Alumínio EN AW-6063: Composição, Propriedades, Guia de Têmpera e Aplicações

Visão Geral Abrangente

O EN AW-6063 pertence à série 6xxx de ligas de alumínio, uma família definida pelo sistema de liga Mg-Si que permite o endurecimento por precipitação. Essa série situa-se entre as ligas mais macias 1xxx/3xxx, que se fortalecem por trabalho a frio, e os grupos 2xxx/7xxx, que são tratáveis termicamente e de maior resistência, equilibrando extrudabilidade, resistência à corrosão e resistência moderada.

Os principais elementos de liga no EN AW-6063 são o silício e o magnésio, que se combinam para formar precipitados de Mg2Si responsáveis pelo envelhecimento endurecimento. Pequenas adições de ferro, manganês, cromo e titânio influenciam a estrutura dos grãos, a limpeza da matéria-prima e a resposta ao processamento térmico, sem alterar drasticamente o mecanismo básico de precipitação.

O EN AW-6063 é uma liga tratável termicamente que se fortalece por tratamento de solubilização e envelhecimento artificial (endurecimento por precipitação). Suas características principais incluem boa extrudabilidade e acabamento superficial, resistência à corrosão moderada a alta em ambientes atmosféricos, excelente soldabilidade na maioria dos tratamentos T temper e boa conformabilidade nos estados recozidos e parcialmente endurecidos.

Indústrias típicas que utilizam o EN AW-6063 incluem sistemas arquitetônicos (caixilhos de janelas, portas), extrusões estruturais, dissipadores térmicos em eletrônicos de consumo e componentes estruturais leves em transporte. Engenheiros escolhem o 6063 quando a combinação de boa qualidade superficial, estabilidade dimensional na extrusão, resistência à corrosão e resistência adequada são prioridades em relação a outras ligas.

Variantes de Temper

Temper	Nível de Resistência	Alongamento	Conformabilidade	Soldabilidade	Observações
O	Baixa	Alta	Excelente	Excelente	Condición totalmente recozida para máxima ductilidade
H14	Baixo–Médio	Médio	Bom	Excelente	Levemente encruado para aumento do limite de escoamento sem tratamento térmico
T5	Médio	Moderado	Bom	Excelente	Resfriado de temperatura elevada e envelhecido artificialmente
T6	Médio–Alto	Moderado	Regular–Bom	Muito bom	Tratado por solubilização e envelhecido artificialmente para maior resistência
T651	Médio–Alto	Moderado	Regular–Bom	Muito bom	T6 com alívio de tensão por estiramento para eliminar tensões residuais

Os temperos controlam o equilíbrio entre resistência e ductilidade alterando a distribuição dos precipitados e a densidade de discordâncias. O estado recozido (O) é utilizado para operações de conformação e dobras complexas, enquanto as variantes T5/T6 são usadas quando estabilidade dimensional e maior capacidade de carga são necessárias.

Programas de envelhecimento artificial e encruamento produzem perfis distintos de resistência e afetam os passos subsequentes de soldagem e conformação. A escolha do temper é um compromisso entre tratamentos térmicos pós-fabricação, acabamento superficial requerido e cargas mecânicas em serviço.

Composição Química

Elemento	Faixa %	Observações
Si	0.2–0.6	Elemento principal da liga; forma Mg2Si com Mg para endurecimento por precipitação
Fe	≤0.35	Elemento impureza; afeta resistência e acabamento superficial; promove intermetálicos
Mn	≤0.10	Elemento menor; refina a estrutura de grão, limitado em 6063
Mg	0.45–0.9	Combina com Si para formar precipitados de endurecimento; controla a capacidade de endurecimento
Cu	≤0.10	Mantido baixo para preservar resistência à corrosão; excesso reduz resistência à corrosão sob tensão (SCC)
Zn	≤0.10	Conteúdo limitado; altos níveis não tolerados na série 6xxx
Cr	≤0.10	Refinador de grão e controle de recristalização em alguns temperos
Ti	≤0.10	Usado para controle de grão, especialmente em produção de lingote ou tarugo
Outros	≤0.05 cada, ≤0.15 total	Inclui elementos traço e microalíagem intencional

O balanço Mg e Si é central para o desempenho porque a estequiometria e distribuição dos precipitados Mg2Si governam a resistência alcançável e a cinética de envelhecimento. Ferro e outros elementos traço controlam o comportamento durante fundição/extrusão, acabamento superficial e susceptibilidade à corrosão localizada ou defeitos induzidos por intermetálicos.

Propriedades Mecânicas

O comportamento à tração do EN AW-6063 varia fortemente com o tempero; o material recozido exibe baixo limite de escoamento e alto alongamento, enquanto os temperos T6/T651 proporcionam significativo aumento do limite de escoamento e resistência à tração com redução da ductilidade. A liga mostra resposta elástica relativamente linear até o escoamento e uma região de encruamento previsível nos temperos mais elevados, tornando-a adequada para cálculos de projeto com fatores de segurança conservadores.

A resistência ao escoamento em seções extrudadas é sensível à espessura da seção e taxas de resfriamento após tratamento de solubilização; extrusões de seção fina alcançam propriedades mais uniformes e melhor resposta ao envelhecimento. O desempenho à fadiga é típico para ligas Al-Mg-Si endurecidas por precipitação, com acabamento superficial, defeitos de extrusão e tensões residuais sendo os principais determinantes da vida à fadiga.

A dureza está correlacionada com o tempero: a condição O apresenta dureza baixa, enquanto T6/T651 aumentam a dureza Brinell/Vickers devido à distribuição fina dos precipitados. Efeitos de espessura são importantes: seções mais espessas resfriam mais lentamente após o tratamento térmico, resultando em precipitados mais grosseiros e resistência máxima ligeiramente inferior comparado a seções finas que podem alcançar níveis mais altos sob processamento idêntico.

Propriedade	O/Recozido	Temper Principal (T6)	Observações
Resistência à Tração	100–140 MPa	175–220 MPa	Valores dependem do tamanho da seção e programa específico de têmpera
Limite de Escoamento	40–80 MPa	120–170 MPa	Medido com offset de 0,2%; sensível ao envelhecimento e encruamento
Alongamento	12–18%	6–12%	Maior em seções finas e estado recozido
Dureza	25–40 HB	60–85 HB	Dureza correlacionada com endurecimento por precipitação e distribuição de precipitados

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor	Observações
Densidade	2,70 g/cm³	Típica para ligas de alumínio trabalhadas; usar para cálculo de massa e rigidez
Faixa de Fusão	~605–650 °C	Faixa solidus–líquido depende da composição local e impurezas
Condutividade Térmica	~160–180 W/m·K	Bom condutor térmico comparado ao aço; depende do tempero e da liga
Condutividade Elétrica	~30–40 % IACS	Menor que alumínio de alta pureza devido à liga; influenciada por encruamento
Calor Específico	~900 J/kg·K	Útil para gestão térmica e cálculos energéticos de tratamento térmico
Coeficiente de Dilatação Térmica	~23–24 µm/m·K (20–100°C)	Coeficiente típico para projeto de conjuntos com materiais diferentes

O conjunto de propriedades físicas torna o 6063 atraente para componentes de gestão térmica e elementos estruturais leves. Alta condutividade térmica e baixa densidade entregam desempenho térmico e rigidez específicos favoráveis em comparação com aços e ligas de alumínio de maior resistência.

As propriedades térmicas também influenciam o comportamento no tratamento térmico: a condutividade térmica determina a uniformidade da têmpera em seções espessas e pode gerar gradientes se há uso de fixadores ou isolamento. A condutividade elétrica é suficiente para algumas aplicações de condutor, mas geralmente é compensada por requisitos mecânicos.

Formas de Produto

Forma	Espessura/Tamanho Típico	Comportamento de Resistência	Temperos Comuns	Observações
Chapa	0,5–6 mm	Propriedades uniformes em bitolas finas	O, H14, T5	Usada para painéis arquitetônicos, invólucros
Placa	>6 mm	Limite máximo de resistência inferior devido à têmpera mais lenta	O, T6 (limitado)	Seções pesadas menos comuns para 6063; placas da série 6xxx usadas onde extrusão não é necessária
Extrusão	Espessura da parede 1–20 mm; perfis complexos	Excelente acabamento superficial; propriedades direcionais	O, T5, T6, T651	Produto principal para 6063; tolerâncias apertadas e compatibilidade com anodização
Tubo	Parede fina a espessa	Resistência varia com a espessura da parede e encruamento	O, T6	Comum para estruturas, trilhos e tubos arquitetônicos
Barra/Tarro	Diâmetros até 50 mm	Menor resistência máxima para diâmetros maiores	O, H14	Barras trefiladas usadas para usinagem ou conformação

A disponibilidade comercial extrudada define o principal uso do 6063; seções transversais complexas com paredes finas podem ser produzidas economicamente mantendo bom acabamento superficial para anodização. Placas e seções pesadas são menos comuns e geralmente substituídas por outras ligas 6xxx ou 7xxx quando maior resistência em seções espessas é requerida.

Diferenças no processamento são importantes: perfis extrudados são frequentemente envelhecidos durante a extrusão ou após o endireitamento, enquanto a produção de chapas e tubos envolve diferentes históricos de laminação e trefilação que afetam a estrutura do grão e a anisotropia mecânica. O projeto para fabricação deve considerar raios mínimos de dobra e o comportamento anisotrópico do escoamento das extrusões.

Graus Equivalentes

Norma	Grau	Região	Observações
AA	6063	USA	Designação comum norte-americana para a liga trabalhada
EN AW	6063	Europa	EN AW-6063 corresponde ao mesmo sistema Mg-Si com especificações européias de processamento
JIS	A6063	Japão	Equivalente japonês comumente usado na indústria de extrusão
GB/T	6063	China	Designação padrão chinesa com envelope composicional similar

Graus equivalentes entre regiões compartilham a mesma química de endurecimento Mg–Si, mas existem diferenças sutis nos limites permitidos de impurezas e práticas de fabricação que afetam o acabamento superficial e a extrudabilidade. Especificações como designações de têmpera, métodos de teste e critérios de aceitação (por exemplo, porosidade permitida, tamanho de grão ou qualidade da superfície) podem variar conforme a norma e o fabricante.

Ao substituir entre normas, verifique as designações de têmpera e tabelas de propriedades mecânicas, pois um T6 em uma norma pode ser especificado com mínimos diferentes para limite de escoamento ou resistência à tração. O acabamento superficial e o comportamento na anodização também podem ser impactados pelo processamento do tarugo e pelo teor de impurezas, portanto o controle da fonte é importante para aplicações arquitetônicas.

Resistência à Corrosão

O EN AW-6063 apresenta boa resistência geral à corrosão atmosférica devido ao seu baixo teor de cobre e à natureza protetora da camada de óxido de alumínio. Anodiza bem e desenvolve uma superfície consistente e atraente que melhora tanto a estética quanto a resistência a ataques localizados, razão pela qual é popular em extrusões arquitetônicas.

Em ambientes marinhos ou contendo cloretos, o 6063 é moderadamente resistente à corrosão por pite e fendas, mas não é tão robusto quanto as ligas 5xxx de alto teor de magnésio ou aços inoxidáveis especialmente revestidos. Ataques localizados aumentam em água do mar estagnada ou sob depósitos, por isso revestimentos protetores, anodização ou estratégias de projeto sacrificial são comuns no uso marítimo.

A susceptibilidade à corrosão sob tensão (stress corrosion cracking, SCC) para ligas 6xxx é tipicamente baixa a moderada, comparada com ligas de alta liga solúveis por tratamento térmico, mas tensões residuais de tração combinadas com ambientes corrosivos e temperaturas elevadas podem favorecer SCC em condições suscetíveis. Interações galvânicas devem ser consideradas: quando acoplado a metais mais nobres, o alumínio corroerá a menos que eletricamente isolado ou protegido catodicamente.

Comparado com as séries 1xxx e 3xxx, o 6063 troca ligeiramente menor resistência intrínseca à corrosão por maior resistência mecânica e melhor extrudabilidade. Comparado às ligas da série 5xxx, o 6063 oferece melhor anodização e acabamento superficial, mas geralmente menor resistência à imersão prolongada em água do mar.

Propriedades de Fabricação

O EN AW-6063 é fácil de fabricar usando processos padrão de oficina; sua combinação de conformabilidade, soldabilidade e resistência tratável termicamente o torna versátil para peças baseadas em extrusão e operações secundárias. O controle das tensões residuais e da entrada térmica durante a soldagem e o endireitamento é importante para manter as tolerâncias dimensionais e evitar envelhecimento excessivo.

Soldabilidade

A soldabilidade do 6063 é excelente com processos comuns de fusão como TIG e MIG. As ligas de adição recomendadas incluem ER4043 (Al-Si) e ER5356 (Al-Mg), dependendo da resistência pós-soldagem e desempenho à corrosão desejados; ER4043 é preferida para melhorar o fluxo e reduzir a tendência à fissuração quente em metal base contendo Si.

Pode ocorrer amolecimento da zona termicamente afetada (ZTA) adjacente às soldas em material T6 ou T651 porque os precipitados se dissolvem e coarsificam, reduzindo a resistência local; tratamento térmico pós-soldagem ou alívio local de tensões pode restaurar algumas propriedades. O risco de fissuração quente é baixo em relação a algumas ligas de alta resistência, mas bom projeto de junta, superfícies limpas e seleção adequada do metal de adição mitigam trincas residuais.

Usinabilidade

A usinabilidade é moderada comparada com ligas de alumínio de fácil corte; o 6063 usina bem utilizando ferramentas de metal duro em velocidades moderadas e com medidas apropriadas de controle de cavacos. O uso de ferramentas com arestas afiadas, ângulos positivos e refrigeração adequada por fluido ou jato de ar reduz o endurecimento do filo e produz acabamento superficial superior para anodização ou revestimentos.

Avanço e velocidade devem considerar restrições de seção; extrusões de parede fina podem vibrar e apresentar repique se não forem apoiadas adequadamente durante a usinagem. Operações de furação, fresamento e acabamento tipicamente deixam superfícies prontas para anodização após limpeza e decapagem apropriadas.

Conformabilidade

A conformabilidade nas têmperas O e H14 é muito boa, suportando dobra, conformação por rolo e estampagem profunda em diversas geometrias. Raios mínimos de dobra dependem da têmpera e espessura, mas orientações típicas indicam raios internos de 1–3× a espessura em material recozido e raios maiores em T6.

O trabalho a frio (têmperas H) aumenta o limite de escoamento em detrimento da ductilidade, por isso processos multietapas geralmente utilizam recozimento–conformação–envelhecimento ou conformam em O e depois envelhecem para T5/T6 para alcançar as propriedades finais. Para dobras apertadas ou estiramento severo, realize conformação em estado O ou pouco endurecido e aplique envelhecimento artificial apenas após obter a geometria final.

Comportamento ao Tratamento Térmico

EN AW-6063 é uma liga Al-Mg-Si tratável termicamente que responde de forma previsível ao tratamento de solução, têmpera e envelhecimento artificial. O tratamento de solução é tipicamente realizado na faixa de 520–540 °C para dissolver Mg2Si em solução sólida supersaturada, seguido de têmpera rápida para reter o soluto em solução sólida.

O envelhecimento artificial (precipitação) é comumente realizado entre 160–185 °C por períodos que variam com a espessura da seção e a têmpera desejada; T5 indica resfriado e depois envelhecido, enquanto T6 refere-se a tratado em solução, temperado e envelhecido até condição estável. O sobreenvelhecimento reduz a resistência máxima, mas aumenta a estabilidade térmica e a tenacidade; o sub-envelhecimento controlado pode ser usado para ajustar a conformabilidade e ganhos posteriores de resistência.

As transições de têmpera são controladas por combinações de deformação mecânica e ciclos térmicos: variantes na têmpera H aproveitam o encruamento, enquanto variantes na têmpera T usam precipitação controlada. Tensões residuais podem ser aliviadas por estiramento (T651) ou ciclos de alívio térmico a baixa temperatura, mas alteração significativa das propriedades mecânicas requer tratamento de solução seguido de re-envelhecimento.

Desempenho em Alta Temperatura

A resistência do EN AW-6063 degrada progressivamente com o aumento da temperatura devido à coarsificação dos precipitados e ao enfraquecimento da matriz; perda significativa do limite de escoamento normalmente ocorre acima de ~150 °C. Para aplicações estruturais contínuas, é prudente manter a temperatura de serviço abaixo de ~120–150 °C para evitar fluência ou amolecimento permanente ao longo do tempo.

A oxidação em temperaturas elevadas é limitada porque o alumínio forma um óxido estável, mas pode ocorrer escamação da superfície e alterações nos revestimentos anodizados em temperaturas altas sustentadas. Regiões de ZTA próximas às soldas podem sofrer amolecimento acelerado ao serem expostas a temperaturas elevadas, reduzindo a capacidade local de carga e a vida em fadiga.

Para excursões de temperatura elevada de curto prazo, o 6063 mantém integridade mecânica útil, mas projetistas devem considerar ligas alternativas (por exemplo, séries 2xxx ou 7xxx) ou ajustes no projeto mecânico para aplicações de carga em altas temperaturas. A resistência à fluência é limitada e não é característica principal desta liga.

Aplicações

Indústria	Exemplo de Componente	Razão para Uso do EN AW-6063
Arquitetura	Esquadrias de janelas e portas	Excelente extrudabilidade, acabamento anodizado e resistência à corrosão
Marinha	Acabamentos de convés e extrusões estruturais	Boa resistência à corrosão atmosférica e leveza
Aeroespacial/Transporte	Componentes internos e seções estruturais não críticas	Boa relação resistência-peso e qualidade superficial
Eletrônica	Dispositivos de dissipação de calor e invólucros	Alta condutividade térmica e boa usinabilidade
Automotivo	Acabamentos, estruturas de cabine e trilhos	Extrusões custo-efetivas com resistência adequada e facilidade de acabamento

O EN AW-6063 é particularmente dominante no mercado de extrusão arquitetônica devido à sua combinação de acabamento superficial, compatibilidade com anodização e estabilidade dimensional durante a extrusão, atendendo às necessidades de sistemas de fachadas e esquadrias. A liga oferece um compromisso pragmático entre fabricabilidade, custo e desempenho em serviço para uma ampla gama de componentes leve-estruturais.

Orientações para Seleção

Utilize EN AW-6063 quando o projeto exigir perfis extrudados de alta qualidade com boa superfície anodizada, resistência mecânica moderada e excelente extrudabilidade. Escolha têmperas recozidas ou pouco endurecidas quando conformação ou dobra forem primárias, e selecione T5/T6/T651 para componentes que necessitem de maior estabilidade dimensional e capacidade de carga.

Comparado com o alumínio comercialmente puro (1100), o 6063 oferece resistência significativamente maior com uma leve redução na condutividade elétrica e térmica; selecione o 1100 quando a condutividade ou conformabilidade forem prioritárias. Comparado com ligas encruadas como 3003 ou 5052, o 6063 proporciona maior resistência por precipitação e melhor comportamento na anodização, enquanto 3003/5052 podem oferecer desempenho superior em ambientes marinhos e conformação a frio onde soldagem ou envelhecimento não são desejados.

Comparado ao 6061, o 6063 apresenta extrudabilidade e acabamento superficial superiores para perfis complexos, porém com resistência máxima normalmente menor; escolha o 6063 para extrusões arquitetônicas e quando a estética da superfície e resistência leve a moderada forem prioridades, e prefira o 6061 quando for necessária maior resistência estrutural em seções transversais maiores.

• Considere custo e disponibilidade dos perfis extrudados: o 6063 é amplamente disponível para seções complexas e frequentemente mais econômico do que usinar grandes componentes em 6061.
• Para montagens juntando metais diferentes, leve em conta o acoplamento galvânico e use revestimentos, selantes ou isoladores para proteger as superfícies de alumínio.
• Quando a vida à fadiga for crítica, priorize o acabamento superficial, elimine defeitos da extrusão e considere jateamento ou acabamento mecânico para melhorar o desempenho.

Resumo Final

O EN AW-6063 continua sendo uma liga fundamental onde qualidade de extrusão, acabamento superficial e propriedades mecânicas equilibradas são exigidos em uma solução custo-efetiva. Seu fortalecimento por precipitação permite que engenheiros ajustem propriedades por meio da seleção do têmpera e tratamento térmico, enquanto seu desempenho em fabricação e resistência à corrosão atendem às demandas das aplicações arquitetônicas, de transporte e gerenciamento térmico.