Alumínio EN AW-5005: Composição, Propriedades, Guia de Têmpera e Aplicações

Visão Abrangente

EN AW-5005 é uma liga de alumínio da série 5xxx (família Al-Mg) caracterizada pelo magnésio como principal elemento de liga. A liga é tipicamente designada EN AW-5005 ou AlMg1 na nomenclatura europeia e é uma liga não submetida a tratamento térmico, cuja resistência mecânica é obtida principalmente por meio de trabalho a frio (endurecimento por deformação) em vez de envelhecimento por precipitação.

O teor típico de Mg é cerca de 0,7–1,1 wt%, com pequenas quantidades de Si, Fe, Cu, Mn, Cr, Zn e Ti presentes como impurezas residuais ou controladas. O mecanismo de reforço é o endurecimento por solução sólida combinado com trabalho a frio; a liga não responde a tratamentos térmicos tradicionais de solução e envelhecimento da mesma forma que as ligas 6xxx ou 2xxx.

EN AW-5005 oferece um equilíbrio entre resistência moderada, boa resistência à corrosão (incluindo desempenho melhorado após anodização), excelente conformabilidade em temperas macias e boa soldabilidade comparada a muitas outras ligas Al-Mg. Essas características a tornam comum em fachadas arquitetônicas, sinalização, acabamentos decorativos, revestimentos internos/externos e aplicações onde a aparência da anodização, baixo peso e requisitos mecânicos moderados são fatores prioritários.

Projetistas escolhem o 5005 quando precisam de resistência maior que o alumínio comercialmente puro, mantendo excelente acabamento superficial e características de anodização, combinadas com facilidade de fabricação por dobramento, conformação e soldagem. É preferida em relação a ligas de magnésio mais elevado (ex.: 5052) quando não se requer resistência extrema à corrosão ou maior resistência mecânica, e é favorecida sobre ligas da série 6xxx (tratáveis termicamente) quando se deseja melhor conformação a frio e resposta à anodização.

Variantes de Têmpera

Têmpera	Nível de Resistência	Alongamento	Conformabilidade	Soldabilidade	Notas
O	Baixa	Alta	Excelente	Excelente	Totalmente recozida, máxima ductilidade para conformação
H12	Baixa-Média	Moderada	Muito Boa	Excelente	Leve trabalho a frio, mantém boa conformabilidade
H14	Média	Baixa-Moderada	Boa	Excelente	Condição meia-dura, comum para chapas e painéis
H16	Média-Alta	Menor	Razoável	Excelente	Mais trabalho a frio para maior rigidez e resistência
H18	Alta	Baixa	Limitada	Excelente	Condição totalmente dura, capacidade de conformação limitada
H111	Baixa-Média	Moderada	Muito Boa	Excelente	Condição parcial não padronizada para bobina contínua
H22 / H24 / H26	Variável Média-Alta	Menor	Boa-Razoável	Excelente	Temperas intermediárias de trabalho a frio usadas em fabricação
T4 (raro)	Não aplicável	N/A	N/A	N/A	5005 não é efetivamente endurecida por envelhecimento; têmperas T não são típicas
T5 / T6 / T651	Não aplicável	N/A	N/A	N/A	Temperas tratáveis termicamente geralmente não usadas para 5005

A têmpera tem efeito direto e previsível nas propriedades mecânicas e de conformação: a têmpera recozida O proporciona alongamento máximo para estampagem profunda e conformação complexa, enquanto as têmperas H sacrificam ductilidade para ganhos incrementais de limite de escoamento e resistência à tração via trabalho a frio controlado. A soldabilidade permanece excelente na maioria das têmperas porque a liga é não tratável termicamente e a zona da solda tipicamente amolece para níveis de resistência semelhantes ao metal base; projetistas devem considerar o amolecimento local após soldagem em projetos estruturais.

Composição Química

Elemento	Faixa %	Notas
Si	≤ 0,30	Controlado para limitar intermetálicos frágeis e preservar aparência da anodização
Fe	≤ 0,70	Impureza comum; teor elevado reduz ductilidade e afeta acabamento superficial
Mn	≤ 0,20	Pequenas adições podem refinar a estrutura do grão; limitado no 5005
Mg	0,7 – 1,1	Principal elemento de reforço; confere resistência à corrosão e fortalecimento por solução sólida
Cu	≤ 0,20	Baixo cobre para evitar suscetibilidade à corrosão geral e SCC (corrosão sob tensão)
Zn	≤ 0,20	Mantido baixo para preservar anodização e desempenho na corrosão
Cr	≤ 0,10	Traços auxiliam no controle do crescimento do grão durante o processamento
Ti	≤ 0,10	Desoxidante e refinador de grão; presente em pequenas quantidades
Outros (cada um)	≤ 0,05	Resíduos como V, Ni; total de outros geralmente limitado a ≤0,15

O magnésio é o principal determinante do comportamento mecânico e à corrosão da liga, fornecendo endurecimento por solução sólida e resistência aprimorada à corrosão marinha e atmosférica. Silício e ferro são limitados para evitar intermetálicos grosseiros que prejudicariam ductilidade e acabamento superficial, enquanto cobre e zinco são mantidos baixos para garantir boa resposta à anodização e reduzir suscetibilidade à corrosão localizada.

Propriedades Mecânicas

EN AW-5005 apresenta comportamento clássico de liga não tratável termicamente à tração: a resistência é aumentada pelo trabalho a frio com correspondente redução de alongamento. Na têmpera recozida O, a liga é relativamente macia e dúctil, adequada para estampagem profunda e conformação complexa, enquanto as têmperas H (H12–H18) elevam progressivamente os limites de escoamento e resistência à tração e diminuem a ductilidade para permitir painéis e componentes de acabamento mais rígidos.

Valores de limite de escoamento e resistência à tração dependem fortemente da têmpera e da forma do produto; aumentos modestos na espessura podem aumentar a capacidade de carga absoluta, mas podem reduzir raios mínimos de curvatura e conformabilidade. O desempenho à fadiga é adequado para muitas aplicações arquitetônicas e de consumo com cargas leves a moderadas, embora os limites de fadiga sejam inferiores aos de algumas ligas tratáveis termicamente; acabamento superficial e tensões residuais provenientes de conformação/soldagem são fatores importantes para a vida útil à fadiga.

A dureza correlaciona-se com a têmpera: a têmpera O oferece baixas durezas Brinell ou Vickers compatíveis com alta ductilidade, enquanto a H18 confere a maior dureza nas condições trabalhadas a frio. Espessura, estrutura granular e processamento anterior (laminação, ciclos de recozimento) influenciarão o comportamento local à tração e fadiga; o projeto deve utilizar dados específicos de têmpera e considerar zonas afetadas pela solda.

Propriedade	O/Recozida	Têmpera Chave (ex.: H14)	Notas
Resistência à Tração	~90 – 130 MPa	~160 – 210 MPa	Variante conforme trabalho a frio, espessura da chapa e processamento do fornecedor
Limite de Escoamento	~30 – 60 MPa	~110 – 160 MPa	Limite se eleva significativamente com temperas H; O é altamente dúctil
Alongamento	~25 – 35%	~6 – 12%	Alongamento reduz com aumento do trabalho a frio; modo de fratura permanece dúctil
Dureza	~30 – 45 HB	~55 – 80 HB	Dureza aumenta conforme têmpera; correlaciona-se com resistência e resistência a desgaste

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor	Notas
Densidade	2,70 g/cm³	Típica para ligas de alumínio; usada em projetos sensíveis a peso
Faixa de Fusão	~640 – 655 °C	A liga funde em faixa estreita; fundição não é aplicação principal
Condutividade Térmica	~130 – 165 W/m·K	Boa condução térmica porém inferior ao alumínio puro devido à liga
Condutividade Elétrica	~34 – 40 % IACS	Inferior ao alumínio puro; condutividade reduz com trabalho a frio
Calor Específico	~900 J/kg·K	Valor típico de alumínio usado em cálculos de massa térmica
Expansão Térmica	~23,8 ×10^-6 /K (20–100 °C)	Coeficiente de expansão elevado deve ser considerado em montagens com materiais diferentes

A combinação de condutividade térmica relativamente alta e baixa densidade torna o 5005 atrativo para componentes onde dissipação de calor e peso são importantes, mas onde a condutividade elétrica máxima não é crítica. A expansão térmica deve ser considerada em juntas com aço ou compósitos para evitar tensões térmicas e deformações.

Formas do Produto

Forma	Espessura/Tamanho Típico	Comportamento da Resistência	Temperas Comuns	Observações
Chapa	0,3 – 6,0 mm	Controlada pela tempera e redução a frio	O, H12, H14, H16	Amplamente utilizada para painéis, sinalização e aplicações decorativas
Placa	6 – 25 mm	Seções mais espessas apresentam menores incrementos de resistência provocados por trabalho a frio	O, H14, H16	Usada quando são requeridos maior rigidez e seções transversais maiores
Extrusão	Seções transversais variáveis	Resistência depende de trabalho a frio pós-extrusão ou recozimento	O, H112	Perfis extrudados geralmente requerem apenas envelhecimento artificial em ligas tratáveis termicamente; 5005 tipicamente usada em condição suave
Tubo	parede de 0,5 – 6 mm	Formados a partir de chapa ou laminadores de extrusão/tubulação	O, H14	Comum para tubos arquitetônicos e acabamentos
Barra/Bastão	Ø2 – 50 mm	Usinagem e fabricação determinam a resistência final	O, H12	Menos comum; usado para pequenos acessórios e fixadores onde é necessária usinagem

Chapas e bobinas são as formas comerciais mais comuns e normalmente processadas por laminação seguida de tempera via redução a frio controlada. A extrusão do 5005 é possível, mas a liga é escolhida para perfis onde o trabalho a frio posterior ou acabamento não deve exigir tratamento térmico. Placas e seções mais espessas apresentam respostas mecânicas diferentes devido às reduzidas possibilidades de encruamento após a fabricação.

Equivalentes de Grau

Norma	Grau	Região	Notas
AA	5005	Estados Unidos	Designação comum norte-americana; formas do material e temperas padronizadas pelas especificações AA
EN AW	5005	Europa	Designação europeia (AlMg1) equivalente em química nominal e usos típicos
JIS	A5005 (aproximado)	Japão	Existem equivalentes JIS para ligas Al-Mg1; diferenças menores em química/processamento podem ocorrer
GB/T	3A21	China	3A21 (Al-Mg1) é comumente citado como equivalente chinês ao EN AW-5005

A equivalência entre normas é geralmente próxima na química nominal, mas diferenças em limites de impurezas, requisitos de acabamento superficial e definições de tempera podem criar variações sutis de desempenho. Ao substituir entre normas, verifique os certificados de material fornecidos e as definições de tempera para garantir que propriedades mecânicas e de corrosão atendam ao projeto.

Resistência à Corrosão

EN AW-5005 apresenta boa resistência à corrosão atmosférica e desempenho satisfatório em ambientes rurais e industriais devido à película protetora de óxido de alumínio e à presença de magnésio, que melhora a resistência à corrosão geral. A liga anodiza com acabamento uniforme e atraente, principal razão para seu amplo uso em aplicações arquitetônicas e decorativas.

Em ambientes marinhos e costeiros, o 5005 mostra resistência razoável a corrosão por pite e crevice, mas ligas com maior teor de Mg (como 5052) fornecem resistência superior à água do mar sob algumas condições de exposição. A suscetibilidade à trinca por corrosão sob tensão (SCC) é baixa para ligas Al-Mg como a 5005, salvo se cobre elevado ou outros elementos sensibilizadores estiverem presentes; condições típicas de serviço não promovem SCC nesta liga.

Interações galvânicas são típicas das ligas de alumínio: quando eletricamente acoplado a metais mais nobres (ex.: aço inoxidável, cobre), o alumínio pode sofrer corrosão acelerada na presença de eletrólito. Isolamento adequado, seleção de fixadores compatíveis e revestimentos protetores ou anodização mitigam riscos galvânicos. Comparado com ligas da série 3xxx (Al-Mn), o 5005 oferece resistência um pouco maior e resistência à corrosão comparável; comparado com ligas 5xxx de maior teor de Mg, pode ser menos robusto em exposições marinhas severas.

Propriedades de Fabricação

EN AW-5005 é simples de fabricar por métodos comuns; sua natureza não tratável termicamente simplifica o pós-processamento, pois resistência e ductilidade são controladas principalmente por trabalho a frio e ciclos de recozimento. Acabamento de superfície e limpeza antes da conformação ou soldagem influenciam fortemente a aparência anodizada final e o desempenho contra corrosão.

Soldabilidade

EN AW-5005 solda facilmente por processos TIG e MIG e apresenta boas características de fusão com mínima tendência a trinca a quente em comparação com algumas ligas de alta resistência. O uso de ligas de adição correspondentes ou de menor resistência (ex.: 5356 ou 4043) é comum; 5356 é frequentemente escolhido por sua resistência e desempenho contra corrosão nas famílias Al-Mg.

A zona afetada pelo calor na solda apresentará amolecimento relativo em comparação ao material originalmente em tempera H, pois a liga não é tratável termicamente, e projetistas devem considerar reduções locais no limite de escoamento. Acabamentos pós-solda e possível restauração mecânica (ex.: trabalho a frio) podem ser necessários para restabelecer estética superficial e rigidez em aplicações arquitetônicas.

Usinabilidade

A usinabilidade do 5005 é razoável a boa, mas inferior às ligas de alumínio de usinagem livre; usina bem com ferramentas de metal duro em velocidades moderadas. A geometria da ferramenta deve favorecer avanço positivo, alta alimentação para produzir cavacos contínuos, e refrigeração ou jato de ar são recomendados para controle de calor e evacuação dos cavacos.

Taxas de avanço e velocidades são selecionadas para equilibrar vida útil da ferramenta e acabamento superficial; devido ao 5005 ser relativamente macio em tempera O, vibração e formação de rebarbas podem ser preocupantes em seções muito finas. Endurecimento prévio (temperas H) aumenta forças de ferramenta e altera ligeiramente o comportamento dos cavacos, mas não altera drasticamente estratégias padrão de usinagem.

Conformabilidade

A conformabilidade nas temperas O e leves H é excelente para dobra, estampagem profunda e calandragem; raios mínimos de dobra podem ser muito pequenos em tempera O dependendo da geometria e espessura da peça. Para H14 e H16, os raios de dobra devem ser aumentados e deve-se considerar o ressalto elástico; operações de bainha e flange são comumente realizadas em chapa H14.

Conformação a quente raramente é necessária para 5005 devido à sua boa capacidade de conformação a frio; entretanto, recozimentos intermediários podem ser usados para restaurar ductilidade após trabalho a frio extensivo. Projetistas devem consultar tabelas de conformação específicas de tempera para definir raios de punção/matriz e pressões de segurador para produção confiável.

Comportamento em Tratamento Térmico

Como liga não tratável termicamente, EN AW-5005 não desenvolve aumentos significativos de resistência por tratamentos de solubilização e envelhecimento artificial. Tentativas de tratamentos convencionais tipo T não produzirão endurecimento por precipitação visto em ligas das séries 6xxx ou 2xxx.

Recozimento (amolecimento) é alcançado por aquecimento a temperaturas intermediárias (tipicamente na faixa de ~300–420 °C dependendo da forma do produto e recomendações do fornecedor) para restaurar a ductilidade e recristalizar a microestrutura. Recozimentos controlados em forno seguidos de resfriamento lento podem produzir material em tempera O adequado para estampagem profunda.

O endurecimento por trabalho a frio através de redução controlada produz as temperas H; recozimentos intermediários podem ser aplicados entre passos de conformação para ajustar propriedades. Para controle de produção, a porcentagem de trabalho a frio correlaciona-se mais confiavelmente com os valores de resistência à tração e escoamento do que os ciclos de tratamento térmico.

Desempenho em Alta Temperatura

As propriedades mecânicas do EN AW-5005 degradam-se progressivamente com o aumento da temperatura; a resistência estrutural utilizável é tipicamente considerada até aproximadamente 100–125 °C para cargas sustentadas. Acima dessa faixa, reduções de resistência e fluência tornam-se significativas, limitando aplicações prolongadas em alta temperatura.

A oxidação em ar limita-se à formação de uma camada estável de óxido de alumínio, que protege a liga em temperaturas moderadas, mas exposições prolongadas acima de ~200 °C podem alterar a aparência superficial e propriedades mecânicas. Em montagens soldadas, a zona afetada pelo calor pode apresentar crescimento de grão e reduções localizadas de resistência quando exposta a altas temperaturas; projetistas devem validar o desempenho em alta temperatura com testes específicos para componentes críticos.

Aplicações

Setor	Componente Exemplar	Por que o EN AW-5005 é Usado
Arquitetura	Painéis de fachada, revestimento, acabamentos	Boa resposta à anodização, acabamento estético, conformabilidade
Marinha & Offshore	Elementos estruturais leves, acabamentos	Razoável resistência à corrosão em água do mar e baixo peso
Automotivo	Acabamento interior, painéis decorativos exteriores	Bom acabamento superficial, resistência moderada, soldabilidade
Bens de Consumo	Sinalização, painéis para eletrodomésticos	Acabamento anodizado, facilidade de fabricação
Eletrônicos	Gabinetes, pequenos dissipadores de calor	Condutividade térmica e resistência à corrosão para gabinetes

EN AW-5005 é amplamente utilizado em indústrias onde a aparência da superfície, anodizabilidade e um equilíbrio entre resistência moderada com boa conformabilidade e soldabilidade são necessários. Raramente compete onde é requerida a máxima resistência ou durabilidade extrema em ambientes marinhos, mas é econômico e de fácil processamento para muitas aplicações de desempenho intermediário.

Informações para Seleção

Escolha EN AW-5005 quando for necessário um material leve com resposta superior à anodização, boa resistência geral à corrosão e excelentes características de conformação a frio e soldagem. É especialmente indicado para peças arquitetônicas, decorativas e estruturas leves onde o acabamento superficial e a fabricabilidade são prioritários.

Comparado ao alumínio comercialmente puro (1100), o 5005 oferece maior resistência com perda moderada da condutividade elétrica e conformabilidade ligeiramente reduzida, tornando-se uma escolha estrutural melhor quando alguma capacidade mecânica é necessária. Em relação às ligas encruadas como 3003 e 5052, o 5005 geralmente se posiciona entre elas: mais resistente e com melhor superfície que o 3003, mas tipicamente não tão resistente à corrosão nem tão forte quanto o 5052 rico em Mg em ambientes marítimos severos.

Quando comparado a ligas sujeito a tratamento térmico como 6061 ou 6063, o 5005 é preferido quando estampagem profunda, acabamento anodizado superior ou processos de fabricação e soldagem mais simples são mais importantes que os maiores picos de resistência alcançados nos tratamentos T6; custo e disponibilidade também favorecem o 5005 para muitas aplicações arquitetônicas em chapas finas.

Resumo Final

O EN AW-5005 permanece um alumínio de engenharia relevante por combinar resistência moderada, excelente conformabilidade e superfície de anodização de alta qualidade em uma liga não sujeita a tratamento térmico, de fácil fabricação. Seu equilíbrio de propriedades o torna uma escolha confiável e econômica para aplicações arquitetônicas, decorativas e estruturais leves onde aparência, soldabilidade e fabricabilidade são fatores-chave no projeto.