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 ALUMINIO CURSO: MANTENEDOR ELETROTÉCNICA COMPONENTE CURRICULAR: APOSTILA código CEPAF - UOS PF - 012 folha 01 / 01 revisão 00 INTRODUÇÃO O alumínio, por suas excelentes propriedades físico-químicas – entre as quais se destacam o baixo peso específico, a resistência à corrosão, a alta condutibilidade térmica e elétrica e a infinita reciclagem - apresenta uma ampla variedade de utilização, que o torna o metal não ferroso mais consumido no mundo. 1 - O METAL ALUMÍNIO O aumento espetacular no consumo de alumínio é prova do que este metal significa na indústria moderna. O alumínio segue o ferro/aço entre os metais de maior consumo anual, sendo o mais importante dos metais não ferrosos. A variedade de usos do alumínio está relacionada com suas características físico- químicas, com destaque para seu baixo peso específico, comparado com outros metais de grande consumo, resistência à corrosão e alta condutibilidade elétrica/térmica. O alumínio foi descoberto por Sir Humphrey Davy em 1809, tendo sido isolado pela primeira vez em 1825 por H. C. Oersted. Porém, apenas em 1886 foi desenvolvido um processo industrial econômico de redução. Neste ano, dois cientistas trabalhando independentemente, Charles Martin Hall, nos Estados Unidos, e Paul Louis Héroult, na França, inventaram o mesmo procedimento eletrolítico para reduzir a alumina em alumínio. O procedimento Hall-Héroult é o que se usa atualmente e consome cerca de 14,8 kWh cc (média brasileira) para a produção de um quilo de alumínio primário. O elemento “alumínio” é abundante na crosta terrestre na forma de óxido de alumínio (Al2 O3) e as reservas minerais são quase ilimitadas. O minério industrial mais importante é a “bauxita”, com um teor de óxido de alumínio entre 35% a 45%; suas jazidas localizam-se principalmente nas regiões tropicais e, no Brasil, concentram-se na área amazônica. O Brasil tem vocação para produção de alumínio, pois além da abundante reserva de bauxita (o Brasil detém a terceira maior reserva de bauxita do mundo), tem um alto potencial de geração de energia hidrelétrica, que é um insumo primordial para obtenção do alumínio primário através da eletrólise, conforme já mencionado. O alumínio é produzido comercialmente há cerca de 150 anos e, nesse curto período, sua indústria se expandiu e está presente em seis regiões geográficas - África, América do Norte, América Latina, Ásia, Europa e Oceania. No total, são 46 países que produziram, em 2006, aproximadamente 34 milhões de toneladas de alumínio primário, conforme dados do World Metal Statistics. O Brasil é o sexto maior produtor mundial de alumínio primário, precedido pela China, Rússia, Canadá, Estados Unidos e Austrália. A demonstração da importância da indústria brasileira do alumínio no cenário mundial está na sua participação no mercado global. O Brasil, além da terceira maior jazida de bauxita do planeta, é o quarto maior produtor de alumina e ocupa a quinta colocação na exportação de alumínio primário/ligas. Os números mostram: "o Brasil tem vocação para produzir alumínio". No mercado interno, a maior parte do alumínio e seus produtos é aplicada nos segmentos de embalagens e transportes. Na seqüência, vem os segmentos de eletricidade, construção civil, bens de consumo, máquinas e equipamentos e outros. A produção de semimanufaturados de alumínio no Doc\\Setor pedagógico em 'cepafsrv01\Cepaf\documentos modelos\cabeçalho avaliação 1

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INTRODUÇÃO

O alumínio, por suas excelentes propriedades físico-químicas – entre as quais sedestacam o baixo peso específico, a resistência à corrosão, a alta condutibilidade

térmica e elétrica e a infinita reciclagem - apresenta uma ampla variedade de utilização,que o torna o metal não ferroso mais consumido no mundo.

1 - O METAL ALUMÍNIO

O aumento espetacular no consumo de alumínio é prova do que este metal significa naindústria moderna. O alumínio segue o ferro/aço entre os metais de maior consumoanual, sendo o mais importante dos metais não ferrosos.

A variedade de usos do alumínio está relacionada com suas características físico-químicas, com destaque para seu baixo peso específico, comparado com outros metais

de grande consumo, resistência à corrosão e alta condutibilidade elétrica/térmica.

O alumínio foi descoberto por Sir Humphrey Davy em 1809, tendo sido isolado pelaprimeira vez em 1825 por H. C. Oersted. Porém, apenas em 1886 foi desenvolvido umprocesso industrial econômico de redução. Neste ano, dois cientistas trabalhandoindependentemente, Charles Martin Hall, nos Estados Unidos, e Paul Louis Héroult, naFrança, inventaram o mesmo procedimento eletrolítico para reduzir a alumina emalumínio.

O procedimento Hall-Héroult é o que se usa atualmente e consome cerca de 14,8 kWhcc (média brasileira) para a produção de um quilo de alumínio primário. O elemento

“alumínio” é abundante na crosta terrestre na forma de óxido de alumínio (Al2 O3) e asreservas minerais são quase ilimitadas.

O minério industrial mais importante é a “bauxita”, com um teor de óxido de alumínioentre 35% a 45%; suas jazidas localizam-se principalmente nas regiões tropicais e, noBrasil, concentram-se na área amazônica.

O Brasil tem vocação para produção de alumínio, pois além da abundante reserva debauxita (o Brasil detém a terceira maior reserva de bauxita do mundo), tem um altopotencial de geração de energia hidrelétrica, que é um insumo primordial para obtençãodo alumínio primário através da eletrólise, conforme já mencionado.

O alumínio é produzido comercialmente há cerca de 150 anos e, nesse curto período, sua indústria seexpandiu e está presente em seis regiões geográficas - África, América do Norte, América Latina,Ásia, Europa e Oceania. No total, são 46 países que produziram, em 2006, aproximadamente 34milhões de toneladas de alumínio primário, conforme dados do World Metal Statistics. O Brasil é osexto maior produtor mundial de alumínio primário, precedido pela China, Rússia, Canadá, EstadosUnidos e Austrália.

A demonstração da importância da indústria brasileira do alumínio no cenário mundial está na suaparticipação no mercado global. O Brasil, além da terceira maior jazida de bauxita do planeta, é oquarto maior produtor de alumina e ocupa a quinta colocação na exportação de alumínio

primário/ligas. Os números mostram: "o Brasil tem vocação para produzir alumínio".

No mercado interno, a maior parte do alumínio e seus produtos é aplicada nos segmentos deembalagens e transportes. Na seqüência, vem os segmentos de eletricidade, construção civil, bens deconsumo, máquinas e equipamentos e outros. A produção de semimanufaturados de alumínio no

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Brasil está concentrada na região sudeste do Brasil. Minas Gerais, São Paulo e Rio de Janeiro abrigamempresas produtoras de chapas, folhas, extrudados e cabos. A indústria também está presente nosestados do Pará, Maranhão, Ceará, Pernambuco, Bahia, Mato Grosso, Paraná, Santa Catarina e RioGrande do Sul que também possuem unidades de produção.

Quando o alumínio era ainda uma curiosidade com custo elevado de produção, asprimeiras aplicações foram limitadas a trabalhos suntuosos, tais como, estatuetas eplacas comemorativas. Então, quando o metal tornou-se disponível em grandesquantidades (embora ainda medido em quilos em vez de toneladas) passou a ser usadona decoração Vitoriana como bandejas e escovas de cabelo ornamentais.

No final do Século 19, com o aumento da produção e preços menores, foi gradualmenteutilizado em utensílios de cozinha e alguns dos primeiros automóveis que já possuíampainéis revestidos de alumínio comercialmente puro. Entretanto, a resistência limitadado metal comercialmente puro restringia sua aplicação, especialmente quando havia

alguma dificuldade nas indústrias metalúrgicas em favor de materiais tradicionais comos quais elas estavam mais familiarizadas.

Conseqüentemente, no início do Século as indústrias de alumínio começaram atrabalhar na produção de ligas de alumínio com propriedades mecânicas mais elevadas.Os primeiros experimentos foram através de tentativas e erros, aliados a observaçõesperspicazes, conduzindo a experiências posteriores baseadas no aumento doconhecimento dos princípios metalúrgicos fundamentais envolvidos.

O rápido e notável crescimento da importância do alumínio na indústria é resultado deuma série de fatores:

-é um metal que possui excelente combinação de propriedades úteis resultando numaadequabilidade técnica para um campo extraordinário de aplicações em engenharia;

- pode ser facilmente transformado, através de todos processos metalúrgicos normais,sendo assim viável à indústria manufatureira em qualquer forma que seja requerida;

- as atividades de pesquisa desenvolvidas pela própria indústria do alumínio, peloslaboratórios acadêmicos e pelos seus usuários têm levado a um maior conhecimentodas características de engenharia deste metal, além do que técnicas de fabricação, desoldagem e de acabamento têm sido desenvolvidas, fazendo com que o alumínio sejaconsiderado um material que não apresenta dificuldade nas suas aplicações;

- finalmente, um fator importante na aceitação geral do alumínio tem sido a livredivulgação da indústria quanto às recomendações aos usuários e potenciais usuários dometal. Isto tem sido feito pelos fabricantes individualmente, por centros de pesquisa epela ABAL.

2 - OBTENÇÃO DO ALUMÍNIO

A obtenção do alumínio a partir da bauxita efetua-se em três etapas: Mineração,Refinaria e Redução. A bauxita é extraída, lavada e secada antes de ser enviada àRefinaria onde se produz o alumínio.

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O processo químico denominado Bayer é o mais utilizado na indústria do alumínio.Neste processo, a alumina é dissolvida em soda cáustica e, posteriormente, filtrada paraseparar todo o material sólido, concentrando-se o filtrado para a cristalização daalumina.

Os cristais são secados e calcinados para eliminar a água, sendo o pó branco de aluminapura enviado à redução para obtenção de alumínio, através de eletrólise, processoconhecido como Hall-Héroult.

As principais fases da produção de alumina, desde a entrada do minério até a saída doproduto, são: moagem, digestão, filtração/evaporação, precipitação e calcinação. Asoperações de alumina têm um fluxograma de certa complexidade, que pode serresumido em um circuito básico simples (Figura 1).

No processo de eletrólise, para obtenção do alumínio, a alumina é carregada de formacontrolada, em um eletrólito fundido, formado por sais de criolita e fluoreto de alumínio.

A passagem de corrente elétrica na célula eletrolítica promove a redução da alumina,decantando o alumínio metálico no fundo da célula e o oxigênio liberado reage com oânodo de carbono, formando dióxido de carbono.

A Figura 2 mostra o diagrama de uma célula de redução para alumínio primário umainstalação típica de sala de cubas de redução. Em números redondos, são necessários 5kg de bauxita para produzir 2 kg de alumina e 1 kg de alumínio primário.

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Os principais insumos para a produção de alumínio primário durante o processo de

Redução são indicados na tabela ao lado:

3 - CARACTERÍSTICAS DO ALUMÍNIO

Uma excepcional combinação de propriedades faz do alumínio um dos mais versáteismateriais utilizados na engenharia, arquitetura e indústria em geral:

- PONTO DE FUSÃO

O alumínio possui ponto de fusão de 660ºC (quando na pureza de 99,80%), o que érelativamente baixo comparado ao do aço, que é da ordem de 1570°C. Ligas dealumínio, devido à presença de outros metais, possuem, em geral, um ponto de fusãomais baixo

que o alumínio puro. Por exemplo, a liga 6060 (com ±2% de elementos de liga) funde-seentre 600ºC e 650ºC, enquanto a liga 7075 (com ±10% de elementos de liga) funde-seentre 475ºC e 640ºC.

- PESO ESPECÍFICO

A leveza é uma das principais características do alumínio. Seu peso específico é decerca de 2,70 g/cm³, aproximadamente 35% do peso do aço e 30% do peso do cobre.Essa característica, aliada ao aumento da resistência mecânica por adição de elementosde liga/tratamentos térmicos, torna o alumínio o metal de escolha para a indústria

aeronáutica e de transportes.

- CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS

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O alumínio comercialmente puro tem uma resistência à tração de aproximadamente 90MPa.

Sua utilização como material estrutural nesta condição é um tanto limitada, mas através

do trabalho a frio, sua resistência mecânica pode ser praticamente dobrada. Aumentosmaiores na sua resistência podem ser obtidos com pequenas adições de outros metaiscomo elementos de liga, tais como: silício, cobre, manganês, magnésio, cromo, zinco,ferro etc.

Como o alumínio puro, as “ligas não tratáveis” podem também ter sua resistênciaaumentada pelo trabalho a frio. E as “ligas tratáveis” podem ainda apresentar aumentode resistência através de tratamento térmico, tanto que hoje algumas ligas podem terresistência à tração de aproximadamente 700 MPa.

É possível obter-se uma grande variedade de características mecânicas ou têmperas em

ligas de alumínio, através das várias combinações de trabalho a frio e de tratamentotérmico, que serão tratadas em capítulos específicos.

O alumínio e suas ligas perdem parte de sua resistência a elevadas temperaturas,embora algumas ligas conservem boa resistência em temperaturas entre 200ºC e260ºC.

Em temperaturas abaixo de zero, entretanto, sua resistência aumenta sem perder aductilidade e a tenacidade, tanto que o alumínio é um metal particularmente utilizadoem aplicações a baixas temperaturas.

- RESISTÊNCIA A CORROSÃO

Quando o alumínio líquido é exposto à atmosfera, forma-se imediatamente uma fina einvisível camada de óxido, a qual protege o metal de oxidações posteriores. Essacaracterística de autoproteção dá ao alumínio uma elevada resistência à corrosão.

A menos que seja exposto a uma determinada substância ou condição agressiva quedestrua essa película de óxido de proteção, o metal fica totalmente protegido contra acorrosão.

O alumínio é altamente resistente ao tempo, mesmo em atmosferas industriais, que

freqüentemente corroem outros metais. É também resistente a vários ácidos.

Os álcalis estão entre as poucas substâncias que atacam a camada de óxido e,conseqüentemente, podem corroer o alumínio. Embora o metal possa seguramente serusado na presença de certos álcalis moderados com a ajuda de inibidores, em geral ocontato direto com substância alcalina deve ser evitado.

Algumas ligas são menos resistentes à corrosão do que outras, particularmente certasligas de elevada resistência mecânica. Tais ligas podem ser efetivamente protegidas damaioria das influências corrosivas, através do revestimento das superfícies expostascom uma fina camada de alumínio puro ou ligas de alta resistência à corrosão. A pinturada superfície seria a alternativa mais simples.

Uma palavra de alerta deve ser mencionada com relação às características deresistência à corrosão do alumínio. Contatos diretos com alguns metais devem ser

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evitados na presença de um eletrólito, caso contrário, a corrosão galvânica do alumíniopode surgir na região da área de contato. Quando houver necessidade de se unir oalumínio com esses metais, recomenda-se o isolamento da área com pinturasbetuminosas ou materiais isolantes.

Na série galvânica, mostrada na tabela abaixo, qualquer material tende a ser corroídoatravés do contato com qualquer outro metal inferior a ele. Apesar da sua baixa posiçãona série, o aço inoxidável pode ser seguramente acoplado ao alumínio em váriosambientes porque o aço é altamente polarizado. Em ambientes com elevados teores decloretos, o aço inoxidável pode causar substancial corrosão de contato no alumínio.

- COEFICIENTE DE DILATAÇÃO TÉRMICA

O alumínio puro possui um coeficiente de dilatação térmica linear de 0,0000238 mm/ºC,na faixa de 20ºC a 100ºC. Este coeficiente é aproximadamente duas vezes o do aço.

Porém, devido ao baixo módulo de elasticidade do alumínio, induzem-se menorestensões na estrutura do alumínio, com a variação de temperatura, que na do aço. Aadição de outros metais afeta muito pouco o coeficiente de dilatação.

- CONDUTIBILIDADE ELÉTRICA

O alumínio puro possui resistividade de 0,00000263 ohm/cm³ e condutividade elétricade 62% da IACS (International Annealed Copper Standard), a qual associada à sua baixadensidade significa que um condutor de alumínio pode conduzir tanta corrente quantoum condutor de cobre que é duas vezes mais pesado e proporcionalmente mais caro.

- CONDUTIBILIDADE TÉRMICA

Essa característica é um importante meio de transferência de energia térmica, tanto noaquecimento, como no resfriamento. Assim, os trocadores ou dissipadores de calor emalumínio são comuns nas indústrias alimentícia, química, petrolífera, aeronáutica, etc.

O alumínio é também um excelente refletor de energia radiante devido ao grandealcance dos comprimentos de onda desde os raios ultravioletas, através dos espectrosvisíveis, até os raios infravermelhos e ondas de calor, tanto quanto ondaseletromagnéticas de rádio e radar.

O alumínio puro possui uma condutibilidade térmica (k) de 0,53 calorias por segundopor centímetro quadrado por centímetro de espessura por grau Celsius, de forma quesua condutibilidade térmica é 4,5 vezes maior que a do aço doce.

A alta condutividade térmica do alumínio é um fator que influencia positivamente seuuso na indústria de alimentos e de produtos químicos.

- REFLETIVIDADE

O alumínio tem uma refletividade acima de 80%, a qual permite ampla utilização emluminárias. Coberturas de alumínio refletem uma alta porcentagem do calor do Sol,

tanto que edificações cobertas com esse material são menos quentes no verão.

- PROPRIEDADE ANTI-MAGNÉTICA

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O metal não é magnético sendo freqüentemente utilizado como proteção emequipamentos eletrônicos. Também não produz faíscas, o que é uma característicamuito importante, sendo, dessa forma, bastante utilizado na estocagem de substânciasinflamáveis ou explosivas, bem como em caminhões-tanque de transporte de materiais

combustíveis, aumentando a segurança em casos de acidentes de trânsito, pois o nãofaiscamento elimina o risco de incêndio/explosão.

- CARACTERÍSTICAS DE BARREIRA

O alumínio é um importante elemento de barreira à luz, é também impermeável à açãoda umidade e do oxigênio, tornando a folha de alumínio um dos materiais mais versáteisno mercado de embalagens.

- CARACTERÍSTICA NUCLEAR

Uma propriedade de importância em engenharia nuclear é sua baixa absorção denêutrons, de maneira que ele não impede significativamente a passagem de nêutrons,os quais mantêm a reação nuclear no combustível de urânio, tornando-o um materialeficiente e de uso intensivo no núcleo dos reatores de baixa temperatura.

- ATOXIDADE

O fato de o alumínio possuir características “não-tóxicas” permite sua utilização emutensílios domésticos, sem qualquer efeito nocivo ao organismo humano, sendo muitoutilizado em equipamentos na indústria alimentícia. É essa mesma característica quepermite às folhas de alumínio serem utilizadas seguramente em contato direto com

produtos alimentícios, como embalagens.

- RECICLAGEM

A característica de ser infinitamente reciclável, sem perda de suas propriedades físico-químicas, torna o alumínio o metal de escolha, principalmente em embalagens parabebidas carbonatadas.

 Todas essas características apresentadas conferem ao metal alumínio uma extremaversatilidade. Na maioria das aplicações, duas ou mais destas características entram em

 jogo, como por exemplo: baixo peso combinado com resistência mecânica em

aeronaves, vagões ferroviários, caminhões e outros equipamentos de transporte. A altaresistência à corrosão e a elevada condutibilidade térmica são importantes emequipamentos para a indústria química e petrolífera, propriedades que combinam com aatoxidade necessária em equipamentos de produção alimentícia.

Sua aparência atraente aliada à alta resistência às intempéries e baixos requisitos demanutenção proporcionam uma vasta utilização em todos os tipos de construção.

A alta refletividade, a excelente resistência às intempéries e seu baixo peso específicosão muito importantes em materiais de cobertura, facilitando, também, o manuseio e oscustos de transporte. Muitas aplicações requerem extrema versatilidade que somente oalumínio possui. Diariamente, cada combinação de suas propriedades vem sendotrabalhada de novas formas.

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A tabela a seguir compara as características dos três metais mais utilizados pelasociedade contemporânea:

4 – LIGAS DE ALUMÍNIO, CARACTERÍSTICAS E APLICAÇÕES

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 Tanto as ligas para conformação quanto as ligas para fundição seguem um sistema dedesignação de acordo com a norma da ABNT NBR 6834, conforme o principal elementode liga presente em sua composição. Observe a tabela a seguir:

Pela norma já citada (NBR 6834), os materiais para conformação mecânica sãoindicados por um número de quatro dígitos:

• o primeiro classifica a liga pela série de acordo com o principal elemento adicionado;

• o segundo dígito, para o alumínio puro, indica modificações nos limites de impureza: 0(nenhum controle) ou 1 a 9 (para controle especial de uma ou mais impurezas). Para asligas, se for diferente de zero indica qualquer modificação na liga original;

• o terceiro e o quarto dígitos, para o alumínio puro, indicam o teor de alumínio acimade 99%. Quando se referem às ligas, identificam as diferentes ligas do grupo (é umnúmero arbitrário).

Exemplo 1:

Digamos que você tenha à mão um catálogo de fabricante de alumínio e escolha oalumínio número 1035. O primeiro dígito (1) significa que se trata de uma liga da série1XXX, que se refere ao alumínio comercialmente puro. O segundo dígito (0) indica que éum alumínio sem controle especial de impurezas. E, finalmente, os dois últimos dígitos(35) significam que é um material com 99,35% de alumínio.

Exemplo 2:

Se for um alumínio 6463ª a tabela indica que o primeiro dígito (6) se refere à série6XXX, correspondente à liga de alumínio com magnésio e silício. O segundo dígito (4)indica que se trata de uma modificação da liga original (6063). Os dois últimos dígitos

(63) indicam que essa liga é a número 63 dessa série. Mas, e a letra A? Bem, essa letra,que também é normalizada, indica que essa liga é uma pequena alteração da liga 6463existente em outro país.

LIGAS PARA FUNDIÇÃO

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Designação da Série Indicação da composição

1XX.X Alumínio 99% de pureza

2XX.X Cobre3XX.X Silício com adição de Cu e/ou Mg

4XX.X Silício

5XX.X Magnésio

7XX.X Zinco

8XX.X Estanho

Como você pode observar na coluna designação de série, as ligas de alumínio parafundição são indicadas por três dígitos, um ponto e um dígito. Da mesma forma comonas ligas para conformação, cada dígito tem um significado:

• o primeiro dígito classifica a liga segundo o elemento principal da liga;

• o segundo e o terceiro dígitos indicam centésimos da porcentagem mínima dealumínio (para o alumínio puro) ou diferentes ligas do grupo;

• o dígito após o ponto indica a forma do produto: 0 para peças fundidas e 1 para

lingotes.

Exemplo 3:

A liga escolhida é a 319.0: o dígito 3 indica que esta é uma liga de alumínio com silício ecobre e/ou magnésio; o número 19 indica que ela é a 19ª liga da série; o dígito 0 após oponto indica tratar-se de peça fundida.

5 – PROPRIEDADES MECÂNICAS

As propriedades mecânicas são determinadas através de ensaios rotineiros de amostrasselecionadas como sendo representativas do produto. Estes ensaios mecânicos sãonormalmente destrutivos de modo que não devem ser efetuados em produtosacabados, pois alteram suas condições de funcionalidade.

Obtém-se corpos-de-prova de amostras que tenham sido elaboradas do mesmo modoque o produto, exceto no caso de peças fundidas e forjadas.

Os ensaios de peças fundidas são feitos em corpos-de-prova do mesmo vazamento dometal da peça fundida e elaborados ao mesmo tempo.

Com as peças forjadas, os ensaios, geralmente, são feitos em pedaços cortados domesmo metal da peça. Os valores das propriedades mecânicas podem dividir-se emdois grupos: os de valores garantidos e os de valores típicos.

Os valores garantidos são os valores mínimos estabelecidos pelas especificações. Osensaios rotineiros garantem que todo o material obedece às especificações.

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Além disso, os ensaios rotineiros propiciam dados estatísticos para obterse os valorestípicos.

- LIMITE DE RESISTÊNCIA A TRAÇÃO

O limite de resistência à tração é a máxima tensão que o material resiste antes deocorrer sua ruptura. Calcula-se dividindo a carga máxima, em quilogramas-força,aplicada durante o ensaio pela seção transversal em milímetros quadrados do corpo-deprova. O limite de resistência à tração do alumínio puro recozido é aproximadamente48 MPa (4,9 kgf/mm²).

Este valor aumenta em função da liga, do trabalho a frio e do tratamento térmico(quando possível). A Figura 4 ilustra algumas curvas típicas de deformações.

- LIMITE DE ESCOAMENTO

O limite de escoamento é a tensão em que o material começa a deformar-seplasticamente e que para o alumínio é de 0,2% do comprimento original medido em umcorpo-de-prova normal.

É importante definir este grau de deformação permanente porque as ligas de alumínionão possuem um limite de escoamento tão pronunciado como a maioria dos aços. Olimite de escoamento do alumínio puro recozido é aproximadamente 12,7 MPa (1,3kgf/mm²). O trabalho a frio e o tratamento térmico aumentam o limite de escoamentomais rapidamente do que a resistência à tração final.

- ALONGAMENTO

O alongamento é expresso em porcentagem relativamente ao comprimento originalmedido em um corpo-de-prova normal e é calculado através da diferença decomprimentos medidos entre os pontos de referência.

O alongamento é a indicação da ductilidade, a qual é relativamente menor para umcorpo-de-prova mais fino do que para um mais espesso da mesma liga, sendo, portanto,necessário associar o alongamento com a espessura do corpo-de-prova.

- DUREZA

A dureza de um metal é definida como a medida da sua resistência à penetração.Existem várias maneiras de se determinar a dureza, sendo as mais comuns a Brinell, aVickers e a Rockwell.

 Todos os ensaios de dureza são empíricos, ainda que existam tabelas indicativas darelação entre as várias escalas de dureza, a “equivalência” de valores deve ser usadacom reserva. Mais importante ainda é o fato de que não existe relação direta entre ovalor de dureza e as propriedades mecânicas das várias ligas de alumínio.

Os elementos de liga aumentam em muito a resistência do alumínio, assim como o

tratamento térmico e o endurecimento pelo trabalho a frio, porém a dureza ésignificativamente mais baixa do que a maioria dos aços.

- PROPRIEDADES EM TEMPERATURAS ELEVADAS

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O alumínio puro funde a 660°C e várias ligas possuem ponto de fusão abaixo deste. Ometal puro e muitas das ligas perdem um pouco da sua resistência, ficando sujeitas auma lenta deformação plástica conhecida como fluência, se permanecer sob tensão porlongos períodos em temperaturas acima de 200°C.

Entretanto, ligas desenvolvidas para serviços em altas temperaturas, tais como aquelasusadas em pistões, retêm suas propriedades adequadamente, funcionandosatisfatoriamente dentro da faixa de temperatura de trabalho requerida.

- PROPRIEDADES EM BAIXAS TEMPERATURAS

Ao contrário do aço doce, o alumínio não se torna frágil em temperaturas abaixo de zeroe na realidade sua resistência aumenta sem perder a ductilidade. Esta é a característicaque leva uma liga de AlMg ser escolhida na construção de tanques soldados paraarmazenar gás metano liquefeito, em temperaturas de -160°C.

6 – PROCESSOS INDUSTRIAIS

O alumínio é facilmente fabricado por todos os processos metalúrgicos usuais e estádisponível ao engenheiro em uma ampla variedade de formas comparadas a outrosmateriais. As operações que envolvem a transformação do alumínio, desde o metalvirgem ou lingote de liga até as formas usuais requeridas pela indústria, podem serconvenientemente agrupadas sob várias condições.

A facilidade pela qual o alumínio pode ser fabricado em várias formas é uma de suasmais importantes vantagens. Freqüentemente, pode competir com grande sucesso com

materiais mais baratos. Atualmente, depois do ferro, é o material mais utilizado nafabricação de peças em geral.

O alumínio pode ser fundido por qualquer método conhecido; pode ser laminado emqualquer espessura até folhas mais finas que as de papel; chapas de alumínio podemser estampadas, cunhadas, repuxadas e corrugadas. O alumínio pode ser extrudadonuma infinidade de perfis de seção transversal constante e de grande comprimento. Ometal pode ser, também, forjado ou impactado.

No forjamento, um bloco, tarugo ou perfil é aquecido a aproximadamente 500ºC epressionado contra uma matriz bipartida, na qual foi escavada a forma da peça emnegativo. O metal escoa, preenchendo a cavidade formada pelo ferramental, tomando aforma da peça.

Arames de alumínio trefilados, a partir de vergalhões redondos, dão origem aos fios dealumínio que, após serem encordoados, transformam-se em cabos condutores, quetambém podem ter uma alma de aço. Tubos de alumínio podem ser trefilados atéminúsculas dimensões. Praticamente, não há limitação para as diversas formas em queo metal pode ser extrudado.

A facilidade e a velocidade com que o alumínio pode ser usinado é um dos importantes

fatores que contribuem para o baixo custo das peças acabadas em alumínio. O metalpode ser curvado, fresado, perfurado ou trabalhado de outras maneiras, nas máximasvelocidades que a maioria das máquinas pode atingir. Uma outra vantagem de suaflexibilidade em usinagem é permitir que as barras e os vergalhões de alumínio sejamutilizados na manufatura de peças em tornos automáticos de alta velocidade.

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Praticamente, todos o métodos de união são aplicáveis ao alumínio - rebitagem,soldagem, brasagem e colagem - uma grande variedade de junções mecânicas doalumínio simplifica a montagem de muitos produtos. Adesivos para colar peças dealumínio são largamente empregados, particularmente em uniões de componentes

aeronáuticos e quadros de bicicletas.

Para a maioria das aplicações o alumínio não necessita de revestimentos de proteção.Acabamentos mecânicos, tais como: polimento, jateamento com areia ou escovamentosatisfazem a maioria das necessidades. Em muitos casos a superfície acabada fornecidaé totalmente adequada, dispensando tratamentos posteriores. Onde a superfície purado alumínio não é suficiente ou onde a proteção adicional é requerida, qualqueracabamento superficial da grande variedade existente pode ser aplicado. Acabamentosquímicos, eletroquímicos ou pintados são utilizados. Muitas cores são disponíveis paraambos acabamentos químico e eletroquímico. Os acabamentos pintados, laqueados ou

esmaltados podem ser efetuados em quaisquer cores. Esmaltes vítreos foramdesenvolvidos para o alumínio, o qual também pode sofrer deposição eletrolítica deoutro metal.

Extrudados e laminados de alumínio, devido à grande capacidade de resistência àcorrosão e superfícies regulares contínuas, são excelentes bases para pinturas de altaqualidade. O pré-tratamento químico, além da aplicação de cura térmica na pintura dealta qualidade, assegura um acabamento sem trincas, bolhas ou desfolhamentos. Danosacidentais aos produtos de alumínio pintados não ocasionarão áreas de oxidação, sehouver um pré-tratamento adequado. Em áreas altamente industrializadas pode ocorreralguma mudança de cor devido aos contaminantes atmosféricos escolhendo-se entãoalternativas de cores menos sensíveis ao efeito.

A manutenção adequada pode aumentar a vida útil consideravelmente, pois até mesmoos mais sofisticados veículos automotivos requerem, ocasionalmente, lavagem epolimento para que mantenham suas aparências originais.

A sucata do alumínio que foi utilizada numa longa vida útil ou retalhos que sobram deprocessos industriais são totalmente reciclados, com um consumo de energiainsignificante se comparado ao da energia consumida para a produção do metalprimário eproporcionando um enorme mercado de trabalho, a maioria informal. Quando

utilizada numa usina de redução de alumina, pode-se afirmar que seu consumo deenergia é negativo, por ser utilizada no resfriamento do alumínio líquido produzido. Ovalor da sucata chega a ser da mesma ordem de grandeza do lingote primário,impossibilitando que se destine ao lixo. Cerca de 20% do alumínio utilizado no mundoprovém da reciclagem.

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 TREFILAÇÃO

Alem de forjamento, estampagem, fundição, soldagem, processo de solda TIG e MIG,usinagem, acabamentos superficiais, anoidização, camadas de conversão,abrilhantamento químico, eletrodeposição, acabamentos mecânicos, aplicação de tintas,etc.

7 – PRINCIPAIS APLICAÇÕES

São comumente utilizados na área de construção civil, esquadrias e revestimentos,telhas, estruturas, aeronáutica, indústria automotiva, naval, vagões, bens de consumo,máquinas e equipamentos, embalagens, etc.

Na indústria eletro eletrônica o alumínio é utilizado em cabos condutores, paratransmissão e distribuição de energia elétrica, transformadores, solenóides, relés,revestimento de cabos condutores, bases de lâmpadas, refletores e componentes. Naindústria eletrônica, seu uso compreende antenas de televisão, capacitores, chassiseletrônicos, etc.

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