Alumínio A1070: Composição, Propriedades, Guia de Têmpera e Aplicações

Visão Geral Abrangente

A1070 é um alumínio comercialmente puro da série 1xxx, caracterizado por um teor mínimo de alumínio tipicamente de 99,7% e classificado entre as ligas de Al industriais de maior pureza. A designação da série 1xxx indica uma quantidade mínima de liga intencional; os elementos residuais típicos incluem pequenas quantidades de Si, Fe, Cu, Mn, Mg, Zn e Ti presentes como impurezas controladas, e não como adições de fortalecimento.

O fortalecimento no A1070 é obtido quase exclusivamente por encruamento (têmpera) e controle da estrutura de grãos, ao invés de tratamento térmico por precipitação. As características principais incluem excelente condutividade elétrica e térmica, resistência superior à corrosão em muitos ambientes, excelente conformabilidade na condição recozida, e boa soldabilidade; a resistência à tração é baixa em comparação com as séries ligadas, mas a ductilidade e a condutividade estão entre as maiores para produtos estruturais de alumínio.

Indústrias típicas para o A1070 incluem condutores elétricos, revestimentos de equipamentos de processo químico, componentes arquitetônicos e peças que requerem conformação intensa para bens de consumo e industriais. Engenheiros escolhem o A1070 quando alta condutividade, excelente qualidade superficial e máxima conformabilidade com boa resistência à corrosão são prioritários em relação à resistência mecânica máxima.

O A1070 é selecionado em lugar de outras ligas quando são necessárias propriedades baseadas na pureza, como em aplicações elétricas ou de contato químico, ou onde é necessário conformação a frio complexa sem risco de fragilização por adições de liga. Também é preferido em aplicações que exploram sua compatibilidade com processos de revestimento, anodização e união, onde comportamento consistente e previsível é essencial.

Variantes de Têmpera

Têmpera	Nível de Resistência	Alongamento	Conformabilidade	Soldabilidade	Observações
O	Baixo	Alto (30–45%)	Excelente	Excelente	Totalmente recozido, máxima ductilidade e condutividade
H12	Baixo–Moderado	Moderado (20–30%)	Muito Boa	Excelente	Quarto duro por encruamento limitado
H14	Moderado	Moderado (15–25%)	Bom	Excelente	Têmpera meia-dura típica para conformação de chapas
H16	Moderado–Alto	Mais baixo (10–20%)	Regular	Excelente	Três quartos duro, usado onde seja necessário recuperar a forma (springback)
H18	Alto	Baixo (5–12%)	Limitada	Excelente	Totalmente duro por trabalho a frio extenso, ductilidade reduzida
H111	Baixo–Moderado	Moderado (20–30%)	Muito Boa	Excelente	Ligeiramente encruado com envelhecimento natural permitido

A escolha da têmpera afeta marcadamente o equilíbrio entre resistência e ductilidade no A1070; a têmpera recozida O oferece a melhor conformabilidade e a maior condutividade elétrica/térmica, enquanto as têmperas H trocam ductilidade por aumento incremental de resistência via trabalho a frio. O encruamento aumenta o limite de escoamento e a resistência à tração, porém reduz o alongamento e a conformabilidade; a escolha da têmpera deve estar alinhada com os processos de conformação e as exigências mecânicas do uso final.

Composição Química

Elemento	Faixa %	Observações
Si	≤ 0,25	Impureza; excesso pode reduzir a condutividade e aumentar inclusões de fundição/laminação
Fe	≤ 0,40	Impureza comum; forma intermetálicos que influenciam resistência e acabamento superficial
Mn	≤ 0,03	Mínimo; não é elemento de liga intencional nas ligas 1xxx
Mg	≤ 0,03	Impureza controlada; níveis maiores moveriam a liga para fora da série 1xxx
Cu	≤ 0,05	Menor, reduz resistência à corrosão em concentrações mais altas
Zn	≤ 0,03	Menor, geralmente não intencional
Cr	≤ 0,03	Traço; pode influenciar a estrutura de grãos se presente em maiores quantidades
Ti	≤ 0,02	Refinador de grão em pequenas quantidades quando adicionado intencionalmente
Outros (cada)	≤ 0,05; total ≤ 0,15	Outros resíduos incluem Ni, Pb, Bi; mantidos baixos para preservar condutividade e ductilidade

A composição quase pura do alumínio A1070 é deliberada: o conteúdo mínimo de liga preserva alta condutividade elétrica e térmica e proporciona excelente resistência à corrosão geral devido a uma película oxidada uniforme e aderente. Impurezas em traço (Fe, Si) produzem partículas intermetálicas discretas que elevam ligeiramente a resistência, mas podem afetar acabamento superficial, conformabilidade e condutividade quando presentes em maiores quantidades.

Propriedades Mecânicas

O A1070 apresenta comportamento clássico de alumínio macio à tração: a condição recozida oferece baixos limites de escoamento e resistência à tração com alto alongamento, enquanto o trabalho a frio (têmperas H) aumenta esses limites em detrimento da ductilidade. O limite de escoamento é gradual e não definido bruscamente em alumínio muito puro; engenheiros devem usar o limite de escoamento a 0,2% de offset para projeto e considerar a variabilidade devido à bitola e histórico de processamento.

Os valores de dureza são baixos na têmpera O e aumentam proporcionalmente com o trabalho a frio. O desempenho à fadiga é limitado pela baixa resistência e alta propensão a trincas iniciadas na superfície sob cargas reversas; porém, a ductilidade da liga retarda a iniciação de trincas quando as peças têm bom acabamento e estão livres de entalhes. Espessura e condição superficial influenciam significativamente as propriedades mecânicas, com bitolas mais finas tipicamente apresentando resistências maiores após laminação a frio e melhor homogeneidade do material.

Propriedade	O/Recozido	Têmpera Chave (ex.: H14)	Observações
Resistência à Tração	65–95 MPa típico	95–145 MPa típico	Valores dependem da espessura e do nível de encruamento
Limite de Escoamento	30–60 MPa típico	60–120 MPa típico	Usar limite a 0,2% offset; trabalho a frio eleva o limite mais que a resistência máxima
Alongamento	30–45% típico	15–25% típico	Alongamento diminui com o aumento da têmpera; a bitola influencia os valores
Dureza	15–30 HB	25–45 HB	Dureza acompanha a têmpera e trabalho a frio; pode ser medida por Brinell ou Vickers

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor	Observações
Densidade	2,70 g/cm³	Típico para alumínio comercial, usado em cálculos de massa e resistência peso
Faixa de Fusão	660–657 °C (sólido ≈ 660 °C)	Faixa estreita de fusão típica de alumínio de alta pureza
Condutividade Térmica	≈ 220–235 W/m·K (temp. ambiente)	Entre as maiores para ligas de alumínio; excelente para dissipação térmica
Condutividade Elétrica	≈ 58–64 % IACS	Condutividade muito alta, próxima aos padrões do alumínio puro
Calor Específico	≈ 900 J/kg·K	Útil para cálculos de massa térmica em gerenciamento térmico
Coeficiente de Dilatação Térmica	≈ 23–24 ×10⁻⁶ /K (20–100 °C)	Coeficiente relativamente alto comparado a aços; importante para projeto de conjuntos

O perfil físico do A1070 o torna atraente onde transferência de calor ou condução elétrica são os principais critérios de projeto. Engenheiros devem considerar o coeficiente relativamente alto de dilatação térmica do alumínio ao unir componentes A1070 com materiais dissimilares para evitar tensões em juntas durante variações de temperatura.

Formas de Produto

Forma	Espessura/Dimensão Típica	Comportamento da Resistência	Têmperas Comuns	Observações
Chapa	0,2–6,0 mm	Resistência aumenta com laminação a frio	O, H12, H14, H16	Amplamente usada para estampagem profunda e produtos laminados
Placa	6–25 mm	Tendências similares; placas mais grossas podem ser menos trabalhadas a frio	O, H111	Menos comum devido ao foco da liga em aplicações de bitola fina
Extrusão	até seções transversais grandes	Propriedades da extrusão dependem do resfriamento e trabalho subsequente	O, H14	Limitado em comparação com ligas 6xxx, mas usado onde pureza é necessária
Tubo	Diversos diâmetros/paredes	Propriedades mecânicas semelhantes às da chapa com trabalho comparável	O, H14, H16	Bom para tubos soldados e estirados para uso químico ou arquitetônico
Barra/Vareta	Ø 2–200 mm	Usinabilidade e resistência variam com a têmpera	O, H14	Varetas usadas na fabricação de condutores e peças usinadas

A rota de processamento (laminação versus extrusão versus estiramento) afeta a estrutura final do grão e a anisotropia mecânica do A1070. A chapa fina beneficia mais da conformabilidade da liga para estampagem profunda e estampagem complexa, enquanto as extrusões são selecionadas onde a pureza na seção transversal e acabamento superficial são prioridades.

Graus Equivalentes

Norma	Grau	Região	Observações
AA	A1070	USA	Designação original da Aluminum Association para a liga 1070 de alta pureza
EN AW	AW-1070	Europa	Designação EN muito próxima; normas europeias podem estabelecer limites ligeiramente diferentes para impurezas
JIS	A1070	Japão	Norma japonesa geralmente equivalente, porém com tolerâncias de especificação locais
GB/T	1070	China	Norma chinesa equivalente na classificação; consultar tabelas locais para limites exatos de composição

As designações equivalentes entre normas pretendem representar o mesmo comportamento da família 1xxx de alta pureza, mas práticas de laminação e tolerâncias aceitáveis para impurezas podem variar conforme a norma. Ao especificar equivalentes entre normas, revise os limites químicos e mecânicos reais na especificação referenciada para garantir intercambiabilidade para propriedades críticas como condutividade ou qualidade superficial.

Resistência à Corrosão

A1070 apresenta excelente resistência à corrosão atmosférica geral devido a uma película estável e de formação rápida de óxido de alumínio que passiva a superfície. Em atmosferas rurais e industriais, a liga tem um desempenho muito bom e frequentemente supera séries ligadas onde impurezas ou partículas de segunda fase promovem corrosão localizada.

Em ambientes marinhos, A1070 possui boa resistência à corrosão uniforme, mas pode ser suscetível à corrosão por pite e por frestas em ambientes concentrados de cloretos, caso haja depósitos superficiais e privação de oxigênio. Trincas por corrosão sob tensão são incomuns em alumínio muito puro comparado a certas ligas tratado termicamente; contudo, componentes submetidos à tensão por tração em ambientes corrosivos com cloretos devem ser projetados de forma conservadora e testados.

Deve-se considerar a interação galvânica, pois A1070 é anódico em relação a muitos metais comuns (aços inoxidáveis, cobre, latão); ele corroerá preferencialmente quando acoplado eletricamente em eletrólito, a menos que seja eletricamente isolado. Comparado com séries 5xxx (Al-Mg), A1070 geralmente oferece condutividade superior e resistência geral à corrosão comparável, enquanto as ligas 5xxx podem ser mais resistentes à corrosão localizada em água do mar quando adequadamente ligadas.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

A1070 solda facilmente por processos comuns de fusão como TIG e MIG, utilizando proteção adequada e superfícies limpas; a soldagem não gera problemas significativos de endurecimento pois a liga não é tratável termicamente. Os arames de solda recomendados são aqueles que combinam ou ligeiramente ligam a junta (ex.: ER1100 para solda similar) ou arames Al-Mg para juntas marítimas onde se deseja resistência à corrosão aprimorada; a escolha deve considerar compatibilidade galvânica e aplicação da junta. O risco de trincas a quente é geralmente baixo, mas depende do projeto da junta, limpeza e impurezas residuais; a zona afetada pelo calor da solda não apresenta os mesmos problemas de amolecimento que ligas endurecidas por precipitação, uma vez que A1070 ganha resistência apenas por trabalho a frio.

Usinabilidade

A usinabilidade de A1070 é razoável, porém frequentemente inferior a algumas ligas forjadas devido à sua maciez e tendência a formar cavacos contínuos e pegajosos em condições de corte inadequadas. Ferramentas de metal duro com ângulo positivo e bons quebradores de cavaco, altas taxas de avanço e lubrificação/refrigeração eficaz melhoram o acabamento superficial e vida útil da ferramenta. Acabamento superficial e controle dimensional são tipicamente bons quando usados sistemas de ferramentas adequados, mas deve-se prever retração elástica e formação de rebarbas no planejamento do processo.

Conformabilidade

A conformabilidade no acabamento recozido temper O é excelente: A1070 é favorável para estamparia profunda, spinagem e dobra com raios de curvatura pequenos em relação a muitas ligas ligadas. Raios de dobra podem ser muito pequenos no temper O (às vezes inferiores a 1× espessura para deformação leve), mas aumentam nos tempers H à medida que o encruamento reduz a ductilidade. Para sequências complexas de conformação, comece no temper O ou aplique recozimentos intermediários para evitar trincas e manter tolerâncias rígidas.

Comportamento ao Tratamento Térmico

A1070 não é uma liga tratável termicamente; não responde a tratamentos de solubilização e envelhecimento artificial para produção de precipitados de endurecimento. Tentativas de “envelhecer” ligas 1xxx não geram os aumentos marcantes de dureza e resistência vistos nas ligas 2xxx–7xxx, portanto o processamento térmico é usado principalmente para recozimento e alívio de tensões.

O encruamento por deformação a frio é o método principal para melhorar a resistência, e esse efeito pode ser revertido ou reduzido pelo recozimento. O recozimento total é normalmente realizado em faixas de temperatura entre 350–415 °C para restaurar ductilidade e condutividade, seguido de resfriamento lento para evitar gradientes térmicos e distorções.

Desempenho em Alta Temperatura

A1070 perde resistência mecânica rapidamente ao aumentar a temperatura acima do ambiente; embora retenha alguma capacidade de carga até várias centenas de graus Celsius, limites práticos de projeto para rigidez estrutural e resistência normalmente ficam abaixo de 100–150 °C para serviço contínuo. A oxidação em temperaturas elevadas produz uma camada de óxido mais espessa que geralmente permanece protetiva, mas a escamação e o amolecimento podem limitar a adequação para serviço prolongado em alta temperatura.

Regiões soldadas e zonas afetadas pelo calor não sofrem amolecimento relacionado ao envelhecimento, porém apresentarão limite de escoamento reduzido em relação ao material base encruado caso o componente dependa do encruamento para resistência. Para exposições intermitentes a altas temperaturas, projetistas devem avaliar fluência e redução do módulo para desempenho a longo prazo.

Aplicações

Indústria	Componente Exemplos	Por que Usar A1070
Elétrica	Barras coletoras, condutores, folhas	Alta condutividade elétrica e boa conformabilidade
Processamento químico	Revestimentos, tanques, conexões	Pureza e resistência à corrosão a muitos produtos químicos
Arquitetura	Revestimentos decorativos, fachadas	Qualidade do acabamento superficial, conformabilidade, resistência à corrosão
Bens de consumo	Panelas, componentes de utensílios	Condutividade térmica e aparência superficial
Eletrônica	Dissipadores de calor, blindagens EMI	Alta condutividade térmica/eléctrica e leveza

A1070 é preferida onde a combinação de pureza, condutividade e conformabilidade possibilita fabricação confiável e de baixo custo de formas complexas. A capacidade da liga de aceitar tratamentos superficiais como anodização e sua resposta consistente em operações de conformação e união a tornam uma escolha prática em múltiplos setores.

Diretrizes para Seleção

A1070 é uma excelente escolha quando condutividade elétrica ou térmica e máxima conformabilidade são mais importantes que a resistência mecânica máxima; escolha-a para condutores, elementos dissipadores de calor e componentes estampados profundos. Comparada com ligas de alumínio comercialmente puro como 1100, A1070 geralmente oferece pureza mínima maior e condutividade ligeiramente melhor com conformabilidade similar, trocando reforço desprezível por propriedades condutivas aprimoradas.

Comparada com ligas encruadas como 3003 ou 5052, A1070 frequentemente proporciona condutividade elétrica superior e às vezes melhor ductilidade, enquanto 3003/5052 oferecem maior resistência no estado encruado e melhor resistência a certos tipos de corrosão localizada. Comparada com ligas estruturais tratáveis termicamente como 6061 ou 6063, A1070 é escolhida quando conformabilidade, condutividade, desempenho à corrosão e menor custo são mais importantes que as maiores resistências máximas alcançáveis em ligas endurecidas por precipitação.

Ao decidir, equilibre prioridades de condutividade, conformabilidade e acabamento superficial com os requisitos de resistência e disponibilidade; especifique tempera O para conformação complexa e tempers H quando for necessário aumento incremental de resistência por encruamento, confirmando os limites padrão para condutividade e impurezas em serviços elétricos ou químicos críticos.

Resumo Final

A1070 permanece relevante pois combina pureza muito alta de alumínio com excelente conformabilidade, condutividade térmica e elétrica e desempenho consistente na corrosão, tornando-a ideal para aplicações onde esses atributos são priorizados em relação à alta resistência mecânica. Seu comportamento previsível em conformação, união e acabamento superficial mantém-na como material amplamente utilizado em aplicações elétricas, químicas, arquitetônicas e de gerenciamento térmico.