Alumínio EN AW-5454: Composição, Propriedades, Guia de Condições Térmicas e Aplicações

Visão Abrangente

EN AW-5454 é uma liga da série 5xxx de alumínio, definida pelo magnésio como o principal elemento de liga. A família 5xxx é caracterizada por microestruturas não tratáveis termicamente e que podem ser endurecidas por deformação, sendo tipicamente designada para composições Al–Mg destinadas a equilibrar resistência e resistência à corrosão para uso estrutural.

Os principais elementos de liga do EN AW-5454 são magnésio (primário), com níveis controlados de silício, ferro, manganês, cromo e elementos traço como titânio e zinco. A resistência nesta liga é desenvolvida predominantemente por fortalecimento por solução sólida do Mg e por encruamento (endurecimento por trabalho) nos seus tratamentos H; ela não é fortalecida por tratamento térmico de precipitação como as ligas das séries 6xxx ou 7xxx.

Características-chave do EN AW-5454 incluem elevada resistência específica em relação ao alumínio comercialmente puro, muito boa resistência à corrosão em ambientes atmosféricos e marinhos, boa soldabilidade com metais de adição apropriados e conformabilidade de média a boa conforme o tratamento térmico e a espessura. Indústrias típicas que utilizam o 5454 são a naval e construção naval, carrocerias de caminhões e trailers, vasos de pressão e aplicações estruturais gerais onde resistência à corrosão e resistência moderada são exigidas.

Engenheiros selecionam o EN AW-5454 em vez de outras ligas quando é necessário um equilíbrio entre resistência maior que as ligas 1xxx e 3xxx, mantendo resistência superior à corrosão em comparação com muitas ligas tratáveis termicamente. É escolhido sobre algumas ligas 5xxx com maior teor de magnésio quando se quer um compromisso entre desempenho anticorrosivo e capacidade de encruamento, e sobre as ligas 6xxx quando soldabilidade e evitação do endurecimento por precipitação são prioridades.

Variantes de Têmpera

Têmpera	Nível de Resistência	Alongamento	Formabilidade	Soldabilidade	Observações
O	Baixo	Alto	Excelente	Excelente	Condição totalmente recozida, melhor para repuxo profundo e conformações complexas
H111	Baixo–Moderado	Alto–Moderado	Muito Boa	Excelente	Levemente endurecida por deformação em uma direção; comum para chapas
H11 / H12	Moderado	Moderado	Boa	Excelente	Endurecimento leve por deformação, limite de escoamento melhorado para peças de calibre moderado
H14	Moderado–Alto	Baixo–Moderado	Regular–Boa	Excelente	Têmperas comerciais típicas meia-duras para chapas e placas finas
H16	Alto	Baixo	Limitada	Excelente	Endurecida por deformação até resistência mais alta para painéis estruturais rígidos
H24 / H32	Variável	Variável	Variável	Excelente	Combinações de encruamento e recozimento parcial para ajustar propriedades

O têmpera tem forte influência no equilíbrio entre resistência e ductilidade. Material recozido (O) oferece máxima formabilidade e alongamento para operações de repuxo profundo, enquanto as têmperas H aumentam progressivamente o limite de escoamento e a resistência à tração em detrimento da ductilidade e conformabilidade.

Para planejamento de fabricação, escolha têmperas mais macias para conformação e aquelas com números H mais elevados para rigidez estrutural final; a seleção da têmpera também controla o retorno elástico, limites de repuxo e sensibilidade à iniciação de fadiga em peças submetidas a cargas cíclicas.

Composição Química

Elemento	Faixa %	Observações
Si	≤ 0,40	Controlado para limitar fases interdendríticas de baixo ponto de fusão e manter ductilidade
Fe	≤ 0,40	Impureza típica que influencia a formação de partículas intermetálicas e tenacidade
Mn	≤ 0,50	Pequenas adições ajudam a controlar a estrutura do grão e inibir a recristalização
Mg	2,6 – 3,6	Elemento principal de fortalecimento via solução sólida; controla comportamento contra corrosão e encruamento
Cu	≤ 0,10	Mantido baixo para preservar resistência à corrosão e minimizar suscetibilidade à corrosão sob tensão (SCC)
Zn	≤ 0,25	Nível baixo para evitar efeitos galvânicos e resistência elevada que poderia reduzir resistência à corrosão
Cr	≤ 0,20	Microliga para controlar crescimento de grãos e melhorar encruabilidade e desempenho contra corrosão sob tensão
Ti	≤ 0,15	Refinador de grãos em produtos fundidos e forjados; pequenas quantidades melhoram tenacidade
Outros (cada)	≤ 0,05	Resíduos e elementos tramp; total de outros limitado aos máximos especificados

A composição é projetada para maximizar o fortalecimento por solução sólida do Mg enquanto limita elementos que formariam fases intermetálicas deletérias ou reduziriam a resistência à corrosão. O teor de magnésio dirige o limite de escoamento e a resistência à tração nos têmperas trabalhados, e as adições de cromo/manganês refinam grãos e melhoram a resistência à recristalização e corrosão localizada.

Impurezas traço como ferro e silício são controladas para reduzir o tamanho e a distribuição de partículas intermetálicas que podem atuar como pontos de nucleação para corrosão por pite e trincas por fadiga. O envelope composicional mantém cobre e zinco baixos para preservar o desempenho anticorrosivo marinho e minimizar o risco de corrosão sob tensão.

Propriedades Mecânicas

O comportamento à tração do EN AW-5454 depende fortemente do têmpera e da espessura; material recozido apresenta limite de escoamento relativamente baixo e alongamento elevado, enquanto material com têmperas H atinge valores substancialmente maiores de limite de escoamento e resistência à tração pela conformação a frio. A resistência ao escoamento aumenta marcadamente com o número H, e os têmperas comuns de produção permitem que projetistas selecionem um compromisso entre resistência e ductilidade para conformação ou uso estrutural.

O alongamento na têmpera O normalmente excede os valores exigidos para repuxo profundo e estampagem complexa; nas têmperas H de médio a alto grau, o alongamento diminui e os raios de curvatura devem ser aumentados. A dureza segue a mesma tendência da resistência à tração, aumentando com o encruamento. O desempenho à fadiga é geralmente bom para ligas 5xxx devido à ausência de precipitados duros e frágeis, mas qualidade superficial, espessura e têmpera influenciam a iniciação de trincas por fadiga.

Efeitos da espessura são importantes: calibres mais finos podem ser conformados a frio para níveis de resistência mais altos via encruamento do que placas espessas, e as distribuições de tensões residuais em conformação multi-passo ou soldagem afetam o limite local de escoamento e vida útil à fadiga. Projetistas devem considerar têmpera, espessura e condição superficial ao especificar componentes críticos para fadiga.

Propriedade	O/Recozido	Têmpera Chave (ex.: H14/H16)	Observações
Resistência à Tração	aprox. 110–150 MPa	aprox. 200–280 MPa	Valores variam com têmpera e espessura; têmperas endurecidas por trabalho mostram ganhos substanciais
Limite de Escoamento	aprox. 40–70 MPa	aprox. 130–240 MPa	Limite de escoamento aumenta fortemente com número H; considerar retorno elástico na conformação
Alongamento	aprox. 18–30%	aprox. 6–15%	Recozido entrega alta ductilidade, têmperas H reduzem alongamento e aumentam rigidez
Dureza	aprox. 25–45 HV	aprox. 60–95 HV	Dureza correlaciona com propriedades à tração; usada como verificação rápida de controle de qualidade do encruamento

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor	Observações
Densidade	2,67 g/cm³	Típica para ligas Al–Mg forjadas; útil para cálculos de massa e inércia
Faixa de Fusão	aprox. 570–650 °C	Faixa sólido-líquido depende dos constituintes menores; evitar exposições a altas temperaturas
Condutividade Térmica	~120–150 W/m·K	Inferior ao alumínio puro devido às ligas; ainda excelente para aplicações de dissipação de calor
Condutividade Elétrica	~30–40 %IACS	Reduzida em relação ao alumínio puro; compensação por maior resistência mecânica e resistência à corrosão
Calor Específico	~0,90 J/g·K (900 J/kg·K)	Valor típico de liga de alumínio para armazenamento térmico e modelagem de resposta transitória
Coeficiente de Dilatação Térmica	~23–24 µm/m·K	Dilatação isotrópica típica para alumínio forjado; importante para cálculo de tensões térmicas

O EN AW-5454 mantém muitas das propriedades físicas favoráveis do alumínio, como baixa densidade e boa condutividade térmica, tornando-o atraente onde leveza e dissipação de calor são necessários. Condutividade térmica e elétrica são reduzidas em comparação com alumínio puro devido ao Mg e outros solutos; projetistas devem levar isso em conta ao especificar funções térmicas ou elétricas.

A faixa de fusão/sólido e os dados de dilatação térmica influenciam os limites de processamento: procedimentos de soldagem e brasagem devem ser controlados para evitar superaquecimento, e a dilatação térmica deve ser considerada em montagens com materiais distintos para evitar distorções ou concentrações de tensões.

Formas do Produto

Forma	Espessura/Tamanho Típico	Comportamento à Resistência	Templagens Comuns	Observações
Chapa	0,3 – 6 mm	Responde bem à laminação a frio; disponível em várias templagens H	O, H111, H14, H16	Forma mais comum para painéis de carroceria e revestimentos marítimos
Placa	6 – 200+ mm	Taxa menor de encruamento em seções mais espessas; placas grossas geralmente fornecidas em condição mais macia	O, H32, H111	Utilizada em construção de cascos e componentes estruturais
Extrusão	Dependente da seção transversal	A tensão durante a extrusão e o encruamento subsequente ajustam as propriedades finais	O, H111	Perfis para armação estrutural e reforços
Tubo	Variável	Tubos trefilados a frio ou soldados exibem resistência dependente da templagem similar	O, H14	Usados em tubulações, chassis e estruturas leves
Barra/Haste	Ø alguns mm – 100+ mm	Tamanhos comerciais limitados, comportamento previsível sob trabalho a frio	O, H11	Utilizadas para componentes usinados e conexões

As diferenças de processamento entre as formas decorrem do histórico termomecânico. Chapas e produtos de bitola fina são facilmente conformados a frio e podem atingir resistências mais altas por encruamento. Placas e seções pesadas são mais difíceis de trabalhar a frio e frequentemente fornecidas em templagens menores ou requerem tratamentos pós-conformação para alcançar os requisitos mecânicos.

A produção de extrusão e tubos gera estruturas de grãos alinhadas e anisotropia direcional, que os engenheiros devem considerar para carregamentos de fadiga e conformação direcional. O acabamento superficial e o processamento de laminação também influenciam o início da corrosão e o desempenho à fadiga nas aplicações finais.

Graus Equivalentes

Norma	Grau	Região	Observações
AA	5454	USA	Equivalente simplificado comum nas listas ASTM/AMS para ligas Al–Mg
EN AW	5454	Europa	Designação padrão da indústria sob sistema numérico EN
JIS	Família A5049 / A5052	Japão	Equivalentes JIS mais próximos vêm da série forjada Al–Mg; correspondência direta requer cruzamento de referências
GB/T	5A05 / 5454	China	Normas locais usam designações Al–Mg similares; tolerâncias químicas/templagem podem variar

Normas regionais utilizam sistemas de designação e tolerâncias distintos; EN AW-5454 é a designação europeia e frequentemente referenciada com AA 5454 em especificações internacionais. Sistemas JIS e GB/T possuem graus Al–Mg relacionados, mas substituições precisas exigem análise dos limites de composição permitidos, tabelas de propriedades mecânicas e designações de templagem específicas para cada norma.

Ao adquirir material globalmente, especifique a norma exata e o tipo de templagem, e solicite certificados de fábrica e relatórios de ensaios mecânicos para verificar conformidade, especialmente para aplicações críticas em marinha ou vasos de pressão.

Resistência à Corrosão

EN AW-5454 apresenta muito boa resistência à corrosão atmosférica, especialmente em ambientes marinhos e industriais, graças ao seu teor moderado de Mg e baixos níveis de cobre/zinc. A liga forma uma camada protetora de óxido e é relativamente resistente à corrosão por pite e corrosão geral quando devidamente acabada e mantida.

Em serviço marítimo, o 5454 comporta-se bem para cascos, superestruturas e conexões expostas, mas a suscetibilidade à corrosão por trinca sob tensão (SCC) cresce com o aumento do teor de Mg e em ambientes cloretados a temperaturas elevadas. Ligas com Mg > 3,5–4% apresentam maior sensibilidade à SCC; o intervalo de Mg do 5454 o coloca em categoria de risco moderado de SCC em condições severas de serviço.

Interações galvânicas são típicas para ligas de alumínio: o 5454 posicionado contra metais mais nobres (ex.: cobre, aço inoxidável) requer isolamento ou medidas protetivas para evitar ataque galvânico. Comparado às ligas da série 6xxx, o 5454 geralmente oferece melhor resistência à corrosão em ambientes cloretados, mas não atinge a resistência mais alta das famílias tratáveis termicamente.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

EN AW-5454 é bem soldado por métodos comuns de fusão (MIG/GMAW, TIG/GTAW e soldagem por resistência) com baixo risco de fissuração a quente quando boas práticas são seguidas. Metais de adição recomendados para igualar desempenho à corrosão e ductilidade em juntas da série 5xxx incluem ligas Al‑Mg como 5356 ou 5183, escolhidos para corresponder ao teor de magnésio do metal base e garantir comportamento mecânico/eletroquímico compatível.

As zonas afetadas pelo calor (ZAT) da solda podem sofrer algum amolecimento relativo ao metal base encruado devido a recozimento local; projetistas devem considerar a redução do limite de escoamento nas ZAT para cálculos estruturais. Limpeza pré e pós-solda, controle do aporte térmico e projeto adequado da junta reduzem porosidade e mantêm o desempenho contra corrosão.

Usinabilidade

A usinabilidade do EN AW-5454 é moderada—melhor que muitas ligas de alumínio de alta resistência, porém inferior ao alumínio puro. A liga tende a produzir cavacos contínuos e pode ser ligeiramente pegajosa; recomenda-se ferramenta de carboneto com ângulos positivos para corte estável. Práticas típicas utilizam velocidades de spindle elevadas e avanços moderados para otimizar acabamento superficial e vida útil da ferramenta, e uso de lubrificação/refrigeração é aconselhado em cortes profundos ou comprimento de cavacos longo.

Operações de fresamento CNC e torneamento são diretas para templagens O e baixas H, enquanto templagens fortemente encruadas exigem forças maiores e podem aumentar o desgaste de ferramentas. Deverá ser previsto folga para usinagem considerando possível encruamento em camadas superficiais externas.

Conformabilidade

A conformabilidade é excelente na condição O e permanece boa nas templagens H111/H11 para operações padrão de estampagem e dobra. Raios mínimos de curvatura dependem da templagem e espessura; como regra prática, a condição O permite curvaturas mais fechadas (ex.: 1–2× espessura para várias geometrias) enquanto H14/H16 podem exigir 2,5–4× espessura para evitar fissuras.

A resposta ao trabalho a frio é previsível: o material encrua de forma constante, permitindo o uso de estratégias interativas de conformação e alívio de tensões para alcançar geometrias finais sem fraturas. Para conformações complexas ou severas, recomenda-se recozimento à condição O e retrabalho para controlar recuperação elástica (springback) e limitar início de trincas.

Comportamento ao Tratamento Térmico

EN AW-5454 é uma liga não tratável termicamente, portanto não responde ao tratamento de solubilização e envelhecimento por precipitação artificial para aumento de resistência. Tentativas de tratamentos térmicos convencionais tipo T usados nas séries 6xxx não produzem encruamento significativo por precipitação nesta liga.

Ajustes de resistência são feitos por deformação mecânica (trabalho a frio) e por recozimento. Recozimento total (O) é obtido por aquecimento à temperatura prescrita para restaurar ductilidade, enquanto templagens intermediárias (H‑números) são conseguidas por trabalho a frio controlado e, quando necessário, recozimentos parciais para configurar a combinação desejada de resistência e ductilidade.

A exposição térmica durante a soldagem pode localmente recozer regiões encruadas, de modo que projetistas devem considerar o impacto do amolecimento nas ZAT sobre elementos de carga e podem necessitar de tratamento mecânico pós-solda ou folgas de projeto para manter o desempenho estrutural.

Desempenho em Alta Temperatura

EN AW-5454 sofre perda progressiva de resistência com aumento de temperatura e não é adequado para serviços estruturais em alta temperatura sustentada acima de cerca de 100–150 °C. A liga mantém propriedades mecânicas razoáveis em temperaturas moderadamente elevadas, mas fluência e degradação da resistência aceleram com o tempo e tensão em temperaturas elevadas.

A oxidação das ligas de alumínio é mínima devido a uma camada estável de óxido, mas em temperaturas elevadas essa camada protetora pode crescer e esfoliar sob ciclos térmicos. Juntas soldadas expostas a altas temperaturas apresentam regiões ampliadas da ZAT e maiores reduções locais do limite de escoamento, exigindo projeto conservador para aplicações em temperatura elevada.

Para exposições de curto prazo ou intermitentes até algumas centenas de graus Celsius durante conformação ou brasagem, o controle do aporte térmico e taxa de resfriamento previne crescimento excessivo de grãos e perda da integridade mecânica.

Aplicações

Indústria	Componente Exemplo	Por que EN AW-5454 é Utilizado
Automotiva / Transporte	Carrocerias de reboques, tanques, painéis estruturais	Boa relação resistência/peso, resistência à corrosão e conformabilidade para componentes estampados
Marítima / Construção naval	Painéis de casco, revestimentos de superestruturas	Excelente resistência à corrosão em água do mar e soldabilidade para conjuntos de casco
Aeronáutica (estruturas secundárias)	Conexões, fairings, painéis internos	Favorável resistência/peso e resistência à fadiga para estruturas não primárias
Energia / Vasos de pressão	Tanques de combustível, recipientes de armazenamento	Resistência à corrosão e boa soldabilidade para contenção de fluidos
Eletrônica / Transferência de calor	Dispersores térmicos, carcaças	Baixa densidade e boa condutividade térmica para necessidades moderadas de gerenciamento térmico

EN AW-5454 é preferido onde se requer combinação de resistência à corrosão, soldabilidade e resistência moderada em forma leve. Sua variedade de formas e templagens o torna versátil em indústrias que equilibram facilidade de fabricação com durabilidade ambiental de longo prazo.

Informações para Seleção

O EN AW-5454 é a escolha preferida quando um engenheiro necessita de maior resistência mecânica que o alumínio comercialmente puro (por exemplo, 1100), mantendo grande parte da ductilidade e conformabilidade exigidas para operações de conformação em chapa. Comparado ao 1100, o 5454 troca parte da condutividade elétrica e térmica por uma resistência ao escoamento e à tração substancialmente maiores, tornando-o um material estrutural superior.

Em comparação com ligas com endurecimento por trabalho comuns, como 3003 e 5052, o EN AW-5454 geralmente oferece maior resistência para uma conformabilidade similar ou ligeiramente reduzida; frequentemente apresenta resistência à corrosão igual ou melhor em ambientes marinhos do que o 5052, dependendo do teor exato de Mg e do tratamento térmico. Em relação às ligas tratáveis termicamente, como 6061/6063, o 5454 não alcançará os mesmos valores máximos de resistência, mas é preferido onde soldabilidade superior, menor sensibilidade à variabilidade do tratamento térmico e melhor desempenho contra corrosão são mais importantes do que os valores máximos de resistência à tração.

Selecione o EN AW-5454 quando as prioridades do projeto forem soldabilidade, resistência à corrosão em grau marítimo e um envelope de resistência previsível por encruamento. Se for necessária a resistência máxima de ligas tratáveis termicamente e as propriedades mecânicas pós-soldagem forem menos críticas, considere as ligas da série 6xxx; se a condutividade elétrica máxima ou uma conformabilidade extrema forem requeridas, considere as ligas 1xxx ou as mais macias da série 3xxx.

Resumo Final

O EN AW-5454 permanece uma liga de alumínio forjado altamente relevante para engenharia moderna por fornecer um equilíbrio prático entre resistência por solução sólida, excelente resistência à corrosão — especialmente em atmosferas marinhas — boa soldabilidade e conformabilidade útil em uma diversidade de formas de produto. Seu comportamento previsível sob trabalho a frio e composição estável o tornam uma escolha confiável para aplicações estruturais, transporte e marítimas, onde durabilidade a longo prazo e flexibilidade de fabricação são requeridas.