispersão dos ensaios à tração e devem ser avaliados no controle de qualidade para operações críticas de conformação.
| Propriedade | O/Recozido | Têmpera Principal (ex.: H14/T6) | Notas |
|---|---|---|---|
| Resistência à Tração (UTS) | 70–120 MPa | 120–210 MPa | Faixas amplas dependem de espessura, processamento do produtor e têmpera exata |
| Limite de Escoamento (0,2% offset) | 30–50 MPa | 70–160 MPa | Têmperas H multiplicam aproximadamente por dois ou mais o limite recozido em espessuras comuns de chapa |
| Alongamento (A50 mm) | 25–40% | 8–20% | Requisito de conformabilidade guia a seleção da têmpera; recozido fornece alongamento máximo |
| Dureza (HB/Vickers) | 20–35 HB | 35–70 HB | Dureza aumenta com o grau de endurecimento por deformação; valores indicativos para comparação |
Propriedades Físicas
| Propriedade | Valor | Notas |
|---|---|---|
| Densidade | 2,70 g/cm³ | Tipicamente para ligas comerciais de alumínio; usado para cálculo de massa e rigidez |
| Intervalo de Fusão | 643–658 °C | Limites práticos de fundição/processamento; solidus/liquidus variam ligeiramente com impurezas |
| Condutividade Térmica | 160–220 W/m·K | Alta em comparação com muitas ligas; depende da pureza e do endurecimento por deformação |
| Condutividade Elétrica | 45–60 % IACS | Inferior ao alumínio puro, mas superior a muitas ligas estruturais; importante para uso em condutores |
| Calor Específico | ~900 J/kg·K | Útil para cálculos de gerenciamento térmico em eletrônica e processos de conformação |
| Coeficiente de Dilatação Térmica | 23–24 µm/m·K (20–100 °C) | Semelhante a outras ligas de alumínio; relevante para ciclagem térmica e projeto de montagens |
As propriedades físicas tornam a 8079 atraente onde condutividade térmica e elétrica são importantes, juntamente com desempenho de conformação. A densidade e o módulo são essencialmente iguais a outras ligas de alumínio, oferecendo relação resistência/peso favorável para muitas aplicações.
A condutividade térmica e a condutividade elétrica são fortemente influenciadas pelo grau de ligas e pelo trabalho a frio; os fornecedores frequentemente fornecem a condutividade medida para um lote específico de bobina ou chapa, para aplicações sensíveis a esses parâmetros.
Formas do Produto
| Forma | Espessura/Tamanho Típico | Comportamento de Resistência | Tratamentos Típicos | Observações |
|---|---|---|---|---|
| Chapa | 0,2–6,0 mm | A resistência aumenta com a laminação a frio; calibres mais finos apresentam resistência aparente maior | O, H12, H14, H18 | Amplamente utilizada para embalagens, painéis e componentes conformados |
| Placa | >6,0 mm | Menor conformabilidade para placas grossas; grãos maiores podem reduzir a tenacidade | O, tratamentos H específicos | Menos comum; usada quando são necessárias seções mais espessas com posterior usinagem |
| Extrusão | Variável | A resistência depende das modificações de liga e da deformação na extrusão | Tratamentos H após solubilização/envelhecimento se modificada | O padrão 8079 raramente é usado para extrusões complexas, salvo se modificado pelo fornecedor |
| Tubo | Sob medida | Trabalho a frio e trefilação aumentam a resistência; espessura da parede afeta o limite de escoamento | O, tratamentos H | Utilizado para conduítes leves, elementos de troca térmica e núcleos de embalagens |
| Barra/Haste | Diâmetros diversos | Tipicamente trefilada/laminada com aumentos correspondentes de resistência | Tratamentos H | Menos comum; usada em componentes não estruturais e partes condutoras |
A rota de processamento afeta fortemente as propriedades finais do 8079; os ciclos de laminação, temperaturas de recozimento e resfriamento controlado determinam o tamanho do grão e a textura que governam a conformabilidade e a recuperação elástica (springback). Chapas e tiras são as formas predominantes, produzidas com tolerâncias rigorosas de espessura e acabamento superficial para embalagens e aplicações decorativas.
Extrusões e placas exigem químicas modificadas ou controle cuidadoso dos ciclos de homogeneização e trabalho a quente para evitar intermetálicos grosseiros; quando usados, destinam-se tipicamente a peças estruturais não críticas onde resistência à corrosão e qualidade superficial são prioridades.
Graus Equivalentes
| Norma | Grau | Região | Observações |
|---|---|---|---|
| AA | 8079 | USA | Designação comercial reconhecida usada por vários fabricantes para chapa/laminado de embalagem |
| EN AW | — | Europa | Não há equivalente universal único EN AW; vários graus da família 8xxx (ex.: 8006, 8011) atuam em espaço similar |
| JIS | — | Japão | Equivalentes locais não são universalmente padronizados; confirmar certificação do fornecedor |
| GB/T | — | China | Normas chinesas podem usar graus familiares; equivalente exato do 8079 requer ficha técnica do fabricante |
Não existe sempre uma equivalência direta e única internacional para 8079, pois é frequentemente uma designação comercial orientada à aplicação, e não uma liga estrutural rigidamente padronizada. Fornecedores e organismos regionais podem associar 8079 aos graus mais próximos da família 8xxx, mas limites de composição e tratamentos permitidos podem variar.
Engenheiros devem consultar certificados de usina e fichas técnicas ao substituir entre regiões, especialmente onde condutividade elétrica, acabamento superficial e tolerâncias de conformabilidade são críticas.
Resistência à Corrosão
8079 apresenta boa resistência geral à corrosão atmosférica típica de alumínio de baixa liga, formando um filme estável de óxido que protege o substrato em ambientes brandos. Desempenha-se bem em atmosferas internas e rurais/urbanas, resistindo à corrosão por picadas em condições moderadamente agressivas quando livre de contaminantes superficiais e com pré e pós-tratamentos adequados (ex.: limpeza, conversão química).
Em atmosferas marinhas, 8079 é susceptível à corrosão localizada se a deposição de cloretos for persistente e se os filmes protetores forem comprometidos. Para uso marinho, atenção deve ser dada aos acabamentos superficiais, revestimentos e seleção de liga; seções mais espessas e práticas de design sacrificial mitigam riscos a longo prazo. Trinca por corrosão sob tensão (SCC) não é modo comum de falha para ligas 8xxx de baixa liga como o 8079 sob condições normais de serviço, mas ambientes agressivos combinados com tensão trativa e certos tratamentos podem elevar o risco.
As interações galvânicas com metais distintos seguem o comportamento usual do alumínio: 8079 é anódico em relação a aços inoxidáveis e ligas de cobre, e catódico em relação ao magnésio. Revestimentos isolantes ou ânodos sacrificiais são recomendados em conjuntos de metais mistos. Comparado com a série 5xxx (ligas de magnésio), o 8079 geralmente oferece resistência a cloretos similar a ligeiramente inferior, mas conformabilidade e qualidade superficial superiores em relação às ligas de alumínio-magnésio de maior resistência.
Propriedades de Fabricação
Soldabilidade
A soldagem por fusão (TIG/MIG) do 8079 é geralmente simples devido ao baixo teor de liga e boas características de solidificação. O uso de metais de aporte das séries 4xxx Al-Si ou 5xxx Al-Mg é comum, dependendo da resistência e desempenho à corrosão desejados, sendo 4043 e 5356 escolhas típicas; a seleção do metal de aporte deve considerar o ambiente de serviço e requisitos de anodização pós-soldagem. O risco de trinca quente é baixo, mas pode ocorrer sob alto grau de restrição e com mau ajuste das juntas; pré-aquecimento raramente é necessário, mas limpeza adequada e controle do aporte térmico são importantes para limitar o amolecimento da zona termicamente afetada (ZTA).
Usinabilidade
A usinabilidade do 8079 é moderada a boa; usina mais facilmente que ligas de maior resistência, porém é menos fácil de cortar que graus comerciais muito puros. Ferramentas de carboneto com ângulos de corte positivos e fixação rígida são recomendadas para fresamento e torneamento; cortes de alta alimentação e baixa profundidade produzem melhor acabamento superficial e reduzida formação de rebarbas. O controle de cavacos é geralmente gerenciável; líquido de corte ajuda a evitar aderência e melhora o acabamento superficial.
Conformabilidade
A conformabilidade é uma das principais qualidades do 8079, especialmente nos tratamentos O e H leves, onde suporta estamparia profunda, conformação por rolo e estampagem complexa. Raios mínimos de dobra recomendados dependem do tratamento e da espessura, mas normalmente são pequenos (ex.: raios internos de dobra de 0,5–1,0× espessura para muitos tratamentos em chapa); testes empíricos são aconselhados para geometrias críticas. O trabalho a frio aumenta a resistência, mas reduz a ductilidade; contramedidas como recozimentos intermediários podem restaurar a conformabilidade para operações de conformação em múltiplas etapas.
Comportamento ao Tratamento Térmico
8079 é, na prática, uma liga não tratável termicamente nas composições comerciais padrão; modificações de resistência são alcançadas por trabalho a frio (endurecimento por deformação) e ciclos de recozimento térmico. Tratamento de solubilização e envelhecimento artificial (rota da série T) geralmente não se aplicam, pois a liga não contém elementos de ligaformadores de precipitados em concentrações úteis.
O recozimento é utilizado para restaurar a ductilidade e recristalizar a microestrutura; recozimentos industriais são normalmente realizados em temperaturas próximas a 300–415 °C dependendo da espessura e do tamanho de grão desejado, seguidos de resfriamento controlado. Para fornecedores que oferecem químicas modificadas proprietárias, tratamento de solubilização e envelhecimento limitados podem ser especificados – são casos excepcionais e devem ser tratados conforme fichas técnicas do produtor. O endurecimento por trabalho é a forma padrão de obter tratamentos H, com aumentos previsíveis do limite de escoamento e resistência à tração proporcional à percentagem de redução a frio.
Desempenho em Alta Temperatura
Em temperaturas elevadas, o 8079 perde resistência progressivamente acima de ~100–150 °C e ocorre amolecimento significativo à medida que a temperatura se aproxima das faixas típicas de recozimento. Exposição prolongada próxima a 200–300 °C pode induzir recuperação e crescimento de grão, reduzindo desempenho mecânico e estabilidade dimensional. A oxidação limita-se à formação normal de camadas de óxido de alumínio; entretanto, a perda das propriedades mecânicas, e não a oxidação superficial, é a principal limitação para uso prolongado em alta temperatura.
A zona afetada pelo calor (ZAC) durante a soldagem pode apresentar amolecimento local devido aos efeitos do recozimento; o projeto deve considerar a redução da resistência local e possível distorção. Para aplicações estruturais em altas temperaturas, 8079 normalmente não é o material preferido; ligas de alumínio para altas temperaturas ou materiais alternativos devem ser selecionados para carregamentos prolongados em temperatura elevada.
Aplicações
| Indústria | Componente Exemplo | Por que o 8079 é Usado |
|---|---|---|
| Embalagem | Filme flexível e laminado, tampas termoformadas a vácuo | Excelente conformabilidade, acabamento superficial e comportamento consistente no laminação |
| Automotiva | Painéis internos, componentes decorativos | Alta conformabilidade e boa qualidade superficial para peças estampadas e pintadas |
| Marinha | Carcaças não estruturais, acabamentos | Resistência à corrosão adequada e leveza para componentes expostos |
| Eletrônica | Dispersores térmicos, películas condutivas | Boa condutividade térmica e elétrica com conformabilidade para películas finas |
| Construção | Rufos, acabamentos de revestimento | Facilidade de conformação e resistência à corrosão para detalhes arquitetônicos |
O 8079 encontra seu uso mais forte em aplicações de embalagens e conformação em chapas finas onde qualidade de superfície, ductilidade e condutividade são fundamentais. Sua combinação de baixo teor de liga e processamento cuidadosamente controlado torna-o um material preferido para estampagem profunda, produção de películas e outros processos de conformação com alta deformação.
Os projetistas optam pelo 8079 quando a aplicação prioriza conformabilidade e características superficiais em vez da máxima resistência, e onde condutividade ou desempenho térmico oferecem um benefício funcional adicional.
Considerações para Seleção
Selecione o 8079 quando a prioridade for alta conformabilidade para estampagem profunda, acabamento superficial e condutividade térmica/ elétrica acima da máxima resistência estrutural. É ideal para filmes de embalagem, peças conformadas em chapa fina e películas condutivas onde a limpeza e aparência superficial são importantes.
Comparado com alumínio comercialmente puro (ex.: 1100), o 8079 sacrifica uma pequena parcela da condutividade e custa marginalmente mais, em troca de maior estabilidade na laminação, resistência mecânica controlada e melhor confiabilidade do processo em chapas finas. Frente a ligas encruadas como 3003 ou 5052, o 8079 tipicamente oferece conformabilidade similar ou superior com resistência à corrosão comparável, porém menor resistência máxima potencial. Comparado com ligas tratáveis termicamente como 6061 ou 6063, o 8079 apresenta menor resistência máxima alcançável, porém superior conformabilidade e frequentemente melhor acabamento superficial para chapas finas; escolha o 8079 quando a complexidade da conformação e qualidade de superfície forem mais importantes que alta resistência estrutural.
Resumo Final
O alumínio 8079 continua sendo um material valioso na engenharia moderna para aplicações que demandam alta conformabilidade, qualidade superficial consistente e boa condutividade térmica/ elétrica. Sua química de baixa liga controlada e resposta previsível ao encruamento tornam-no uma escolha prática para embalagens, conformação em chapas finas e componentes não estruturais onde a usinabilidade e acabamento são críticos.