Alumínio EN AW-1200: Composição, Propriedades, Guia de Têmpera e Aplicações
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Visão Abrangente
EN AW-1200 faz parte da série 1xxx de ligas de alumínio forjado, representando alumínio comercialmente puro com teor mínimo de alumínio tipicamente em torno de 99,0%. A família 1xxx é caracterizada por um conteúdo muito baixo de elementos de liga e é classificada como não tratável termicamente; a resistência mecânica é obtida principalmente por endurecimento por deformação (encruamento) e não por endurecimento por precipitação.
Os principais elementos de liga e impurezas no EN AW-1200 incluem ferro e silício como os principais residuais, com níveis traço de cobre, manganês, magnésio, zinco, cromo e titânio. Estes elementos menores influenciam a conformabilidade, condutividade e estrutura do grão, mas não criam fases de fortalecimento significativas, como ocorre em sistemas ligados.
As características chave do EN AW-1200 são excelente condutividade elétrica e térmica, muito boa resistência à corrosão em muitos ambientes, ductilidade e conformabilidade excepcionais no estado recozido e excelente soldabilidade. Sua resistência mecânica é baixa em relação aos graus de alumínio ligados, mas sua maleabilidade e alta trabalhabilidade o tornam útil onde conformação, condutividade ou união são os principais requisitos de projeto.
Indústrias típicas que utilizam EN AW-1200 incluem elétrica e eletrônica (barras coletoras, lâminas, conectores), equipamentos para processos químicos, componentes arquitetônicos, embalagens e folhas finas, além de alguns componentes de transporte onde resistência à corrosão e conformabilidade têm prioridade sobre alta resistência. Engenheiros escolhem EN AW-1200 quando a alta condutividade, superior conformabilidade, baixo custo e fabricação simples são prioridades acima da resistência mecânica máxima.
Variantes de Têmpera
| Têmpera | Nível de Resistência | Alongamento | Conformabilidade | Soldabilidade | Observações |
|---|---|---|---|---|---|
| O | Baixa | Alta | Excelente | Excelente | Recozido total, ductilidade e condutividade máximas |
| H12 | Baixa–Média | Média | Muito Boa | Excelente | Endurecimento parcial por deformação, mantém boa conformabilidade |
| H14 | Média | Média | Boa | Excelente | Têmpera comercial comum meio endurecida para resistência moderada |
| H16 | Média–Alta | Menor | Regular | Excelente | Têmpera para resistência maior com ductilidade reduzida |
| H18 | Alta | Baixa | Limitada | Excelente | Fortemente endurecida por deformação, capacidade de conformação limitada |
| H22 | Baixa–Média | Média | Muito Boa | Excelente | Estabilizada por tratamento térmico após trabalho a frio |
| H24 | Média | Média | Boa | Excelente | Endurecida por deformação e parcialmente recozida para estabilizar propriedades |
| H26 | Média–Alta | Menor | Regular | Excelente | Maior resistência por meio de maior trabalho a frio |
| H111 | Baixa–Média | Boa | Muito Boa | Excelente | Levemente trabalho a frio com propriedades controladas |
A têmpera do EN AW-1200 controla a resistência principalmente pelo grau de trabalho a frio aplicado durante o processamento. Material recozido (O) oferece a melhor ductilidade e maior condutividade, enquanto as têmperas da série H trocam ductilidade e conformabilidade por aumento de resistência à tração e escoamento através do endurecimento por deformação.
A soldabilidade permanece excelente em todas as têmperas porque a liga é essencialmente alumínio puro, mas a reversibilidade do trabalho a frio e o amolecimento local em torno das zonas afetadas pelo calor da solda devem ser considerados ao selecionar uma têmpera para componentes conformados ou submetidos a carga.
Composição Química
| Elemento | Faixa % | Observações |
|---|---|---|
| Al | Balanceamento (~99,0) | Elemento principal; restante após impurezas. |
| Si | ≤ 0,30 (níveis traço típicos 0,03–0,15) | Resíduo da produção; pode melhorar ligeiramente a fluidez. |
| Fe | ≤ 0,60 (típico 0,20–0,50) | Principal elemento residual; afeta modestamente a estrutura do grão e resistência. |
| Mn | ≤ 0,05 | Muito baixo; efeito de fortalecimento negligenciável nestes níveis. |
| Mg | ≤ 0,03 | Mínimo, não provoca envelhecimento nesta liga. |
| Cu | ≤ 0,05 | Baixos níveis; pode reduzir ligeiramente a resistência à corrosão se presente. |
| Zn | ≤ 0,05 | Traço apenas; efeito de fortalecimento negligenciável. |
| Cr | ≤ 0,05 | Traço, pode influenciar a estabilidade do grão no processamento. |
| Ti | ≤ 0,03 | Frequentemente usado como refinador de grão; presente em quantidades traço. |
| Outros | ≤ 0,15 total | Inclui outros resíduos como Ni, V, Sn, etc. |
O desempenho do EN AW-1200 é dominado pelo alto teor de alumínio; os elementos de impurezas listados são controlados em máximos baixos para que a condutividade elétrica e térmica permaneça alta e a ductilidade seja preservada. Adições traço ou resíduos influenciam a recristalização, tamanho do grão e acabamento superficial durante laminação e conformação, mas não produzem o comportamento de endurecimento por precipitação observado nas ligas séries 2xxx–7xxx.
Propriedades Mecânicas
EN AW-1200 apresenta comportamento à tração característico do alumínio comercialmente puro: resistência à tração relativamente baixa com alongamento acentuado até a fratura na condição recozida e aumento previsível da resistência com trabalho a frio. O limite de escoamento é baixo na condição O, mas aumenta substancialmente e de forma controlável com as têmperas H, permitindo que projetistas ajustem as propriedades via deformação a frio. O alongamento é excelente na têmpera O (frequentemente acima de 20–30%, dependendo da bitola) e diminui conforme o encruamento aumenta.
A dureza no EN AW-1200 é baixa em comparação com séries de ligas; valores típicos de dureza Brinell situam-se na faixa baixa dos 20 HB no material recozido e aumentam modestamente com as têmperas H. O desempenho à fadiga é aceitável para muitas aplicações cíclicas, mas inferior ao dos alumínios endurecidos por deformação ou ligados; a resistência à fadiga melhora com o trabalho a frio, mas é limitada pela ausência de endurecimento por precipitação. Espessura e bitola influenciam os valores mecânicos: bitolas mais finas frequentemente apresentam resistência aparente maior devido ao trabalho a frio induzido no processamento e camadas endurecidas superficiais.
| Propriedade | O/Recozido | Têmpera Chave (ex.: H14) | Observações |
|---|---|---|---|
| Resistência à Tração | ~60–110 MPa | ~110–160 MPa | Valores variam com espessura e têmpera exata; têmperas H aproximadamente dobram resistência comparado ao O. |
| Limite de Escoamento | ~25–60 MPa | ~70–120 MPa | Limite de escoamento aumenta com trabalho a frio; valores em O são muito baixos. |
| Alongamento | ~25–40% | ~8–20% | Alta ductilidade no O; reduzida progressivamente pelo encruamento. |
| Dureza | ~15–30 HB | ~30–45 HB | Dureza geral baixa; aumenta com grau de trabalho a frio. |
Propriedades Físicas
| Propriedade | Valor | Observações |
|---|---|---|
| Densidade | 2,71 g/cm³ | Padrão para alumínio; útil para cálculos de massa e rigidez. |
| Faixa de Fusão | ~650–660 °C | Fusão em fase única próxima ao ponto do alumínio puro. |
| Condutividade Térmica | ~220–240 W/m·K (a 20 °C) | Muito alta, próxima do alumínio puro; excelente para aplicações de dissipação de calor. |
| Condutividade Elétrica | ~55–63 % IACS | Alta condutividade elétrica torna a liga adequada para condutores e barras coletoras. |
| Calor Específico | ~0,90 kJ/kg·K (0,214 kcal/kg·°C) | Boa capacidade térmica útil em projetos térmicos. |
| Coeficiente de Dilatação Térmica | ~23–24 µm/m·K (20–100 °C) | Dilatação típica do alumínio; deve ser considerada em montagens. |
As propriedades físicas do EN AW-1200 refletem sua composição quase pura e o tornam atraente para gestão térmica e aplicações elétricas. Projetistas que exploram condutividade ou estruturas leves beneficiam-se da combinação da liga entre baixa densidade, alta condutividade térmica/eléctrica e expansão térmica gerenciável.
Como a faixa de fusão e o comportamento de oxidação são os do alumínio quase puro, o processamento (ex.: brasagem, soldagem ou solda forte) segue a prática estabelecida para Al de alta pureza; fluxos corretos e preparação da superfície são críticos para juntas otimizadas.
Formas dos Produtos
| Forma | Espessura/Tamanho Típico | Comportamento de Resistência | Temperos Comuns | Observações |
|---|---|---|---|---|
| Chapa | 0,15 mm – 6 mm | Resistência varia conforme tempero e redução a frio | O, H12, H14, H24 | Amplamente utilizada para revestimentos, folha e painéis arquitetônicos |
| Placa | >6 mm – 30+ mm | Menor fortalecimento por trabalho a frio em placas grossas | O, H22 | Seções mais espessas mantêm menor resistência, salvo se significativamente laminadas |
| Extrusão | Perfis até grandes seções transversais | Resistência depende do trabalho a frio subsequente | O, H111, H14 | Extrusões usadas em armações, barramentos e componentes arquitetônicos |
| Tubo | Tubos de parede fina e espessa | Propriedades mecânicas típicas semelhantes às chapas de tempero comparável | O, H16, H18 | Formados por laminação e soldagem ou produção sem costura |
| Barra/Verga | Vários diâmetros | Resistência afetada por trefilação/trabalho a frio | O, H12, H14 | Utilizadas para vergalhões condutores, fixadores e componentes usinados |
Chapas e produtos de calibre fino são as formas mais comuns para EN AW-1200 devido à sua alta conformabilidade e condutividade. Placas e seções estruturais são usados quando resistência à corrosão ou facilidade de soldagem é requerida e as exigências de resistência são modestas. Extrusões e barras trefiladas podem ser fornecidas em temperos que preservam a conformabilidade ou que conferem resistência útil por encruamento para componentes montados.
As diferenças no processamento (reduções por laminação, recozimentos, resfriamento controlado) influenciam fortemente o acabamento superficial, a estrutura do grão e as propriedades direcionais. Especificar tempero, espessura e operações de conformação pretendidas antecipadamente garante que a usina forneça produto que atenda às necessidades de conformação e união com retrabalho mínimo a jusante.
Graus Equivalentes
| Norma | Grau | Região | Observações |
|---|---|---|---|
| AA | 1200 | Internacional / EUA | Alumínio comercialmente puro laminado 1200; equivalente ao EN AW-1200. |
| EN AW | 1200 | Europa | Designação padrão EN para a mesma liga laminada. |
| JIS | Equivalentes A1200 / A1050 | Japão | JIS possui graus de alumínio puro similares; designação e composição exatas devem ser confirmadas. |
| GB/T | 1A00 (ex.: série 1200) | China | Normas chinesas classificam alumínio comercialmente puro similar; verificar a especificação específica. |
As designações equivalentes correspondem à mesma classe fundamental do material — alumínio comercialmente puro com limites de impurezas semelhantes —, mas normas regionais podem variar nos níveis máximos exatos de impurezas, requisitos de certificação e temperos disponíveis. Engenheiros devem verificar o número da chapa/placa da norma referida e os certificados de ensaios químicos e mecânicos do fornecedor ao substituir graus entre regiões.
Resistência à Corrosão
EN AW-1200 oferece excelente resistência à corrosão atmosférica devido à formação de uma película estável e protetora de óxido de alumínio. Na maioria das atmosferas rurais e urbanas, a liga tem bom desempenho, resistindo à corrosão uniforme e a muitos poluentes comuns.
Em ambientes marinhos e ricos em cloretos, ligas 1xxx mostram boa resistência à corrosão geral, porém são suscetíveis a corrosão localizada (ataques por pites) em condições estagnadas e altamente concentradas de cloretos. A ausência de cobre e outros elementos ativos de liga ajuda a reduzir a suscetibilidade à corrosão localizada em relação a algumas ligas das séries 2xxx ou 7xxx.
A fratura por corrosão sob tensão é incomum em graus de alumínio comercialmente puro como o EN AW-1200, pois não existem fases precipitadas que promovam SCC; no entanto, projetistas devem evitar tensões residuais de tração e acoplamentos galvânicos com metais mais nobres sem isolamento adequado. Interações galvânicas com aço inoxidável, cobre ou titânio colocam o EN AW-1200 como anódico e aceleram a corrosão se não isolado eletricamente.
Comparado às famílias de ligas: ligas 1xxx oferecem resistência superior à corrosão de metais puros e alta condutividade, séries 3xxx/5xxx fornecem força similar ou maior com boa resistência à corrosão, e ligas 6xxx/7xxx oferecem resistência mais alta, porém frequentemente com maior suscetibilidade a modos específicos de corrosão localizada.
Propriedades de Fabricação
Soldabilidade
EN AW-1200 solda facilmente com processos comuns de fusão como TIG e MIG/MAG, além de suportar brasagem e soldagem por resistência. Por ser basicamente alumínio puro, o risco de trincas a quente é mínimo, mas as soldas podem apresentar amolecimento nas regiões afetadas pelo calor (HAZ) e podem requerer tratamentos mecânicos ou térmicos pós-solda para estabilidade dimensional. Ligas de adição com maior teor (ex.: 4043, 5356) são usadas comumente para melhorar o desempenho mecânico da junta mantendo condutividade e resistência à corrosão aceitáveis.
Usinabilidade
A usinabilidade do EN AW-1200 é moderada a boa, porém inferior a algumas ligas de alumínio livre-corte, pois é relativamente dúctil e pegajoso na condição recozida. Ferramentas com geometria de corte positiva, pastilhas de carboneto afiadas e quebra-cavacos adequados são recomendadas para controlar cavacos longos e filamentares. Velocidades de corte mais altas com pequenas profundidades de corte e bom uso de refrigerante ou ar comprimido melhoram acabamento superficial e vida útil da ferramenta.
Conformabilidade
A conformabilidade é uma das principais vantagens do EN AW-1200; na condição O permite raios apertados, estampagem profunda, spinning e dobras complexas com baixa força de retorno. Raios mínimos de dobra dependem de tempero e espessura, mas normalmente são tão baixos quanto 1–2× a espessura para tempero O; temperos H exigem raios maiores e compensação cuidadosa de springback. Passagens sucessivas de conformação e recozimentos intermediários são práticas padrão para geometrias severas.
Comportamento ao Tratamento Térmico
EN AW-1200 não é tratável termicamente; não responde a tratamentos de solubilização e envelhecimento por precipitação como as ligas 2xxx–7xxx. Melhorias de resistência são obtidas por trabalho mecânico (laminação a frio, trefilação ou dobra) e subsequente estabilização natural.
Recozimento (amolecimento total para tempero O) é realizado pelo aquecimento típico entre 300–400 °C por tempos controlados seguido de resfriamento lento ou em forno, que restaura ductilidade e condutividade por recristalização. Transições de tempero na série H são conseguidas por combinações definidas de redução a frio com estabilização térmica opcional em baixa temperatura para ajustar propriedades mecânicas e controlar tensões residuais.
Desempenho em Alta Temperatura
EN AW-1200 apresenta perda progressiva de resistência em temperaturas elevadas porque o endurecimento por solução sólida é mínimo e não há mecanismo de envelhecimento. Para serviço estrutural contínuo, projetistas geralmente limitam a temperatura de operação para abaixo de aproximadamente 100–150 °C para evitar reduções mensuráveis no limite de escoamento e rigidez. Exposições de curto prazo a temperaturas mais altas são toleradas, porém causam amolecimento e possível crescimento de grão.
A oxidação do alumínio nas temperaturas de serviço forma uma película fina e protetora de alumina que reduz oxidação adicional, mas a formação de escamas em altas temperaturas não é preocupação nas temperaturas modestas típicas desta liga. Em peças soldadas, as regiões HAZ podem apresentar amolecimento local, e temperaturas elevadas prolongadas podem acelerar creep em seções finas sob cargas sustentadas.
Aplicações
| Indústria | Exemplo de Componente | Razão para uso do EN AW-1200 |
|---|---|---|
| Automotiva | Revestimentos, escudos térmicos, acabamentos decorativos | Excelente conformabilidade e resistência à corrosão para peças não estruturais |
| Marítima | Dutos, revestimentos, acessórios não estruturais | Resistência à corrosão e facilidade de fabricação em atmosferas salinas |
| Aeroespacial | Acessórios não críticos, fairings | Boa relação resistência/peso para componentes pouco carregados e excelente conformabilidade |
| Eletrônica | Barras coletoras, dissipadores térmicos, blindagens EMI | Alta condutividade elétrica e térmica possibilitam projetos térmicos/elétricos eficientes |
| Embalagens & Alimentícia | Folha, latas, recipientes | Pureza, resistência à corrosão e inércia para contato com alimentos e aplicações de barreira |
EN AW-1200 é escolhido quando desempenho elétrico ou térmico, resistência à corrosão e facilidade de conformação são priorizados acima de alta resistência estrutural. Sua combinação de propriedades suporta ampla gama de componentes não estruturais e semiestruturais em diversos setores.
Dicas para Seleção
EN AW-1200 é a escolha preferida quando alta condutividade, máxima conformabilidade, baixa densidade e excelente resistência à corrosão são os principais requisitos e alta resistência à tração não é crítica. Especifique tempero O para estampagem profunda ou conformação complexa; escolha um tempero H quando aumentos modestos de resistência e estabilidade dimensional são necessários.
Comparado com o alumínio comercialmente puro, como o 1100, o EN AW-1200 oferece condutividade e conformabilidade similares, mas pode apresentar limites de impurezas ligeiramente diferentes; os projetistas escolhem com base em diferenças mínimas na condutividade considerando a disponibilidade específica do fornecedor. Em comparação com ligas endurecidas por trabalho comuns, como 3003 ou 5052, o EN AW-1200 possui menor resistência, mas frequentemente melhor condutividade elétrica e resistência à corrosão comparável, sendo preferido quando a condutividade é essencial. Comparado com ligas tratáveis termicamente, como 6061 ou 6063, o EN AW-1200 oferece ductilidade e condutividade superiores, porém muito menor resistência máxima; selecione-o quando a facilidade de conformação, montagem ou condutividade forem mais importantes que o desempenho mecânico elevado.
Resumo Final
O EN AW-1200 permanece relevante porque combina as forças clássicas do alumínio comercialmente puro — alta condutividade elétrica e térmica, excelente conformabilidade e robusta resistência à corrosão — com fabricação simples e ampla disponibilidade. Para aplicações que priorizam condutividade, conformação ou resistência à corrosão em vez de alta resistência, o EN AW-1200 oferece comportamento previsível e opções econômicas de produção.