TD Final 28-11versão Final

5/20/2018 TD Final 28-11verso Final

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UNIFEI/IEM Projeto Final de Graduao

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Agradecimentos

Aos nossos pais e as pessoas especiais pelo incentivo em todos os momentos

de nossa vida.

Ao nosso orientador prof. Paulo Junho de Oliveira e ao Toninho do

Laboratrio de Metalurgia e Materiais que mostraram os caminhos a serem seguidos.

Em especial ao nosso amigo francs, Marc.


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Os guerreiros vitoriosos vencem antes de ir a guerra,

ao passo que os derrotados vo a guerra e

s ento procuram a vitria."

Sun Tzu - A arte da guerra"


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Sumrio

1 Reviso Bibliogrfica 1

1.1 Introduo 1

1.2 Obteno do Alumnio 1

1.3 Aplicaes do Alumnio 4

1.4 Principais caractersticas do Alumnio 5

1.5 As Ligas de Alumnio 6

1.6 Influncia dos Elementos de Liga 7

1.7 Tratamentos Trmicos das Ligas de Alumnio 9

2 Parte Experimental 16

2.1 Procedimento Experimental 16

3 Resultados e Concluses 22

3.1 Apresentao dos Resultados 22

3.2 Concluses 23

3.3 Sugestes para Trabalhos Futuros 24

Referncias Bibliogrficas 25

Apndice 26


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Resumo

As ligas de alumnio so amplamente utilizadas na indstria moderna, devido ao seu

baixo peso especfico, elevada resistncia mecnica e boa resistncia corroso. Alm disso,

possvel melhorar as propriedades mecnicas de ligas de alumnio com a realizao de

tratamentos trmicos A tmpera seguida de envelhecimento artificial, por exemplo, promove

o endurecimento das ligas. possvel obter o mximo valor de dureza em funo da

temperatura e do tempo de envelhecimento.

Neste trabalho foi estudado o comportamento da liga AA 7475 quando submetida aostratamentos trmicos de tmpera e envelhecimento artificial. Por se tratar de uma liga

relativamente nova no mercado, poucas informaes esto disponibilizadas a respeito desta.

Foram realizados vrios tratamentos de tmpera e envelhecimento artificial utilizando-se

temperaturas e tempos diferentes e os testes de durezas realizados mostraram a evoluo da

dureza em funo destes tratamentos trmicos.

Palavras Chave

- Alumnio, Dureza, Envelhecimento.


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Abstract

The aluminum alloys are widely used in modern industry because of their low specific

weight, high mechanical strength and corrosion resistance. Moreover is possible to improve

the mechanical properties of aluminum alloys with the completion of heat treatments. The

temper followed by artificial aging, for example, promotes the hardening of the alloys. It is

possible to get the maximum value of hardness according to the temperature and time of

ageing.

In this work, the behavior of the AA7475 alloy was studied when subjected to heattreatments of temper and artificial ageing. As it is a relatively new alloy on the market, there

are few informations about it. Several treatments of temper and artificial agening were taken,

using different temperatures and times, the tests of hardness taken showed the evolution on

hardness in light of these heat treatments.

Key words

-

Aluminum, Hardess, Ageing.


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Lista de Figuras

1.1 Circuito das fases de produo de alumina 3

1.2 Diagrama temperatura x tempo x transformao (TTT) 13

2.1 Durmetro utilizado no ensaio de macrodureza 17

2.2 Forno utilizado na tmpera 19

2.3 Estufa utilizada no envelhecimento 20


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Lista de Tabelas

1 Tempos de transferncia entre forno e tanque de resfriamento para solubilizao

por imerso (ligas trabalhveis)

12

2 Limites de composio qumica e densidade do alumnio 16

3 Durezas obtidas com os tratamentos de recozimento, tmpera e envelhecimento

para a 1 etapa

22

4 Durezas obtidas com os tratamentos de recozimento, tmpera e envelhecimento

para a 2 e 3etapa

23

5 Tempo de tratamento recomendado para a solubilizao das ligas tratveis 26

6 Tratamentos trmicos tpicos de solubilizao e envelhecimento 27


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Captulo 1 - Reviso Bibliogrfica

1.1 Introduo

O alumnio um dos elementos metlicos mais abundantes da crosta terrestre, bom

condutor de eletricidade, possui resistncia corroso e baixo ponto de fuso. obtido a

partir da bauxita. Os principais produtores so a Austrlia (36%), a Guin Francesa (17%),

Jamaica (10%) e o Brasil (9%).

O metal alumnio relativamente mole e mecanicamente pouco resistente quando

puro, mas torna-se consideravelmente mais resistente quando forma liga com outros metais. O

alumnio puro possui resistncia mecnica de 19 MPa e 400 MPa se inserido dentro de uma

liga.

Possui excelente maleabilidade: possvel laminar folhas de 0,005mm de espessura.

Tambm possui boa ductilidade, com alongamento de 30 a 40%, sendo possvel obter fios de

0,03mm de dimetro. Sob ao de trabalho mecnico a frio (laminao, forjamento) o

alumnio se encrua.

Sua principal vantagem sua baixa densidade (2,73 g.cm-3). Algumas ligas so

utilizadas para finalidades especficas: como o duralumnio, que contm cerca de 4% de Cu, e

diversos bronzes de alumnio (ligas de Cu e Al com outros metais, tais como Ni, Sn e Zn).

O campo de aplicao do alumnio e suas ligas cada vez maior, sendo que este metal

conseguiu se impor em relao a outros metais.

1.2 Obteno do Alumnio

O alumnio, apesar de ser o terceiro elemento mais abundante na crosta terrestre, o

metal mais jovem usado em escala industrial. Mesmo sendo utilizado milnio antes de Cristo,

o alumnio comeou a ser produzido comercialmente h cerca de 150 anos. Sua produo

atual supera a soma de todos os outros metais no ferrosos. [4]

Hoje, os Estados Unidos e o Canad so os maiores produtores mundiais de alumnio,

mesmo no possuindo jazida de bauxita em seus territrios, dependendo exclusivamente da


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importao. O Brasil tem a terceira maior reserva do minrio no mundo, localizada na regio

amaznica, perdendo apenas para Austrlia e Guin. Alm da Amaznia, o alumnio pode ser

encontrado no sudeste do Brasil, na regio de Poos de Caldas (MG) e Cataguases (MG).

A bauxita o minrio mais importante para a produo de alumnio.Antigamente sua

produo era escassa, por seu custo elevado, sendo usado apenas em objetos luxuosos,

posteriormente as indstrias de alumnio comearam a trabalhar na produo de ligas de

alumnio com propriedades mecnicas mais elevadas.

O alumnio no pode ser retirado diretamente da crosta terrestre, sua obteno

compreende vrias etapas de processamento at chegar ao seu estado metlico. importante

que a constituio da bauxita seja de no mnimo de 30% de alumina para que sua produo

seja economicamente vivel.

O processo de obteno do alumnio possui trs etapas:

Minerao: obteno do minrio (bauxita);

Refinaria:obteno da alumina (Al2O3);

Reduo: obteno do alumnio.

O minrio formado pela decomposio de rochas alcalinas pelo efeito do

intemperismo, que levam degradao e enfraquecimento das mesmas. Sendo a argila

composta principalmente de xido de alumnio hidratado (alumina) misturado com xido deferro, slica, titnio e outras impurezas. A proporo de alumina, nessa argila, fica entre 40 e

60%.

A alumina obtida do processamento da bauxita em operaes qumicas, por meio do

processo Bayer. A bauxita triturada e misturada com uma soluo de soda custica,

aquecida sob alta presso, recebendo uma nova adio de soda custica. Obtendo dessa forma,

alumina dissolvida, sem a presena de slica, porm as outras impurezas continuam presentes

na pasta formada. Assim, elas so separadas por processos de sedimentao e filtragem. Asoluo resultante chamada de aluminato de sdio colocada em um precipitador e, nesse

processo, obtm-se a alumina hidratada que passa pelos calcinadores onde ser aquecida a

temperaturas entre 1.000C e 1.300C, para retirar a gua existente. A obteno de alumina se

d por um processo que pode ser resumido em um circuito bsico simples apresentado na

figura 1.1.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Rochahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Rocha


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Figura 1.1Circuito das fases de produo de alumina [1]

A alumina um composto qumico que contm dois tomos de alumnio e trs tomos

de oxignio.

Para obter o alumnio, preciso retirar esse oxignio. Para eliminao do oxignio, a

alumina passa para a segunda parte do processo, a etapa eletroltica, que utiliza a eletricidade

para produzir uma reao qumica. A alumina depositada nos fornos das Redues.

O alumnio lquido se deposita no fundo do forno e aspirado a intervalos regulares

por meio de sifes. O calor gerado pela corrente eltrica mantm a soluo em estado lquido.

Isso permite a adio de mais alumina a qualquer momento, tornando o processo contnuo.

O alumnio lquido encaminhado para fornalhas onde feita a correo qumica

desejvel para cada aplicao formando ligas com caractersticas especiais. Ele, ento

resfriado sob a forma de lingotes, barras ou tarugos de acordo com as solicitaes do cliente

para ser utilizado nas indstrias.

O alumnio puro, ou seja, aquele que tem 99% ou mais de teor de alumnio, apresenta

propriedades mecnicas pobres: baixa dureza, baixos limites de escoamento e baixa

resistncia trao.

Sua maior utilizao industrial, portanto, na forma de ligas. No estado puro, ele

usado apenas em aplicaes especiais tais como: partes de motores eltricos, embalagens e

condutores eltricos.


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1.3 Aplicaes do alumnio

Na construo civil o alumnio se destaca devido sua resistncia s intempries,

relao resistncia/peso elevada e possibilidade de aplicao de acabamentos estticos ou

destinados a proteo (esquadrias, luminrias e itens de acabamento).

A relao peso/resistncia concorre na seleo das ligas de alumnio para construo

de equipamentospara transporte. A reduo do peso resultante permite o aumento da

capacidade til dos equipamentos, economia de combustvel e menor desgaste.

A alta condutibilidade eltrica e a baixa densidade fazem com que o alumnio venha a

competir vantajosamente com o cobre, em relao ao peso, tanto do ponto de vista tcnico

quanto econmico (cabos de transmisso de alta tenso, componentes de motores e

transformadores, antenas, dissipadores e guias de onda).

Um dos grandes mercados de expanso do alumnio no ramo das embalagens. As

vantagens procuradas so a resistncia mecnica e a corroso, refletividade, impermeabilidade

a lquidos e a gases, aparncia esttica e a possibilidade de ser combinado com outros

materiais, como o papel e plstico (folhas para embalar alimentos, envelopes para a indstria

farmacutica, latas de bebidas).

Bens de consumo como, por exemplo, utenslios de cozinha, eletrodomsticos,

mobilirio de campo e jardim, artigos esportivos, tiveram o alumnio implantado e obtiveram

grande destaque. Graas leveza, facilidade de processamento e variedade de acabamento

que podem ser aplicados ao metal.

No processamento de cidos concentrados, como o ntrico e o sulfrico, o alumnio

tem resistncia ao ataque qumico. Seus sais so incolores, atxicos e no mancham os

produtos (industria alimentcia, farmacutica, txtil e de plsticos).

Como esse metal no gera fagulhas, pode ser usado no armazenamento e transporte decombustveis e explosivos.

Para aplicaes criognicas, o alumnio largamente utilizado, pois no perde a

ductilidade e a tenacidade a baixas temperaturas.

Na construo de mquinas, o metal favorecido pela sua baixa densidade e alta

condutibilidade trmica, alm da facilidade de processamento por conformao mecnica,

usinagem e por processos comum de unio, como solda, unio mecnica ou colagem.


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1.4 Principais caractersticas do Alumnio

As caractersticas do alumnio permitem que ele tenha uma diversa gama de

aplicaes. Por isso, o metal um dos mais utilizados no mundo todo. Material leve, durvel e

com boa aparncia, o alumnio mostra uma excelente performance e propriedades superiores

na maioria das aplicaes. Produtos que utilizam o alumnio ganham tambm

competitividade, em funo dos inmeros atributos que este metal incorpora, como pode ser

conferido a seguir com alguns exemplos.

Leveza

Caracterstica essencial na indstria de transportes representa menor consumo de

combustvel, menor desgaste, mais eficincia e capacidade de carga. Para o setor de

alimentos, traz funcionalidade e praticidade s embalagens por seu peso reduzido em relao

a outros materiais.

Impermeabilidade e opacidade

Caracterstica fundamental para embalagens de alumnio para alimentos e

medicamentos. O alumnio no permite a passagem de umidade, oxignio e luz. Essa

propriedade faz com que o metal evite a deteriorao de alimentos, remdios e outros

produtos consumveis.

Durabilidade

O alumnio oferece uma excepcional resistncia a agentes externos, intempries, raios

ultravioleta, abraso e riscos, proporcionando elevada durabilidade, inclusive quando usado

na orla martima e em ambientes agressivos.


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Resistncia corroso

O alumnio tem uma autoproteo natural que s destruda por uma condio

agressiva ou por determinada substncia que dissipe sua pelcula de xido de proteo. Essa

propriedade facilita a conservao e a manuteno das obras, em produtos como portas,

janelas, forros, telhas e revestimentos usados na construo civil, bem como em

equipamentos, partes e estruturas de veculos de qualquer porte. Nas embalagens fator

decisivo quanto a higienizao e barreira contaminao.

1.5 As ligas de Alumnio

As ligas de alumnio so bastante utilizadas em diversas aplicaes industriais, devido

a sua elevada resistncia e baixo peso especfico. Dentre as de maior interesse industrial, est

o duralumnio, apresentando, cerca de 93,2 a 95,5% de alumnio, 3,5 a 5,5% de cobre, 0,5 a

0,8% de magnsio e, em alguns tipos, silcio. Surgiu de modo mais ou menos acidental e

usada durante anos mesmo sem o conhecimento real do fenmeno chamado de endurecimento

por precipitao. Esse foi descoberto por Alfred Wilm durante pesquisa no exrcito alemo no

incio do sculo XX.Entre essas ligas a 2017 a mais antiga e conhecida. uma liga que

contm 4% de cobre, 0,5 % de magnsio e 0,7 % de mangans, nas quais a simples introduo

desses elementos de liga j eleva a resistncia trao de 9,1 kg/mm 2 (alumnio

comercialmente puro) para 18,2 kg/mm2. Com o tratamento trmico de envelhecimento por

precipitao controlando-se o tempo e temperatura possvel aumentar ainda mais a

resistncia trao, para cerca de 43 kg/mm2 .

Os duralumnios (conhecidos tambm como alumnio-cobre-magnsio), podem ser

endurecidos por um tratamento estrutural (precipitao ou envelhecimento) que a torna

utilizvel na indstria automotiva e aeronutica. Assim como outras ligas, que possuem

cobre-nquel, magnsio (alumig), magnsio-zinco (zicral), sofrem igualmente esse tratamento

trmico caracterstico.

Os duralumnios apresentam uma elevada resistncia mecnica a temperatura

ambiente, entretanto h uma perda na sua resistncia oxidao, na soldabilidade e na

capacidade para a anodizao.

Uma liga de duralumnio aquecida acima de 550 C e arrefecida bruscamente ficasupersaturada de cobre temperatura ambiente. Um aquecimento posterior, inferior a 200 C
http://pt.wikipedia.org/wiki/Temperatura_ambientehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Temperatura_ambientehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Oxida%C3%A7%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Oxida%C3%A7%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Temperatura_ambientehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Temperatura_ambiente


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por tempos controlados (dependendo da composio e da resistncia a obter), vai endurecer e

aumentar a resistncia mecnica (envelhecimento artificial) conseqncia do surgimento de

precipitados muito finos na matriz de alumnio.

1.6 Influncia dos Elementos de Liga

As boas caractersticas das ligas de Alumnio oferecem industria uma ampla

variedade de combinaes de resistncia mecnica, resistncia corroso, ao ataque de

substncias qumicas, condutibilidade eltrica, usinabilidade, ductilidade, formabilidade, etc.

A influncia dos elementos de liga mais ou menos complexa porque depende no s

da quantidade dos elementos presentes na liga, mas, tambm, pela sua interao com outroselementos. Em geral, podemos dividir os elementos entre aqueles que conferem liga a sua

caracterstica principal (resistncia mecnica, resistncia corroso,fluidez no preenchimento

de moldes, etc.), os que tm funo acessria, como o controle de microestrutura e as

impurezas e traos que prejudicam a fabricao ou a aplicao do produto, os quais devem ser

controlados no seu teor mximo aceitvel.

O silcio o elemento mais comum nas ligas de alumnio, presente no metal como

conseqncia da fabricao do alumnio a partir da bauxita. Tem solubilidade baixa noalumnio, tendendo a se combinar, principalmente, com o ferro, mangans e magnsio. Com

este ltimo, forma um composto de magnsio (Mg2 Si), responsvel pelo endurecimento por

tratamento trmico das ligas do grupo 6XXX. Nas ligas para fundio, o silcio o principal

elemento de liga utilizado, pois aumenta a capacidade do metal de preencher detalhes e

cavidades estreitas dos moldes, contrao na solidificao e o nvel de porosidade nas peas

vazadas e aumenta a resistncia ao desgaste das peas fundidas. [2]

O cobre um elemento que promove aumento de resistncia mecnica da liga,formando precipitados endurecedores, quando adicionado em porcentagens em torno de 5%.

Alm disso, em soluo slida contribui para o refino de outros precipitados endurecedores,

como o Mg2Si, realando seus efeitos. [2]

O magnsio um elemento fortemente endurecedor das ligas de alumnio, seja em

soluo slida seja combinado com outros elementos, formado precipitados endurecedores

(Mg2Si, MgZn2). Tambm confere alta resistncia corroso s ligas Al-Mg e s ligas

fundidas. [2]


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O ferro a impureza mais comum no alumnio. Esse elemento tende a se combinar

com o silcio formando compostos da famlia Al-Fe-Si, cuja morfologia deve ser controlada

nos processos de vazamento e homogeneizao para no prejudicar a caracterstica de

transformao mecnica a quente do material. Apesar disso, ligas com teores de ferro menores

que 10% apresentam tendncia ao crescimento descontrolado dos gros. Quando adicionadodeliberadamente, juntamente com o nquel, forma compostos estveis em alta temperatura,

que melhoram a resistncia a quente do alumnio. Na fundio sob presso, o ferro

adicionado em teores de 0,6% a 1,0% em algumas ligas, a fim de facilitar o destacamento do

produto do molde. Acima desses teores, aumenta a fragilidade das peas. [2]

Adies de mangans na faixa de 1% a 2% contribuem para aumentar a resistncia

mecnica do alumnio comercialmente puro, garantindo boa formabilidade a frio. A famlia de

ligas Al-Mn bastante utilizada na laminao. [2]

O mangans, o cromo e o zircnio, quando adicionados em teores de 0,1% a 0,3%,

atuam como controladores de microestrutura do material trabalhado a quente. Esses elementos

formam compostos estveis nas temperaturas de conformao e de tratamento trmico,

retendo o aspecto de granulao deformada do produto trabalhado (estrutura fibrosa), o que

aumenta suas propriedades mecnicas na direo longitudinal. Esses elementos, entretanto,

tm o inconveniente de dificultar a solubilizao das ligas tratveis termicamente,

aumentando sua sensibilidade tmpera (quench sensitivitity) e fazendo com que sejam

necessrios meios de resfriamento mais enrgicos para se conseguir a solubilizao do

material. A adio de zircnio deve ser feita com critrio, pelo seu efeito de

envenenamento sobre os refinadores de gro base de titnio. [2]

O zinco um elemento fortemente endurecedor presente nas ligas 7XXX e 7XX.X,

adicionado em altos teores, formando juntamente com o magnsio precipitados endurecedores

da famlia Mg2Zn, o que confere s ligas desses grupos durezas considerveis quando

comparadas s outras ligas de alumnio. Esse grupo de ligas apresenta, como principalrestrio, a tendncia de sofrer corroso sob tenso, mais crtica, ainda, devido sua extensa

utilizao em componentes aeronuticos, o que torna necessria a adoo de processos de

fabricao e procedimentos de controle de qualidade diferenciados para os produtos

fabricados com elas. [2]

O titnio adicionado em baixas concentraes na forma do composto TiAl 3 , que se

dispersa no alumnio liquido em condies de adio controlada, atuando como ncleos de

solidificao e refinando o gro do produto vazado. Sua ao complementada pelo boro, queformando o composto TiB

2, aumenta a eficincia do refinador de gro. O boro tambm atua


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ao remover da soluo slida titnio, mangans, cromo e vandio, que so elementos que

diminuem a condutibilidade eltrica do material. [2]

O sdio e o estrncio so adicionados como modificadores nas ligas de fundio

transformando a morfologia do silcio precipitado, de plaquetas poligonais para arredondadas,

melhorando a caracterstica mecnica das peas fundidas. [2]

Quando no so introduzidos como elementos de ligas, as pequenas porcentagens

destes elementos so consideradas impurezas, tendo que ser controladas cuidadosamente, de

forma que o metal resultante possa ser considerado como uma liga.

1.7 Tratamentos Trmicos das Ligas de alumnio

As ligas de alumnio trabalhveis so classificadas em tratveis e no tratveis

termicamente, conforme a maneira com que o endurecimento do material conseguido. As

termicamente tratveis (sries 2XXX, 6XXX, 7XXX e a maioria da srie 8XXX), as que

podem endurecer por meio de tratamento trmico de solubilizao e envelhecimento. As no-

tratveis (sries 1XXX, 3XXX, 4XXX e 5XXX), tm sua dureza aumentada por meio de

trabalho mecnico e conseqentemente encruamento.

Origem do aumento de dureza atravs do tratamento de envelhecimento e da

queda de dureza causada pelo superenvelhecimento:

O tratamento de solubilizao e envelhecimento tem por objetivo a obteno de

precipitados finos, que ao mesmo tempo que sejam grandes o suficientes para agir como

obstculos ao movimento das discordncias, endurecendo a liga, sejam por outro lado

pequenos o suficiente para manter a coerncia com a matriz, fundamental para manter o efeito

de endurecimento. A solubilizao, ao garantir a obteno de uma soluo slida (dissoluo

dos elementos de liga) mantida temperatura ambiente de modo instvel por meio de

resfriamento rpido, permite um melhor controle do crescimento dos precipitados durante o

posterior envelhecimento. No incio do envelhecimento surgem as chamadas zonas de Guinier

Preston, muito pequenas para garantir um substancial endurecimento, uma vez que podem ser

facilmente cisalhadas por discordncias em movimento. Prosseguindo o envelhecimento

numa temperatura suficientemente alta (envelhecimento artificial), formam-se os precipitados

metaestveis, inicialmente coerentes e posteriormente semicoerentes. A coerncia do


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precipitado com a matriz, ao provocar distores na mesma, devido a pequenas diferenas de

parmetro de rede, gera um campo de tenses que dificulta a movimentao de discordncias,

endurecendo o material. Com o tempo ocorre perda parcial de coerncia, atravs do

surgimento de discordncias de interface entre o precipitado e a matriz, que est associada a

uma pequena queda de dureza. Prolongando o envelhecimento para tempos excessivos, ocorrea perda total de coerncia, havendo a formao de uma interface entre o precipitado e a

matriz, aliviando totalmente as tenses, provocando amolecimento significativo. Alm disso,

como os precipitados, incoerentes, estveis e muito grandes, encontram-se muito afastados

uns dos outros devido ao coalescimento, deixa um longo caminho livre para a movimentao

das discordncias, o que tambm favorece o amolecimento tpico do superenvelhecimento. A

diferena bsica entre o envelhecimento artificial e o envelhecimento natural ( temperatura

ambiente), alm dos nveis de dureza que podem ser atingidos (bem mais altos para oenvelhecimento artificial), a cintica do processo: enquanto o pico de dureza no

envelhecimento artificial pode ser obtido em algumas horas (tanto mais rpido quanto mais

alta a temperatura), no envelhecimento natural o mximo de dureza (inferior ao obtido em

forno) somente acontece aps uma semana ou mais de manuteno do material temperatura

ambiente.

A seguir mostrado, a ttulo ilustrativo, um exemplo do tratamento de solubilizao e

tmpera de uma liga de alumnio e cobre:

1)-O metal aquecido uniformemente at cerca de 500C. A temperatura exata depende de

cada liga. O aquecimento ocasiona a dissoluo dos elementos de liga na soluo slida

(tratamento de solubilizao); [2]

2)-Segue-se um resfriamento rpido, geralmente em gua, que previne temporariamente a

precipitao dos elementos da liga. Esta condio instvel. Gradualmente, os constituintes

precipitam-se de uma maneira extremamente fina (somente visvel por potentes

microscpios), alcanando o mximo efeito de endurecimento (envelhecimento). Em algumas

ligas isto ocorre espontaneamente depois de alguns dias (envelhecimento natural). Outras

requerem um reaquecimento por algumas horas a cerca de 175C (tratamento de

precipitao).[2]

A seguir sero descritos os tratamentos trmicos que as ligas de alumnio podem ser

submetidas.


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Solubilizao

O objetivo do tratamento de solubilizao por em soluo slida a maior quantidade

possvel de tomos de soluto, como o cobre, magnsio, silcio ou zinco, na matriz rica em

alumnio. Para algumas ligas a temperatura na qual a mxima quantidade de soluto pode estar

dissolvida corresponde temperatura euttica. Sendo assim, as temperaturas de solubilizao

devem ser limitadas a um nvel seguro no qual as conseqncias do superaquecimento e da

fuso parcial sejam evitadas. O limite superior de temperatura de solubilizao deve levar em

conta outros fenmenos, como o crescimento de gro, efeitos de superfcie, economia e

operacionalidade.

Entre os efeitos de um tratamento trmico completo esto um aumento substancial no

limite de resistncia trao e uma reduo da ductilidade. Normalmente, o tratamento

trmico precedido de uma operao de conformao severa, se for necessria. A maior parte

das conformaes pode ser feita antes do tratamento de soluo, com um acerto posterior para

corrigir distores no previstas que possam ocorrer durante o resfriamento. Porm,

preferencialmente, a conformao deve ser feita imediatamente aps o tratamento de

solubilizao, antes do envelhecimento. Quando esta conciliao for difcil, possvel

retardar o envelhecimento mantendo os componentes resfriados. Essa tcnica

freqentemente aplicada em rebites para a indstria de aviao.[3]

As propriedades mecnicas das ligas de alumnio envelhecveis por precipitao so

condicionadas pela disperso de finos precipitados na matriz de alumnio. Por processamento

trmico possvel modificar o tipo de precipitado, a sua distribuio e tamanho de modo a

obter diferentes nveis de propriedades. [3]

Os tempos de tratamento variam de acordo com as espessuras das peas a serem

tratadas e esto indicados na tabela 6, presente no Apndice.

A tabela 7, presente no Apndice, resume as temperaturas e tempos de tratamento

tpicos indicados para a solubilizao e envelhecimento das ligas de alumnio mais conhecidas

e para faixas de espessuras usuais.

As normas de tratamento trmico estabelecem tempos de transferncia, do forno para

o meio de resfriamento, crescentes com a espessura da pea, conforme tabela 1 que segue,

com a ressalva de que tempos mais longos de transferncia so possveis, desde que

demonstre a capacidade do sistema de resfriamento em obter as propriedades finais do

produto.


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Tabela 1: Tempos de transferncia entre forno e tanque de resfriamento para

solubilizao por imerso (ligas trabalhveis)

Espessura nominal (mm) Tempo mximo de transferncia (s)

At 0,40 5

De 0,41 a 0,80 7

De 0,81 a 2,30 10

Acima de 2,30 15

Tmpera

O termo tmpera uma condio ou estado produzido no metal por tratamento trmico

e que produz estrutura e propriedades mecnicas caractersticas. O sistema de nomenclatura

de tmperas se baseia em letras, e as subdivises destas so indicadas por um ou mais

nmeros, que especificam as operaes bsicas que o material deve sofrer.[2]

As tmperas so classificadas conforme a norma NBR 6835 e de acordo com os

processos a que so submetidos. As designaes bsicas para as tmperas so classificadas

conforme a norma NBR 6835 e de acordo com os processos a que so submetidos: [2]

"F" (como fabricada);

"O" (recozida);

"H" (encruada);

"W" (solubilizada);

"T" (tratada termicamente).

As tmperas mais importantes a serem aplicadas as ligas de alumnio trabalhveis so as

tmperas H e T.

Sensibilidade tmpera

As ligas de alumnio, dependendo do tipo e da quantidade de elementos adicionados,apresentam maior ou menor facilidade de reter a soluo slida aps o resfriamento, a partir


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da temperatura de tratamento. Essa tendncia denominada de sensibilidade tmpera e pode

ser melhor entendida observando-se o diagrama hipotticotemperatura/tempo/transformao,

mostrado na figura 1.2.

Figura 1.2: Diagrama temperatura x tempo x transformao -T T T [2]

Nesse diagrama, existe um campo esquerda em que, respeitadas as condies de

temperatura e tempo, os elementos de liga mantmse em soluo slida. Mais direita,

existe outro campo delimitado por uma curva C, que se ultrapassando essa fronteira, inicia-

se a formao de precipitados e mais direita existe outro campo, limitado por outra fronteiraC, onde a precipitao foi completada.[2]

Se o resfriamento for rpido o suficiente para manter a liga dentro do campo de

soluo slida, no ocorrer precipitao. Se a velocidade de resfriamento for tal que cruze a

fronteira da curva C, haver precipitao, parcial ou total, se a segunda fronteira for

cruzada.[2]

A sensibilidade tmpera diz respeito distncia entre o cotovelo da curva e o eixo

de origem do tempo. Via de regra, o cotovelo da curva corre para temperaturas entre 350 C e400 C. onde se deve dar maior importncia para a correta aplicao do meio de

resfriamento.[2]

Endurecimento por precipitao Envelhecimento artificial:

O efeito da precipitao bastante acelerado mediante aquecimento em temperaturas

da ordem de 95 a 205 C, muito inferiores temperatura solvus (acima da qual ocorre a

solubilizao dos tomos de soluto), porm suficientes para a obteno de energia trmica


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14

necessria para a difuso dos tomos de soluto que permite a formao dos precipitados

endurecedores. Entretanto, o mximo de dureza atingido por uma liga atravs de tratamento

trmico (T6) tambm corresponde a uma considervel queda de ductilidade e tenacidade. Por

outro lado, o superenvelhecimento, resultante do prolongamento do envelhecimento por

longos perodos ou envelhecimento em altas temperaturas, provoca queda de dureza, pormsimultaneamente aumento de ductilidade e tenacidade em comparao com a condio T6

(mximo de dureza) [3]. Cada tipo (srie) de liga de alumnio endurecvel por precipitao

(sries 2XXX, 6XXX, 7XXX e 8XXX) tem a sua faixa de temperaturas de envelhecimento

artificial (em forno) assim como sua faixa de temperaturas de solubilizao. Utiliza-se o

termo envelhecimento natural para designar os processos de precipitao que ocorrem com a

manuteno da liga de alumnio temperatura ambiente, evidentemente muito mais lento e

com nveis de dureza resultante bem mais baixo do que os que ocorrem no envelhecimentoartificial [3].

Recozimento:

O recozimento pode ser necessrio antes das operaes de conformao mecnica a

frio, devido ocorrncia de encruamento durante essas operaes. utilizado em todos os

tipos de ligas de alumnio, tanto as endurecveis por precipitao como as que no endurecem

por precipitao, entretanto, no caso das primeiras, deve haver um controle de temperaturas

mais cuidadoso, para evitar a ocorrncia de precipitao durante um tratamento de

recozimento para recristalizao, por exemplo. O tipo de recozimento a ser realizado numa

liga evidentemente depende de sua histria termomecnica prvia e do tipo de microestrutura

resultante dessas operaes anteriores. O encruamento resultante de uma tmpera F (de

fabricao) em geral pode ser eliminado mediante aquecimento a uma temperatura da ordem

de 345 C e a manuteno a esta temperatura por um tempo adequado para garantir

uniformidade trmica. Nesse tipo de tratamento as taxas de aquecimento e de resfriamento

no so crticas, embora um aquecimento mais rpido seja prefervel, por proporcionar um

gro mais fino [3].

O recozimento de ligas previamente tratadas para tmperas como W, T3, T4, T6 ou T8

necessita de tratamentos que primeiro faam com que os precipitados atinjam sua estrutura

cristalina de equilbrio e depois coalesam. Isso pode ser conseguido mediante aquecimento a

temperatura entre 355 e 410 C, ou pouco acima, seguido por resfriamento at cerca de 260 C

em taxas de 25 a 40 C. Um resfriamento muito lento resulta em precipitados muito


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grosseiros, o que pode prejudicar as operaes de conformao mecnica subseqentes. Nas

ligas da srie 7XXX o processo de precipitao mais lento, necessitando um tratamento

adicional a 230 C por 2 a 6 h, de modo a garantir precipitao completa, de forma a permitir

maior estabilidade durante a operao de conformao subseqente. Mesmo assim com esse

tratamento, as ligas envelhecidas apresentam piores condies para conformao do que asmesmas ligas no envelhecidas. O recozimento s se aplica a ligas fundidas quando

necessrio um rigoroso controle dimensional ou quando o material ser submetido

posteriormente a alguma operao de conformao no convencional [3].


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Captulo 2- Parte Experimental

2.1 Procedimento Experimental

Neste captulo so apresentadas as etapas de realizao do trabalho desde a aquisio

das chapas de alumnio at os tratamentos trmicos e testes realizados.

As chapas de alumnio foram cedidas pela empresa Embraer localizada na cidade de

So Jos dos Campos. So amostras das ligas AA 7475 cuja composio est especificada a

seguir:

Tabela 2: Limites de composio qumica e densidade do alumnio [2]

Densidade Composio Qumica (%)

(g/cm3) Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti

2,81 0,10 0,12 1,2-1,9 0,06 1,9-2,6 0,18-0,25 5,2-6,2 0,06

O procedimento experimental consta das seguintes etapas:

1. Corte das chapas

As chapas foram cortadas com o cuidado de ser manter a massa dos corpos de prova

constante. O motivo evitar a influncia da massa do corpo na velocidade de resfriamentodurante a tmpera. Os cortes foram realizados com o auxlio de um arco de serra e da mquina

de corte com disco abrasivo refrigerado a gua (DISCOTOM), obtendo-se 55 corpos de prova

da liga AA 7475, sendo estes divididos em lotes de 5.

2. Teste de Dureza no Material (conforme recebido)

Antes da realizao dos tratamentos trmicos de solubilizao e envelhecimento

artificial, tomou-se o cuidado de medir as durezas de cada corpo de prova da liga AA 7475. O

material conforme recebido, foi submetido ao ensaio de macrodureza utilizando-se o


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Durmetro (Marca: Otto Wolpert-Werkw, Tipo: Testor HT 1a). O ensaio foi realizado na

escala Brinell (penetrador em esfera de ao de 2,5 mm, pr-carga de 10 Kg e carga total de

62,5 Kg).

A figura 2.1mostra o Durmetro utilizado:

Figura 2.1 Durmetro utilizado no ensaio de macrodureza

3.Recozimento

Um lote de 5 corpos de prova foram recozidos, ou seja, colocadas no forno

temperatura de 500 C e mantidos a esta temperatura por 30 minutos e depois desligou-se o

forno onde os corpos de prova permaneceram em seu interior para se resfriarem lentamente.O motivo deste procedimento foi avaliar o estado de tratamentos trmicos da liga

adquirida. Baseado nos valores de dureza obtidos aps o recozimento, conclui-se que as

chapas (conforme recebidas) estavam temperadas e envelhecidas. Os valores de dureza

obtidos nos corpos de prova recozidos so apresentados no captulo 3 (tabela 3 e 4), onde se

observa facilmente a evoluo da dureza em funo da tmpera e dos diferentes tempos e

temperaturas de envelhecimento artificial.


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4. Realizao da tmpera

Os tratamentos trmicos de solubilizao e envelhecimento dos duralumnios tornaram

estas ligas muito interessantes para vrias aplicaes, sobretudo naquelas em que o fator peso

extremamente importante. Dentre estas aplicaes destacam-se aquelas relacionadas ao

transporte aeronutico, rodovirio e ferrovirio. Em virtude de seu baixo peso especfico (em

torno de 2,7 g/cm) e que aliado s boas propriedades mecnicas obtidas com estes

tratamentos trmicos, justifica o estudo cuidadoso quanto ao comportamento destas ligas

perante os tratamentos trmicos.

A liga estudada neste trabalho relativamente nova no mercado e isto comprovado

pelo fato de que no h informaes sobre as variveis temperatura e tempo de

envelhecimento no Guia Tcnico da Associao Brasileira de Alumnio (ABAL).

A principal preocupao deste trabalho analisar o comportamento desta liga

temperada, evidenciando a dureza em funo da temperatura e do tempo de envelhecimento.

As variveis a serem definidas so: temperatura de solubilizao, meio de tmpera,

temperatura e tempo de envelhecimento.

Numa primeira tentativa foi escolhida uma temperatura de solubilizao de 500 C e

como meio de tmpera a gua temperatura ambiente (como utilizada para a tmpera das

ligas Alumnio-Cobre AA 2024). Como resultado, todos os corpos de prova apresentaram

trincas devido ao choque trmico provocado pelo resfriamento,em gua temperatura

ambiente.

O segundo passo dado em termos da escolha das variveis dos processos de

tratamentos trmicos foi a consulta a referncia [2] e atravs da comparao com uma liga que

apresenta praticamente os mesmos elementos de liga, porm em teores diferentes. Foi

escolhida ento uma temperatura de solubilizao de 460 C e posteriormente resfriamento

em gua aquecida a 70 C (temperatura escolhida de uma liga semelhante (AA 7075) retirada

do Guia tcnico da Associao Brasileira de Alumnio-ABAL)

O trabalho foi realizado em trs etapas, a primeira embasada em trabalhos anteriores

para ligas de alumnio em geral e na segunda e terceira etapas, ampliou-se a linha de anlise,

utilizando um refinamento de tempos e temperaturas para o envelhecimento artificial.

1 etapa: o forno foi programado para atingir a temperatura de 460 C e assim 3 lotes

foram inseridos em seu interior para realizao da solubilizao e posterior tmpera.


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19

Cada lote foi mantido em tempos diferentes para se avaliar a influncia dessa grandeza

no processo de solubilizao. Depois de retirados do forno foram colocados em um recipiente

com gua temperatura de 70 C, de acordo com recomendao encontrada na referncia [2],

para evitar possveis trincas ou deformaes dos mesmos.

Outro lote foi submetido ao mesmo tratamento, porm com temperatura de 500 C e

tambm com tempos diferentes estes apresentados no prximo captulo na tabela 3.

2 etapa: Fixou-se em 500C a temperatura do forno. Dois lotes de corpos de prova

foram colocados em seu interior por meia hora. Utilizou-se como meio de tmpera a gua em

temperaturas de 50 e 70 C.

3 etapa: Manteve-se a temperatura do forno em 500C, assim 4 lotes de corpos de

prova foram mantidos por meia hora. Dos 4 lotes, 2 foram submetidos tmpera em gua a

30C e 2 em gua a 50C.

A figura 2.2 apresenta o forno (Marca: Brasimet, Modelo: PXW-5) utilizado no

tratamento.

Figura 2.2: Forno utilizado na tmpera


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5. Ensaio de Macrodureza

O ensaio de dureza dos corpos de prova temperados foi realizado na escala Brinell

utilizando-se o mesmo durmetro, e os valores de dureza esto apresentados na tabela 3 e 4

presentes no captulo 3.

Obs:No intervalo de tempo decorrido entre a tmpera e o ensaio de dureza, os corpos de

prova foram guardados sob refrigerao para evitar o possvel envelhecimento natural da liga.

6. Realizao do Envelhecimento artificial

Para realizao do envelhecimento utilizou-se uma estufa e as temperaturas e tempos

foram adotados a partir de casos estudados anteriormente. Foram estipulados temperatura e

tempo de 120C por 180 min e temperatura e tempo de 165 C por 600 min, para os corpos de

prova que foram submetidos tmpera realizada na 1 etapa.

As amostras da 2 etapa foram envelhecidas na estufa a 120C por 180 min.

Na 3 etapa, foram envelhecidos a 150C, sendo estes submetidos a 4 tempos

diferentes 60, 90 ,120 e 150 min.

A estufa utilizada (Marca: QUIMIS, Srie: 00014) mostrada na figura 2.3:

Figura 2.3 Estufa utilizada no envelhecimento


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21

7. Ensaio de Dureza

O ensaio tambm foi realizado na escala Brinell com o mesmo durmetro utilizado no

ensaio de dureza dos corpos antes de serem submetidos tmpera. Os valores de dureza

obtidos so mostrados na tabela 3 e 4, presentes no captulo 3.


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Captulo 3- Resultados e Concluses

Este captulo foi destinado apresentao dos resultados e das concluses tiradas do

procedimento experimental.

3.1 Apresentao dos Resultados

Optou-se por apresentar os valores mdios de dureza obtidos nos ensaios na forma detabela para facilitar a comparao entre os vrios tratamentos realizados.

Tabela 3: Durezas obtidas com os tratamentos de recozimento, tmpera e

envelhecimento artificial na 1 etapa

Liga Recozimento Solubilizao Envelhecimento

7475

T

(C)

t

(min)

Dureza

(HB)

T

(C)

T

(min)

Dureza

(HB)

T

(C)

t

(min)

Dureza

(HB)

T

(C)

t

(min)

Dureza

(HB)

500 30 42

460

20 67

120 180

119

165 600

105

45 72 132 103

500

15 57 124 113

30 56 130 94

55 53 128 109


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Tabela 4: Durezas obtidas com os tratamentos de recozimento, tmpera e

envelhecimento artificial na 2 e 3 etapas

Liga Recozimento Tmpera (30min) Envelhecimento

7475

T (C) t

(min)

Dureza

(HB)

Tgua

(C)

Dureza

(HB)

T

(C)

t

(min)

Dureza

(HB)

500 30 42

50 67

120 180

128

70 77 130

30

59

150

60 129

66 90 130

70 120 130

54 150 132

50

66 60 128

65 90 130

61 120 130

64 150 129

3.2 Concluses

Vrias concluses importantes foram tiradas aps a realizao do presente trabalho.

Dentre elas so destacadas as seguintes:

1.

A temperatura de solubilizao das ligas de duralumnio de fcil definioquando setratar de ligas que apresentam apenas um elemento de liga, como o caso das ligas Al + Cu e

Al + Mg, pois os diagramas de fases (ou diagramas de equilbrio) destas ligas binrias

informam as temperaturas nas quais ocorre a mxima solubilidade slida do cobre no

alumnio ou do magnsio no alumnio. Porm no caso da liga em estudo, a definio (ou a

escolha) da temperatura de solubilizao mais trabalhosa, pois a mesma apresenta cobre,

magnsio e zinco que podem ser solubilizadas na matriz de alumnio. Dentre as duas

temperaturas utilizadas (460 C e 500 C), pde-se acompanhar a evoluo da dureza com a

tmpera e posterior envelhecimento, o que comprova a solubilizao dos elementos de liga na

matriz de alumnio. Comparando-se as duas temperaturas de solubilizao utilizadas,


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percebeu-se certa uniformidade nos valores de dureza obtidos, conforme mostrado no captulo

3 (tabela 3 e 4).

2. Quanto temperatura da gua utilizada como meio de tmpera, foram testadas as

temperaturas de 30, 50 e 70C. Os valores de dureza obtidos mostram a pequena influncia

destas temperaturas da gua nas durezas resultantes. interessante ressaltar que no caso de

tmpera em peas de formato (geometria) complexo, deve-se utilizar a temperatura de 70 C

por apresentar um choque trmico mais brando dentre as trs. No caso de tmpera em peas

de formato (geometria) simples, pode-se utilizar a gua temperatura de 30C.

3. Devido ao resfriamento rpido foi verificado que utilizando temperaturas mais baixas

para a tmpera em gua, houve o aparecimento de trincas, pois os solutos dissolvidos na

matriz de alumnio durante a solubilizao no conseguiram escapar da matriz.

4. No envelhecimento artificial desta liga foram testadas as temperaturas de 120, 150 e

165C e tempos de 60, 90, 120, 150, 180 e 600 minutos. Os resultados mostram que as

menores durezas obtidas foram no envelhecimento a 165C por 600 minutos e as maiores

durezas foram obtidas para temperaturas e tempos menores. possvel concluir, ento, que se

devem utilizar temperaturas de 120C e tempos em torno de 180 minutos, pois este ltimo

envelhecimento artificial propicia uma maior economia de gastos de energia com fornos

ligados e ainda reduo de tempo, estes que so pontos relevantes na linha de produo de

uma empresa.

3.3 Sugestes para Trabalhos Futuros

Como sugesto para trabalhos futuros, prope-se o estudo do envelhecimento artificial

desta liga para outras temperaturas e tempos. Seria tambm de grande valia a realizao dos

testes de trao dos corpos temperados e envelhecidos para que outras propriedades

mecnicas como limite de escoamento, alongamento e estrico fossem analisados.

Como complemento para este estudo o exame microgrfico com analisador de

imagens mostraria a evoluo da microestrutura em funo dos tratamentos trmicos

realizados.


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25

Referncias Bibliogrficas

[1] - Associao Brasileira do Alumnio. Disponvel em .

Acesso 02 maio 2008.

[2] - Guia Tcnico do Alumnio, Tratamento Trmico; So Paulo. Associao Brasileira do

Alumnio, 2003.

[3] - Aluminum: Properties and Physical Metallurgy, J.E.Hatch, ASM, Metals Park, USA,

1990.

[4] - Infomet. Disponvel em . Acessso em 07 maio 2008.

[5] - Weingaertener, W. F.,Schoeter, R. B., Tecnologia de usinagem do alumnio e suas ligas,

2.ed., So Paulo: Alcan Alumnio do Brasil, 1991.

[6] - VanVlack, L., Principio de cincia e tecnologia dos materiais, 4.ed, Rio de Janeiro:

Campus LTDA, 1984.

[7] - V. Chiaverini, Tratamento Trmicos das Ligas de Alumnio, So Paulo: ABM, 2003.

[8] Metals Handbook 8ed, vol 8, Metalography structures and Phase Diagrams

Ohio:American Society for Metals-ASM, 1973.
http://www.abal.org/http://www.infomet.com.br/http://www.infomet.com.br/http://www.abal.org/


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26

Apndice

As tabelas a seguir, foram obtidas do Guia Tcnico do Alumnio, da Associao

Brasileira do alumnio, e apresenta as temperaturas e os tempos para a prtica do

envelhecimento e solubilizao para as ligas tratveis:

Tabela 5: Tempo de tratamento recomendado para a solubilizao das ligas tratveis

Espessuras (mm)

Tempos em fornos de aquecimento a ar(min)

Mnimo Mximo

At 0,40 20 25

0,41 a 0,50 20 30

0,51 a 0,80 25 35

0,81 a 1,60 30 40

1,61 a 2,30 35 45

2,31 a 3,15 40 50

3,16 a 6,35 50 60

6,36 a 12,70 60 70

12,71 a 25,40 90 100

25,41 a 38,10 120 130

38,11 a 50,80 150 160

50,81 a 63,50 180 190

63,51 a 76,20 210 220

76,21 a 88,90 240 250

88,91 a 101,6 270 280

Acima de 101,6 Acrescer 30 min a

cada 12,70m

adicionais


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Tabela 6: Tratamentos trmicos tpicos de solubilizao e envelhecimento

Liga Produto

SOLUBILIZAO ENVELHECIMENTO

Temperatur

a do metal

5C

Tmpera

Temperatur

a do metal

5C

Tempo

aproximado

na

temperatura

normal (h)

Tmpera

2011

Arames,

vergalhes e barras

trefiladas

505-530

T3 155-165 14 T8

T4 - - -

T451 - - -

Tubos trefilados 510-520T3 150-160 14 T8

T451 - - -

2014

Chapa laminada a

quente495-505 T451 155-1657 18 T651

Chapa laminada a

frio495-505

T3 ---

155-1657

----

18

---

T62T42

Bobinas laminadas

a frio495-505

T4

T42

155-165

155-1657

18

18

T6

T 62

Arames,

vergalhes e barras

trefiladas

495-505T4

T4516

155-1657

155-1657

18

18T62

Arames,

vergalhes, barrase perfis e tubos

extrudados

495-505

T4

T45106

T45116

T42

155-1657

18

T6

T 65106

T65116

T62

Tubos trefilados 495-505T4

155-1657 18T6

T42 T62

Forjados e Anis

laminados 495-50525

T4

155-1657

10

T6

T4 T6T452 T652


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28

2017

Arames,

vergalhes e barras

trefiladas

495-505

T4

T4516

-

-

-

-

-

-

T42 - - -

2024

Chapa laminada a

quente 485-500 T351 185-195 12 T851

Chapa laminada a

frio485-500

T3

185-195

12 T81

T361 8 T861

T42 9 T62

T42 16 T72

Bobinas laminadas

a frio 485-500

T4

T42

----

185-195

----

9

----

T62

Arames,

vergalhes e barras

trefiladas

485-500

T35106 185-195

----

185-195

12

----

12

T8516

---

T6

T36

T4

T42 185-195 16 T62

Arames,

vergalhes, barras,

perfis e tubos

extrudados

485-500

T3

185-19512

T81

T3510 T8510

T3511 T8511

T42 --- --- ---

Tubos trefilados 485-500T3 ---- ---- ----

T42 --- --- ---

4032 Forjados 505-515 T4 170-180 10 T6

6005

6005A

Vergalhes, barras,perfis e tubos

extrudados

10,20 T4 170-180 8 T5

6053

Arames e

vergalhes

trefilados

505-515 T4 175-185 8 T61

Forjados 505-515 T4 165-175 10 T6


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29

6061

Produtos

laminados515-550

T4

T42

T4516

155-165818

T6

T62

T6516

Arames e

vergalhes

trefilados

515-550 T4

155-1688

155-1688

155-1688

155-1688

155-1688

18

18

18

18

18

T6

T895

T939

T9139

T949

T451

T42

155-168

155-1688

18

18

T651

T62

10,20 T1 170-180 8 T51

Vergalhes, barras,

perfis e tubos

extrudados

515-550

10,20

T4

T45106

T45116

170-180

170-180

170-180

8

8

8

T6

T65106

T65116

515-550

10,20T42 170-180 8 T62

Tubos trefilados 515-550 T4 170-180 8 T6

T42 T62

Forjados e anis

laminados515-550 T4 165-175 8 T6

515-550T4

T452170-180 8

T6

T652

Perfis estruturais 515-550 T4 170-180 8 T6Tubos

normalizados515-55010 T4 170-180 8 T6

6060

6063

Vergalhes, barras,

perfis e tubos

extrudados

10,20T1

T1

175-185

175-185

3

3

T5

T52

515-525 , T4 170-180 8 T6

515-525 , T42 170-180 8 T62


38/46


30

Tubos trefilados

515-525

T4

T35,10

T35,10

T35,10

170-180

170-180

170-180

170-180

8

8

8

8

T6

T835

T8315

T8325

T42 170-180 8 T62

Tubos

normalizados515-52510,20 T4 170-18012 8 T6

6101

Vergalhes, barras,

perfis e tubos

extrudados, tubos

normalizados e

perfis

515-525

10,20

T4 195-205 10 T6

T4 220-230 5 T61

T4 205-215 9 T63

T4 275-285 7 T64

T4 215-225 3 T65

6201 Arames 505-515 T3 155-165 4 T81

6261

Vergalhes, barras,

perfis e tubos

extrudados

525-540

10,20

T4 165-175 8 T6

6262

Vergalhes, barras

e barras trefilados525-565

T4T4

T4516

165-175

165-175

165-175

8

12

8

T6T99

T6516

Vergalhes, barras,

perfis e tubos

extrudados

525-56510

T4

T45106

T45116

170-180

170-180

170-180

12

12

12

T6

T65106

T65116

525-565 T42 170-180 12 T62

Tubos trefilados 525-565

T4

T4

T42

165-175

165-175

165-175

8

8

8

T6

T9

T62

6351Vergalhes, barras

e perfis extrudados

, T1 165-175 8 T5

, T1 165-175 8 T51

, T1 115-125 10 T54


39/46


31

510-530 , T4 165-175 8 T6

6463 Perfis extrudados

, T1 175-185 1 T5

515-525 T4 170-180 8 T6

515-525 T42 170-180 8 T62

7001

Vergalhes, barras,

perfis e tubos

extrudados

460-470

W

W5106

W5116

115-125

115-125

115-125

24

24

24

T6

T65106

T65116

W 115-125 24 T62

7005

Vergalhes, barras,

perfis e tubos

extrudados10,20

T1

T.ambiente

+115-125

+145-155

72

+8

+16 T53

7050

Chapas laminadas

a quente470-480 W

27 27

T7451

T7651

Arames,

vergalhes e barras

trefilados

470-480 W516 21 21 T7

Vergalhes, barras

e perfis e tubos

extrudados

470-480

W510

W5106

W5106

23

24

23

24

T3510

T45106

T65106

W511

W5116

W51106

23

24

23

24

T3511

T45116

T65116

Forjados matrizfechada

470-480 W 28 28 T74

Forjados matriz

aberta470-48025 W52 29 29 T7452

7075

Chapas laminadas

a frio460-470

W

W

115-125

31

24

31

T6

T7318

W T76

W 115-125 24 T62


40/46


32

Chapas laminadas

a quente460-470

W51 115-125 24 T651 ,

W51 T7351 ,

W51 T7351 ,

W51 115-125 24 T62

Arames,

vergalhes e barras

trefilados

460-470

W

W

115-125

14,16

24

14,16

T6

T7318

W 115-125 24 T62

W51

W516

115-125

14,16

24

14,16

T651

T6516,18

Vergalhes, barras

e perfis extrudados460-470

W

W

W

115-12513

14,16

19

24

14,16

19

T6

T7318

T7618

W 115-125 24 T62

W510

W5106

W5106

115-125

14,16

19

24

14,16

19

T65

T735106

T65106

W511

W5116

W5116

115-125

14,16

19

24

14,16

19

T6511

T735116,18

T765116,18

Tubos extrudados 460-470

W

W

115-125

14,16

24

14,16

T6

T7318

W 115-125 24 T62

W510

W5106

115-125

14,16

2414,16

T65

T735106,18

W5116

W5116

115-12513

14,16

24

14,16

T65116

T735116,18

Tubos trefilados 460-470

W

W

115-125

14,16

24

14,16

T6

T7318

W 115-12513

24 T627075 Forjados 460-480 W 115-125 24 T62


41/46


33

W T73

W52 T352

W T74

Anis laminados460-480

25

W 115-125 24 T62

W52 115-125 24 T652

Notas

1. As temperaturas e os tempos indicados so os valores tpicos para vrias formas,

tamanhos e mtodos de fabricao e podem no descrever exatamente o tratamento

ideal para um item especifico.

2. O material precisa ser resfriado da temperatura de solubilizao o mais rapidamente

possvel, com a mnima perda de tempo aps sua remoo do forno. A menos que haja

indicao especial, quando o material resfriado por imerso total na gua, esta

precisa estar temperatura ambiente e adequadamente resfriada para permanecer

abaixo de 35C, durante o ciclo de resfriamento. O uso de jatos de gua fria em alta

velocidade e alto volume pode ser recomendvel para alguns materiais.

3.

A temperatura de tratamento do metal precisa ser alcanada o mais rpido possvel.4. Quando uma faixa de temperatura maior do que 10C for indicada, deve-se escolher

uma temperatura nominal dentro dessa faixa, aplicando-se a tolerncia de 5C sobre

ela. Os limites assim determinados devem estar inseridos na faixa indicada pela tabela.

5. Para obterem-se as propriedades especificas desta tmpera necessrio que a

trefilao seja realizada em seguida solubilizao, sem dar tempo nenhum ao

envelhecimento natural.

6.

O alvio de tenses por estiramento, que produz um determinado alongamento, deveser subseqente solubilizao, sem dar tempo nenhum ao natural.

7. Tratamento alternativo de 8 horas a 170-180C.

8. Tratamento alternativo de 8 horas a 165-175C.

9. A trefilao subseqente precipitao necessria para assegurar as propriedades

especficas dessa tmpera.

10.Atravs do adequado controle das condies de extruso, o produto pode ser

solubilizado diretamente na prensa de extruso, promovendo as propriedadesespecificas dessa tmpera.


42/46


34

11.Tratamento alternativo de 1-2 horas a 200-210C.

12.Tratamento alternativo de 6 horas a 175-185C.

13.Tratamento alternativo de 3 estgios: 5 horas a 95-105C, seguido de 4 horas a 115-

125C e mais 4 horas a 145-155C.

14.

Tratamento de 2 estgios compreendendo 6-8 horas a 100-110C, seguido por umsegundo estgio de:

a) 8-10 horas a 170-180C para vergalhes e barras trefiladas;

b) 6-8 horas a 170-180C para perfis e tubos.

15.Mantido temperatura ambiente por 72 horas, seguido de um tratamento trmico de

envelhecimento em 2 estgios de 8 horas a 100-110C, mais 16 horas a 145-155C.

16.Um tratamento alternativo de 2 estgios para tubos e perfis, iniciando com 6-8 horas a

100-110C, seguido de um segundo estgio de 14-18 horas a 165-175C, com umataxa de aquecimento de 15C por uma hora. Para barras e vergalhes trefilados o

tratamento alternativo de 10 horas a 170-180C.

17.Um tratamento de 2 estgios de 3-5 horas a 110-125C, seguido de 18-21 horas a 155-

165C.

18.O envelhecimento das ligas 7075 de qualquer tmpera para a T73 ou T76, requer

controles mais estreitos que o normal das prticas de envelhecimento (tempo,

temperatura, taxas de aquecimento, etc.). Ao se retratar o material de T6 para T73 ouT76, a condio prvia do material na tmpera T6 extremamente importante para se

atingir os requisitos especficos das tmperas T73 ou T76.

19.A pratica pode variar com as dimenses do produto, tipo de equipamento,

procedimentos de carregamento no forno e suas possibilidades de controle. A prtica

ideal de um item especfico, somente pode ser determinada de forma experimental. Os

procedimentos tpicos so constitudos de um tratamento de 3 estgios de 3-30 horas a

115-125C, seguido de 15-18 horas de 160-170C. Outra alternativa so 2 estgios de

8 horas a 95-105C, seguidos de 24-28 horas a 160-170C.

20.Resfriados diretamente a partir da prensa de extruso. Alguns perfis finos podem ser

adequadamente solubilizados utilizando-se spray ou ar forado, desde que

confirmado pelos ensaios de propriedades mecnicas.

21.Tratamento de 2 estgios: 4 horas a 115-125C, seguido de 6-10 horas a 175-185C.




25.A temperatura da gua de resfriamento deve estar entre 60-70C.


43/46


35

26.Tratamento de 2 estgios: 3 a 6 horas a 115-125C, seguido de 24 a 30 horas a 160-

170C.


170C.

28.

Tratamento de 2 estgios: 1 a 6 horas a 115-125C, seguido de 4 a 12 horas a 170-180C.


170C.

30.Tratamento alternativo: 4 horas a 90-100, seguido de 8 horas a 155-165C.


170C.

32.

Tratamento de 2 estgios: 3 a 5 horas a 115-125C, seguido de 15 a 18 horas a 160-170C.

33.Tratamento de 2 estgios: 6 a 8 horas a 100-110C, seguido de 8 a 10 horas a 170-180

C.

Classificao das tmperas T [2]

A letra T sempre seguida por um ou mais dgitos. Um perodo de envelhecimento

natural pode ocorrer entre as operaes relacionadas para as tmperas T. Sempre que for

necessrio do ponto de vista metalrgico, deve haver um controle rigoroso desse perodo.Nmeros de 1 a 10 indicam seqncias de tratamentos especficas:

T1 = resfriado de uma temperatura elevada em um processo de conformao e

envelhecido naturalmente at uma condio substancialmente estvel. Aplica-se

a produtos que no so trabalhados a frio aps resfriamento de uma temperatura

elevada em um processo de conformao a quente, ou nos quais o efeito do

trabalho a frio no endireitamento ou na planificao reconhecido nos limites de

propriedades mecnicas.

T2 = resfriado de uma temperatura elevada em um processo de conformao,

trabalhado a frio e envelhecido naturalmente at uma condio substancialmente

estvel. Aplica-se a produtos que so trabalhados a frio para aumentar a

resistncia mecnica aps resfriamento de uma temperatura elevada em um

processo de conformao, ou nos quais o efeito do trabalho mecnico no

endireitamento ou na planificao reconhecido nos limites de propriedades


44/46


36

mecnicas.

T3 = solubilizado, trabalhado a frio e envelhecido naturalmente at uma condio

substancialmente estvel. Aplica-se a produtos que so trabalhados a frio paraaumentar a resistncia mecnica aps solubilizao, ou nos quais o efeito do

trabalho mecnico no endireitamento ou na planificao reconhecido nos

limites de propriedades mecnicas.

T4 =solubilizado e envelhecido naturalmente at uma condio substancialmente

estvel. Aplica-se a produtos que no so trabalhados mecanicamente aps

solubilizao, ou nos quais o efeito do trabalho a frio no endireitamento ou a

planificao pode no ser reconhecido nos limites de propriedades mecnicas.

T5 = resfriado de uma temperatura elevada em um processo de conformao e

envelhecido naturalmente. Aplica-se a produtos que no so trabalhados a frio

aps resfriamento de uma temperatura elevada em um processo de

conformao a quente, ou nos quais o efeito do trabalho a frio no

endireitamento ou a planificao pode no ser reconhecido nos limites de


T6 = solubilizado e envelhecido artificialmente. Aplica-se a produtos que no so

trabalhados a frio aps solubilizao, ou nos quais o efeito do trabalho a frio no

endireitamento ou a planificao pode no ser reconhecido nos limites de


T7 = solubilizado e estabilizado. Aplica-se a produtos que so estabilizados aps

solubilizao para lev-los alm do ponto de mxima resistncia mecnica, demodo a permitir o controle de alguma caracterstica especial.

T8 = solubilizado, trabalhado a frio, e ento envelhecido artificialmente. Aplica-se a

produtos que so trabalhados a frio para aumentar a resistncia mecnica, ou nos

quais o efeito do trabalho mecnico no endireitamento ou na planificao

reconhecido nos limites de propriedades mecnicas.

T9 = solubilizado, envelhecido artificialmente e trabalhado a frio. Aplica-se a

produtos que so trabalhados a frio para aumentar a resistncia mecnica.


45/46


37

T10 = resfriado de uma temperatura elevada em um processo de conformao,

trabalhado a frio e ento envelhecido artificialmente. Aplica-se a produtos que

so trabalhados a frio para aumentar a resistncia mecnica, ou nos quais o

efeito do trabalho mecnico no endireitamento ou na planificao

reconhecido nos limites de propriedades mecnicas.

As denominaes seguintes, envolvendo dgitos adicionais so usadas para o caso de

materiais submetidos a alvios de tenses de produtos trabalhados:

T-51 = submetido a alvio de tenses por estiramento. Aplicam-se aos seguintes

produtos quando estirados, sendo indicado o grau de estiramento (em %), aps

solubilizao ou resfriamento a parir de trabalho a quente:

Placas: 1,5 a 3 % de ajuste permanente. Vergalhes, barras, perfis e tubos

extrudados: 1 a 3 % de ajuste permanente. Tubos trefilados: 0,5 a 3 % de ajuste

permanente. Aplica-se diretamente a placas e barras e vergalhes laminados ou

acabados a frio. Esses produtos no sofrem nenhum endireitamento adicional

aps o estiramento. Aplica-se a vergalhes, barras, tubos e perfis extrudados e

tambm tubos trefilados.

T-510: produtos no sofrem endireitamento adicional aps estiramento.

T-511: produtos que podem sofrer um pequeno endireitamento aps o estiramento, de

modo a se enquadrar nas tolerncias padronizadas.

T-52 =submetido a alvio de tenses por compresso. Aplica-se aos produtos que

foram submetidos a alvio de tenses por compresso aps solubilizao ouresfriamento a partir do trabalho a quente de modo a produzir um ajuste

permanente de 1 a 5 %.

T-54 = submetido a alvio de tenses por combinao de estiramento e compresso.

Aplica-se a produtos forjados que so submetidos a alvio de tenses ao

serem repassados a frio pela matriz de acabamento.


46/46


38

Os mesmos dgitos (51, 52 e 54) podem ser adicionados designao W para indicar

um produto solubilizado instvel e submetido a alvio de tenses. As seguintes designaes

so usadas para classificar produtos trabalhados e termicamente tratados das tmperas O ou F,

para manifestar resposta a tratamentos trmicos:

T42 = solubilizado a partir das tmperas O ou F para demonstrar resposta ao

tratamento trmico e envelhecido naturalmente at uma condio

suficientemente estvel.

T62 = solubilizado a partir das tmperas O ou F para demonstrar resposta ao

tratamento trmico e envelhecido artificialmente.

As denominaes de tmpera T42 e T62 tambm podem ser aplicadas a produtos

trabalhados e termicamente tratados a partir de qualquer tmpera, quando esses tratamentos

resultam em propriedades mecnicas compatveis com essas tmperas.

Documents

TD Final 28-11versão Final