Alumínio A384: Composição, Propriedades, Guia de Têmpera e Aplicações

Visão Geral Completa

A384 é classificada dentro da série 3xxx de ligas de alumínio, uma família caracterizada pelo manganês como principal elemento de liga. Trata-se de uma liga forjada de Al‑Mn projetada para um equilíbrio entre resistência moderada, excelente formabilidade e boa resistência à corrosão, sendo fortalecida principalmente por encruamento e não por tratamentos térmicos convencionais.

Os principais elementos de liga típicos em A384 incluem manganês como aditivo intencional para resistência e estabilidade de grão, com baixos teores de silício, ferro, cobre e elementos traço. A liga oferece uma combinação previsível de resistência à tração moderada, boa ductilidade, soldabilidade favorável e ampla capacidade de conformação a frio, adequada para produtos em chapa, placa e extrudados.

A384 é utilizada em indústrias que exigem peças de alumínio facilmente formadas, com resistência e resistência à corrosão razoáveis, como componentes para construção, HVAC, painéis para transporte leve e aplicações arquitetônicas em geral. Engenheiros escolhem A384 quando formabilidade e soldabilidade são prioridades em relação à máxima resistência por envelhecimento, e quando uma liga Al‑Mn econômica e amplamente disponível é apropriada.

A liga é frequentemente preferida em relação a graus de alumínio mais puros por sua maior resistência mecânica, e em comparação com certas ligas da série 5xxx ou ligas tratáveis termicamente quando são necessárias maior facilidade de conformação a frio, menor custo e comportamento específico de corrosão em detrimento da maior resistência possível. Seu comportamento previsível em laminação, conformação e união torna-a uma escolha pragmática para fabricação em larga escala.

Variantes de Estado de Força (Temper)

Estado	Nível de Resistência	Alongamento	Formabilidade	Soldabilidade	Observações
O	Baixo	Alto	Excelente	Excelente	Estado recozido, máxima ductilidade e formabilidade
H12	Baixo–Médio	Moderado	Muito Bom	Excelente	Encruado parcialmente por trabalho a frio limitado
H14	Médio	Moderado–Baixo	Bom	Excelente	Estado comercial comum para resistência moderada
H16	Médio	Moderado	Bom	Excelente	Encruado para resistência maior que H14
H18	Médio–Alto	Baixo–Moderado	Regular–Bom	Excelente	Trabalho a frio mais intenso, alongamento reduzido
H22	Médio	Moderado	Bom	Excelente	Encruado e estabilizado por alívio de tensões
H24	Médio–Alto	Baixo–Moderado	Regular	Excelente	Encruado e parcialmente recozido para formabilidade
H32	Médio	Moderado	Bom	Excelente	Encruado e estabilizado por tratamento térmico controlado

O estado de força (temper) exerce influência direta e previsível nas propriedades do A384, pois a liga não é tratável termicamente e depende da densidade de discordâncias introduzida pelo trabalho a frio. À medida que os estados avançam de O para H18/H24, aumentam a resistência à tração e ao escoamento, enquanto diminuem alongamento e formabilidade, com os estados H escolhidos para equilibrar as necessidades de conformação com a resistência exigida em serviço.

Na fabricação e seleção, a escolha do estado de força é uma compensação: O ou H12 são preferidos para estampagem profunda e operações severas de conformação, enquanto a série H14–H18 é especificada onde se requer maior resistência na condição de fabricação ou melhor estabilidade dimensional, sem recorrer a uma classe de liga diferente.

Composição Química

Elemento	Faixa %	Observações
Si	0,10–0,60	Silício mantido baixo; melhora fluidez em ligas fundidas mas aqui minimizado para preservar ductilidade
Fe	0,20–0,70	Elemento impureza que pode reduzir ductilidade e aumentar intermetálicos
Mn	0,60–1,50	Principal elemento de reforço e controle de recristalização para ligas 3xxx
Mg	0,05–0,20	Minoritário; pode contribuir para resistência quando presente, mas mantido baixo para preservar formabilidade
Cu	0,05–0,20	Limitado; pequenas quantidades aumentam resistência mas podem reduzir resistência à corrosão
Zn	0,05–0,20	Tipicamente baixo; níveis maiores podem aumentar resistência mas aumentam risco de corrosão sob tensão
Cr	0,01–0,10	Traço; melhora a estrutura do grão e auxilia no controle de recristalização
Ti	0,01–0,10	Refinador de grão em algumas rotas produtivas
Outros	Equilíbrio para 100 (residuais)	Elementos traço e resíduos controlados em níveis baixos para propriedades consistentes

A química do A384 é centrada no manganês para fortalecimento por discordância e estabilidade de grão, enquanto baixas concentrações de silício, ferro e cobre são toleradas como resíduos ou modificadores menores de desempenho. Pequenas variações no teor de Mn e Cu afetam materialmente o limite de escoamento, comportamento de encruamento e resistência à corrosão; portanto, o controle da composição é fundamental para desempenho consistente em chapas e extrudados.

Propriedades Mecânicas

A384 apresenta um comportamento à tração típico de ligas Al‑Mn não tratáveis termicamente: resistência à tração final moderada com limite de escoamento relativamente baixo no estado recozido, e aumento substancial no limite de escoamento e resistência com trabalho a frio. O alongamento da liga é alto no estado O mas cai significativamente conforme os estados H aumentam a densidade de discordâncias; os projetistas devem considerar a redução da reserva de conformação nos estados H18/H24.

A dureza correlaciona-se com o estado e o encruamento: material recozido apresenta dureza baixa e boa ductilidade sem formação de cavacos, enquanto condições endurecidas atingem valores de dureza substancialmente maiores que influenciam desgaste e acabamento superficial. O desempenho à fadiga é aceitável para cargas cíclicas moderadas; a vida à fadiga é sensível às condições de superfície, encruamento e tensões residuais introduzidas por conformação ou soldagem.

A espessura e a forma do produto influenciam a resposta mecânica: chapas finas são facilmente encruadas e podem alcançar maior resistência na condição fabricada via laminação a frio, enquanto placas ou extrusões mais espessas possuem microestruturas mais grossas e menor encruamento atingível por passe de processamento. Projetistas devem especificar estado e espessura conjuntamente para garantir margens estáticas e de fadiga exigidas.

Propriedade	O/Recozido	Estado Chave (H14)	Observações
Resistência à Tração	~90–120 MPa	~160–200 MPa	Resistência H14 depende do nível de encruamento e espessura
Limite de Escoamento	~30–50 MPa	~100–140 MPa	Limite de escoamento cresce mais rápido que a resistência final com o encruamento
Alongamento	~30–40%	~8–18%	Alongamento diminui com o aumento de encruamento
Dureza (HB)	~25–40 HB	~55–75 HB	A dureza acompanha aproximadamente as propriedades de tração conforme o estado

Valores são faixas indicativas para espessuras comerciais comuns e práticas de produção; fornecedores devem ser consultados para dados certificados de ensaio de fábrica para formas e estados específicos do produto.

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor	Observações
Densidade	2,70 g/cm³	Típica para ligas de alumínio forjadas; útil para cálculo de peso
Faixa de Fusão	~640–660 °C	Faixa prática de trabalho, solidus próximo ao ponto de fusão do Al puro
Condutividade Térmica	~130–150 W/m·K	A liga reduz a condutividade térmica do Al puro mas mantém valor alto para dissipação de calor
Condutividade Elétrica	~25–35 % IACS	Inferior ao Al puro; condutividade varia com encruamento e composição
Calor Específico	~0,90 J/g·K	Valor aproximado para cálculos de massa térmica
Coeficiente de Dilatação Térmica	~23–24 µm/m·K	Coeficiente linear adequado para juntas com outros metais estruturais se considerado

As propriedades físicas do A384 o tornam bom candidato para aplicações que exigem construção leve com desempenho térmico razoável. A condutividade térmica é elevada comparada a aços, tornando A384 preferível para componentes dissipadores de calor, e o coeficiente de dilatação térmica deve ser considerado quando montado junto a materiais com taxas de expansão significativamente diferentes.

A condutividade elétrica é moderada, portanto A384 não é primeira escolha para barramentos elétricos de alta eficiência, mas pode ser usado onde os atributos mecânicos são mais importantes que a máxima condutividade. Densidade e calor específico são usados diretamente em cálculos de rigidez e massa térmica para sistemas estruturais e térmicos.

Formas do Produto

Forma	Espessura/Tamanho Típico	Comportamento da Resistência	Têmperes Comuns	Observações
Chapa	0,2–6,0 mm	Resistência aumenta com laminação a frio	O, H12, H14, H24	Produzida em larga escala; usada para painéis, envelopes e componentes HVAC
Placa	6–25 mm	Menor trabalho a frio por espessura; resistência moderada	O, H22, H32	Peças estruturais mais pesadas e placas de freio/cobertura
Extrusão	Dependente do perfil	Resistência varia com o TÊMPER e razão de extrusão	O, H14, H18	Perfis para estrutura arquitetônica e canais
Tubo	Ø6–200 mm	Desenho a frio ou extrusão impactam a resistência final	O, H14	Usado para dutos, tubos estruturais e móveis
Barra / Haste	Ø3–60 mm	Menor endurecimento por deformação alcançável; depende do desenho	O, H12, H14	Fixadores, componentes formados e peças usinadas

O método de processamento e a forma do produto determinam as propriedades alcançáveis: chapa se beneficia da laminação e trabalho a frio pós-laminação para atingir têmperes H, enquanto extrusões e barras dependem da taxa de resfriamento da extrusão e do trabalho a frio subsequente para desenvolver resistência. A espessura da placa limita a taxa de trabalho a frio e, portanto, o máximo têmper H normalmente prático.

As aplicações devem especificar forma do produto, têmper e acabamento superficial em conjunto, pois desempenho em conformação, soldagem e fadiga são determinados conjuntamente por esses parâmetros. Por exemplo, painéis conformados por estampagem profunda geralmente são fornecidos em têmper O ou H12 em vez de H18 para preservar a ductilidade.

Graus Equivalentes

Norma	Grau	Região	Observações
AA	A384	USA	Designação na base de dados AA para esta composição de alumínio Al-Mn
EN AW	AW‑3xxx (mais próximo)	Europa	Não há correspondência um a um; AW‑3003/AW‑3004 são os equivalentes comerciais mais próximos
JIS	A3003 (mais próximo)	Japão	Ligas da série JIS A3003 são graus Al-Mn forjados semelhantes
GB/T	Série 3xxx (mais próximo)	China	Normas chinesas listam ligas Al-Mn comparáveis à família 3003

Frequentemente não existe referência exata 1:1 porque têmper, limites de impurezas e especificações de processamento variam entre normas e fornecedores. Engenheiros devem comparar limites químicos certificados, tabelas de propriedades mecânicas e certificados de processo em vez de confiar apenas no nome nominal do grau ao substituir materiais.

Ao converter entre normas, preste atenção aos níveis permitidos de impurezas (Fe, Si), têmperes obrigatórios e práticas de ensaio; essas diferenças podem afetar o comportamento à corrosão e a conformabilidade em aplicações críticas.

Resistência à Corrosão

A384 apresenta boa resistência geral à corrosão atmosférica típica de ligas de alumínio com teor moderado de cobre e zinco. Em atmosferas urbanas e industriais, forma uma película protetora de óxido que limita corrosão generalizada, e tratamentos superficiais leves ou revestimentos conversivos podem melhorar significativamente a aparência e desempenho a longo prazo.

Em ambientes marinhos ou com alto teor de cloretos, A384 tem desempenho adequado para aplicações protegidas ou expostas periodicamente, mas não é tão resistente quanto ligas especializadas 5xxx (Al-Mg) ou séries 6xxx com controle de Cu. Pitting localizado pode ocorrer em superfícies ásperas ou danificadas, portanto revestimentos protetores, anodização ou medidas de projeto catódico são recomendados para longa vida útil em exposição agressiva a água salgada.

A suscetibilidade à cracking por corrosão sob tensão (SCC) é baixa para ligas Al-Mn como A384 comparada a ligas Al-Cu ou Al-Zn-Mg de alta resistência, mas esforços residuais elevados combinados com meios corrosivos devem ser evitados. Interações galvânicas com metais mais nobres, como aço inoxidável, podem acelerar corrosão local da A384; isolamento e seleção apropriada de fixadores são considerações importantes no projeto.

Comparada a outras famílias de ligas, A384 sacrifica um pouco de desempenho à corrosão frente às ligas 5xxx e a capacidade de envelhecimento para alta resistência das famílias 6xxx/7xxx. Sua resistência equilibrada e conformabilidade fazem dela uma escolha comum para aplicações arquitetônicas e HVAC onde manutenção frequente é indesejada.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

A384 solda muito bem usando processos comuns de fusão como TIG (GTAW) e MIG (GMAW) com arames de adição convencionais para alumínio como ER4043 (Al-Si) ou ER5356 (Al-Mg) dependendo das propriedades pós-soldagem requeridas. Zonas afetadas pelo calor (ZAC) não apresentam amolecimento dramático visto que a liga não é tratável termicamente, mas controle cuidadoso de distorção e compatibilidade do metal de adição é necessário para evitar problemas galvânicos ou corrosivos nas soldas.

O risco de trincas quentes é baixo em relação a ligas tratáveis de alta resistência, mas pode ocorrer se metais de adição ou projetos de junta inadequados aprisionarem tensões e retração de solidificação. Pré-aquecimento raramente é necessário para chapas finas, mas seções pesadas restritas podem se beneficiar de controle da temperatura entre passes para minimizar tensões residuais.

Usinabilidade

Usinar A384 é simples com ferramentas convencionais de metal duro ou aço rápido. Seu índice de usinabilidade é inferior ao latão de usinagem livre ou algumas ligas de alumínio com chumbo, porém aceitável para a maioria das aplicações industriais. Práticas recomendadas incluem velocidades de corte moderadas, ferramentas com raio positivo e boa evacuação de cavacos para evitar aresta construída e endurecimento superficial.

Acabamento superficial e precisão dimensional são alcançáveis com avanços padrão, mas deve-se prever retorno elástico e formação de cavacos dúcteis. Quando usados têmperes H de maior dureza, aumentam as taxas de desgaste da ferramenta e estratégias de refrigeração devem ser ajustadas.

Conformabilidade

A conformabilidade de A384 é excelente nos têmperes O e com leve trabalho a frio, permitindo estampagem profunda, bainhamento e operações complexas de dobra. Raios mínimos de curvatura dependem do têmper e da espessura, tipicamente 1–3× a espessura para têmper O e aumentam para têmperes H; testes empíricos ou simulações por elementos finitos devem ser usados para peças complexas.

O trabalho a frio aumenta a resistência, mas reduz a reserva de conformação; recozimento intermediário está disponível para restaurar a ductilidade se forem necessárias múltiplas etapas de conformação. Retorno elástico é previsível e gerenciável com projeto adequado de matriz e controle de processo.

Comportamento ao Tratamento Térmico

Sendo uma liga da série 3xxx, A384 é uma liga não tratável termicamente e não responde a tratamentos de solubilização e envelhecimento para aumentar significativamente a resistência. A aplicação de tratamentos T não produzirá o endurecimento por precipitação observado nas famílias Al-Mg-Si ou Al-Cu.

A resistência é desenvolvida e controlada pelo trabalho mecânico (laminação a frio, desenho) e têmperes H subsequentes. O recozimento (amolecimento total para têmper O) é obtido aquecendo acima da temperatura de recristalização (tipicamente na faixa de 330–420 °C dependendo do tamanho da seção e condição da liga) seguido de resfriamento controlado para obter uma microestrutura totalmente recristalizada.

Tratamentos de estabilização, como exposição térmica leve (ex.: H32), podem ser usados para aliviar tensões residuais sem recozer totalmente o material. Para peças com dimensões críticas, ciclos de alívio de tensão devem ser validados, pois podem alterar propriedades mecânicas sutilmente.

Desempenho em Alta Temperatura

A384 mantém propriedades mecânicas utilizáveis em temperaturas elevadas modestas, mas sofre perda progressiva de resistência com o aumento da temperatura. Acima de ~100–150 °C, exposição prolongada produz reduções mensuráveis no limite de escoamento e resistência à tração devido a recuperação e amolecimento da estrutura trabalhada a frio.

A oxidação é mínima comparada a ligas ferrosas graças à película protetora de óxido de alumínio, mas em temperaturas elevadas podem ocorrer escamação superficial e fragilização por reações superficiais se estiverem presentes ambientes agressivos. Para serviço contínuo acima de 150 °C, os projetistas devem validar o comportamento à fluência e considerar ligas especificamente desenvolvidas para estabilidade em alta temperatura.

Juntas soldadas expostas a altas temperaturas requerem atenção ao comportamento da ZAC; como a liga não é tratável termicamente, o amolecimento da zona afetada é limitado, mas a exposição térmica pode relaxar o trabalho a frio e reduzir resistência localizada, impactando trajetórias de carga.

Aplicações

Indústria	Componente Exemplo	Por que A384 é Usada
Automotiva	Painéis internos, escudos térmicos	Boa conformabilidade, soldabilidade e custo eficiente
Marinha	Dutos, invólucros não estruturais	Resistência à corrosão em ambientes atmosféricos marinhos
Aeroespacial	Fixações não críticas, fairings	Relação resistência-peso e facilidade de conformação para estruturas secundárias
Eletrônica	Chassis, dissipadores térmicos	Condutividade térmica e boa manufaturabilidade
Construção & Edificações	Telhados, revestimentos, calhas	Resistência às intempéries, conformabilidade e facilidade de acabamento

A combinação de conformabilidade, soldabilidade e resistência moderada da A384 a torna adequada para uma ampla gama de componentes não sujeitos a altas tensões em diversas indústrias. É mais comumente utilizada onde são requeridos conformação complexa, acabamento superficial e resistência à corrosão com custo razoável.

Informações para Seleção

Escolha o A384 quando seu projeto priorizar alta conformabilidade a frio, boa soldabilidade e resistência moderada, com ampla disponibilidade e baixo custo. É ideal para componentes estampados ou trefilados, elementos arquitetônicos e fabricação geral onde resistência extrema à tração não é necessária.

Comparado ao alumínio comercialmente puro (1100), o A384 troca um pouco da condutividade elétrica e térmica e uma leve redução na ductilidade do metal puro por um aumento significativo na resistência e melhor estabilidade dimensional durante a conformação. Em relação a outras ligas encruadas como 3003 ou 5052, o A384 está em uma faixa semelhante de conformabilidade e resistência à corrosão, mas geralmente é selecionado quando a combinação específica de endurecimento por Mn e a disponibilidade do fornecedor atendem às necessidades do projeto.

Em comparação com ligas tratáveis termicamente como 6061 ou 6063, o A384 é escolhido quando a facilidade de conformação e soldagem, e o menor custo do material são mais importantes que a necessidade de maior resistência máxima por envelhecimento. Se a resistência estática ou à fadiga de longo prazo for obrigatória, uma família tratável termicamente pode ser preferida, apesar da complexidade maior na fabricação.

Resumo Final

O A384 continua sendo uma liga trabalhada de Al‑Mn relevante e amplamente utilizada porque entrega de forma confiável um