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Usuário:Aainitio/Ligas de alumínio

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Quadro de bicicleta, em alumínio soldado, fabricado na década de 1990.

Ligas de alumínio (ou ligas em alumínio) são ligas em que o alumínio (Al) é o metal predominante. Os elementos de liga típicos são cobre, magnésio, manganês, silício, estanho e zinco. Há duas classificações principais: segundo o processo metalúrgico, (1) ligas forjadas e (2) ligas fundidas, ambas subdivididas em categorias de tratamento térmico (a) termo-tratáveis e (b) não termo-tratáveis. Cerca de 85% do alumínio é utilizado para produtos forjado, por exemplo, a placa laminada, chapas e extrusões. Fundido, ligas de alumínio, rendimento de custo-benefício dos produtos, devido ao baixo ponto de fusão, embora eles geralmente têm menor resistência à tração de ligas forjadas. O mais importante em alumínio fundido de liga de sistema Al–Si, onde os altos níveis de silício (4.0–13%) contribuir para dar boas características de carcaça. Ligas de alumínio são amplamente utilizados na engenharia de estruturas e componentes em que a luz de peso ou a resistência à corrosão é necessária.[1]

Ligas composta principalmente de alumínio tem sido muito importante na fabricação aeroespacial desde a introdução do metal de pele de aeronaves. Alumínio ligas de magnésio são tanto mais leves do que outras ligas de alumínio e muito menos inflamável que ligas que contêm uma percentagem muito elevada de magnésio.[2]

Liga de alumínio, superfícies desenvolver um branco, camada protetora de óxido de alumínio, se a esquerda não protegido por anodização e/ou pintura correta dos procedimentos. Em um ambiente úmido, a corrosão galvânica pode ocorrer quando uma liga de alumínio é colocado em contato elétrico com outros metais, com a mais positiva potenciais de corrosão que o alumínio, e um eletrólito está presente, que permite a troca de iões. Referido como dissimilares-corrosão do metal, este processo pode ocorrer como a esfoliação ou como corrosão intergranular. As ligas de alumínio podem ser inadequadamente tratados termicamente. Isso faz com que interna do elemento de separação, e o metal, em seguida, corrói por dentro.[carece de fontes?]

Liga de alumínio composições são registradas com O Alumínio Associação. Muitas organizações publicar anúncios de normas específicas para a fabricação de liga de alumínio, incluindo a Sociedade de Engenheiros Automotivos normas de organização, especificamente o seu aeroespacial normas subgrupos,.[3] e ASTM International.

Usos em engenharia e propriedades

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Roda de bicicleta em liga de alumínio
(Bootie Folding Cycle, ou "Bootie", é uma bicicleta dobrável rara produzida em West Yorkshire UK de 1965 a 1973

Ligas de alumínio com uma ampla gama de propriedades são usadas em engenharia de estruturas. Liga de sistemas são classificados por um sistema de número (ANSI) ou por nomes, indicando a sua principal liga constituintes (DIN e ISO). A seleção da liga adequada para uma determinada aplicação envolve considerações de sua resistência à tração, densidade, ductilidade, formabilidade, trabalhabilidade, a soldabilidadee a corrosão da resistência, para citar alguns. Um breve panorama histórico das ligas de materiais e tecnologias de fabricação é dado na Ref..[4] as ligas de Alumínio são amplamente utilizados em aeronaves, devido à sua alta resistência-peso. Por outro lado, o alumínio puro metal é muito macio para tais usos, e ele não tem a força de alta elasticidade que é necessário para aviões e helicópteros.

Ligas de alumínio versus tipos de aço

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Ligas de alumínio, normalmente, têm um módulo de elasticidade de cerca de 70 GPa, que é cerca de um terço do módulo de elasticidade da maioria dos tipos de aço e ligas de aço. Portanto, para uma determinada carga, um componente ou uma unidade feita de uma liga de alumínio vai experimentar uma maior deformação no regime elástico do que aço parte do mesmo tamanho e forma. Apesar de existirem ligas de alumínio com um pouco-maior resistência à tração do que o comumente usado tipos de aço, a simples substituição de um metal com uma liga de alumínio pode levar a problemas.

Com completamente novos produtos de metal, as opções de design são, muitas vezes, regido pela escolha da tecnologia de fabricação. As extrusões são particularmente importantes neste sentido, devido à facilidade com que as ligas de alumínio, especialmente a Al–Mg–Si da série, pode ser extrudado para formar perfis complexos.

Em geral, o mais rígido e mais leve desenhos podem ser obtidos com a liga de Alumínio que é viável com aços. Por exemplo, considere a dobra de tubos de parede fina: o segundo momento de área é inversamente relacionadas com o estresse na parede do tubo, i.e. tensões são menores para os maiores valores. O segundo momento de área é proporcional ao cubo do raio vezes a espessura da parede, aumentando assim o raio (e de peso) por 26% levará a uma redução para metade da parede de estresse. Por esta razão, quadros de bicicletas feitas de ligas de alumínio de fazer uso de maiores diâmetros do tubo de aço ou titânio, a fim de produzir o desejado de rigidez e resistência. Na engenharia automotiva, carros feitos de ligas de alumínio empregar espaço de quadros feitos de perfis extrudados para assegurar a rigidez. Isso representa uma mudança radical de abordagem comum para corrente de aço design do carro, que dependem do corpo escudos para a rigidez, conhecido como unibody de design.

Ligas de alumínio são amplamente utilizados em motores automotivos, particularmente em blocos de cilindros e cárteres , devido à economia de peso que são possíveis. Desde ligas de alumínio são suscetíveis a deformação a temperaturas elevadas, o sistema de refrigeração de tais mecanismos é fundamental. As técnicas de fabricação e metalúrgica avanços também têm sido fundamentais para o sucesso da aplicação em motores automotivos. Na década de 1960, o alumínio, cabeçotes do Corvair ganhou uma reputação para o fracasso e remoção de threads, o que não é visto na atual cilindro de alumínio cabeças.

Uma importante limitação estrutural de ligas de alumínio é sua baixa fadiga força em relação ao aço. Em controladas condições de laboratório, aços apresentar um limite de fadiga, que é a tensão de amplitude abaixo do qual não ocorrem falhas – o metal não continuar a enfraquecer com o stress prolongado ciclos. As ligas de alumínio não têm a menor limite de fadiga e vai continuar a enfraquecer com a continuação de ciclos de pressão. Ligas de alumínio são, por conseguinte, escassamente utilizado em peças que exigem alta resistência à fadiga em regime de alto ciclo (mais de 107 ciclos de pressão).

Sensibilidade ao calor considerações

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Muitas vezes, o metal da sensibilidade ao calor também deve ser considerado. Mesmo relativamente rotina oficina de procedimento envolvendo o aquecimento é complicado pelo fato de que o alumínio, ao contrário do aço, vai derreter, sem primeiro vermelha brilhante. As operações de conformação onde um maçarico é usado pode reverter ou remover tratamento térmico, portanto, não é aconselhável que seja. Não há sinais visuais revelam o modo como o material é danificado internamente. Muito como soldagem tratamento térmico, alta força de ligação em cadeia, que toda a força está perdido, pelo calor de tocha. A corrente é perigosa e deve ser descartado.

O alumínio é sujeito a tensões internas e deformações. Às vezes, anos mais tarde, como é a tendência da indevidamente alumínio soldado, quadros de bicicleta gradualmente torcer de fora do alinhamento do estresse do processo de soldagem. Assim, a indústria aeroespacial evita calor completamente juntando peças com rebites de metal em forma de composição, outros elementos de fixação, ou de adesivos.

Tensões de superaquecimento, o alumínio pode ser aliviada por tratamento térmico de peças em um forno e gradualmente refrigeração—em vigor de recozimento as tensões. Todavia, essas partes podem ainda tornar-se distorcida, de modo que o tratamento térmico da solda quadros de bicicleta, por exemplo, pode resultar em uma fração significativa tornar-se desalinhada. Se o desalinhamento não é muito grave, o resfriado partes pode ser dobrado em alinhamento. É claro que, se o quadro for corretamente projetado para a rigidez (ver acima), que dobra exigirá enorme força.

Alumínio intolerância a temperaturas elevadas, não tem impedido o seu uso em foguetes; até mesmo para uso na construção de câmaras de combustão onde estufa pode chegar a 3500 K. O Agena, fase superior do motor utilizado um regeneratively resfriado design de alumínio para algumas partes do bico, incluindo o termicamente crítico região de garganta; na verdade extremamente alta condutividade térmica do alumínio impediu a garganta de atingir o ponto de fusão, mesmo sob enorme fluxo de calor, resultando em um confiável, leve componente.

Fiação casa

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Devido a sua alta condutividade e preço relativamente baixo em comparação com o cobre na década de 1960, o alumínio foi introduzido em que o tempo para a família fiação elétrica na América do Norte, apesar de muitos dispositivos elétricos não tinha sido projetado para aceitar fios de alumínio. Mas o novo uso trouxe alguns problemas:

  • O maior coeficiente de expansão térmica do alumínio faz com que o fio de expandir e contrair em relação ao diferentes de metal parafuso de conexão, eventualmente, de soltar a ligação.
  • O alumínio puro possui uma tendência à fluência sob constante pressão sustentada (em maior grau a medida que a temperatura aumenta), de novo afrouxamento da conexão.
  • A corrosão galvânica de metais diferentes aumenta a resistência elétrica da conexão.

Tudo isso resultou em superaquecido e conexões soltas, e este, por sua vez resultou em alguns incêndios. Construtores, em seguida, tornou-se o cuidado de usar o fio, e muitas jurisdições, proibiu seu uso em tamanhos muito pequenos, na construção de novo. Ainda mais recentes dispositivos elétricos, eventualmente, foram introduzidas com conexões projetado para evitar o afrouxamento e o superaquecimento. Em primeiro lugar, eles foram marcados "Al/Cu", mas agora eles carregam uma "CO/ALR" codificação.

Outra maneira de evitar o problema de aquecimento é para cravar o arame de alumínio, uma pequena "pigtail" de fio de cobre. Um feito corretamente alta pressão friso pela ferramenta adequada é firme o suficiente para reduzir qualquer expansão térmica do alumínio. Hoje, novas ligas, desenhos e métodos são utilizados para fiação de alumínio em combinação com caixa de alumínio de terminações.

Nomenclaturas de ligas

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Forjado e fundido, ligas de alumínio utilizam diferentes sistemas de identificação. Forjadas de alumínio é identificado com um número de quatro dígitos que identifica os elementos de liga.

Fundido, ligas de alumínio usar um de quatro a cinco dígitos com um ponto decimal. O dígito na casa das centenas indica os elementos de liga, enquanto o dígito após o ponto decimal indica a forma (molde ou forma de lingote).

Nomenclaturas de têmpera

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O temperamento designação segue a fundido ou forjado, o número de designação com um traço, uma carta, e, potencialmente, de um a três dígitos, por exemplo, 6061-T6. As definições para os temperamentos são:[5][6]

-F
Como fabricados
-H
Endurecidos por deformação a frio trabalhou) com ou sem tratamento térmico.
-H1
Endurecidos por deformação sem tratamento térmico.
-H2
Endurecidos por deformação e parcialmente recozido
-H3
Endurecidos por deformação e estabilizado por aquecimento de baixa temperatura
Segundo dígito
Um segundo dígito indica o grau de dureza
-HX2 = 1/4 duro
-HX4 = 1/2 duro
-HX6 = 3/4 duro
-HX8 = rígido completo
-HX9 = rígido extra
-O
Total de soft (recozido)
-T
Tratamento térmico para produzir estável ânimos
-T1
Refrigerado de trabalho a quente e, naturalmente, a idade (em temperatura ambiente)
-T2
Refrigerado de trabalho a quente, trabalhado a frio, e naturalmente envelhecido
-T3
Solução de calor tratados e trabalhados a frio
-T4
Solução de tratamento térmico e naturalmente envelhecido
-T5
Refrigerado de trabalho a quente e artificialmente envelhecido (em temperatura elevada)
T51
Tensões aliviadas pelo alongamento
-T510
Não mais de alisamento após alongamento
-T511
Menor alisamento após alongamento
-T52
Stress aliviado pelo tratamento térmico.
-T6
Solução de tratamento térmico e artificialmente envelhecido
-T7
Solução de tratamento térmico e estabilizado
-T8
Solução de tratamento térmico, trabalhados a frio e envelhecido artificialmente
-T9
Solução de tratamento térmico, artificialmente envelhecido, e trabalhados a frio
-T10
Refrigerado de trabalho a quente, trabalhado a frio e envelhecido artificialmente
-W
Solução de calor tratados apenas

Nota: W é relativamente macio intermediário designação que se aplica após o calor-tratamento e antes de envelhecimento é concluída. A -W condição pode ser prolongado em temperaturas extremamente baixas, mas não indefinidamente e, dependendo do material normalmente não duram mais de 15 minutos em temperatura ambiente.

Ligas forjadas

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O Internacional Liga de Sistema de Designação é o mais amplamente aceito de esquema de atribuição de nomes para as ligas forjadas. Cada liga é dado um número de quatro dígitos, onde o primeiro dígito indica os principais elementos de liga, o segundo — se diferente de 0 indica uma variação da liga, e o terceiro e o quarto dígitos identificar a liga da série. Por exemplo, na liga 3105, o número 3 indica a liga é o manganês série, 1 indica a primeira modificação de liga 3005, e, finalmente, 05 identifica-lo na série 3000.[7]

  • Série 1000 são essencialmente de alumínio puro, com um mínimo de 99% de alumínio, teor, em peso, e pode ser endurecida por trabalho.
  • Série 2000 está ligado com o cobre, podem ser endurecidos por precipitação para os pontos fortes comparável ao aço. Anteriormente conhecido como duralumínio, eles foram uma vez mais comuns aeroespacial ligas, mas foram susceptíveis à corrosão sob tensão e são cada vez mais substituída pela série 7000 em novos projetos.
  • Série 3000 são ligados com manganês, e pode ser endurecida por trabalho.
  • Série 4000 são ligados com o silício. Variações de alumínio-silício ligas destinadas para fundição (e, portanto, não incluídos na série 4000) também são conhecidos como silumin.
  • 5000 series são ligados com magnésio, e oferecem excelente resistência à corrosão, tornando-os adequados para aplicações marítimas. Além disso, liga 5083 tem a maior força de não tratamento térmico de ligas. A maioria das ligas da série 5000 incluem manganês bem.
  • Série 6000 são ligados com magnésio e silício. Eles são fáceis de máquina, são soldáveis, e podem ser endurecidos por precipitação, mas não para o alto pontos fortes que 2000 e 7000 pode chegar. Alumínio 6061 é um dos mais comumente utilizada para fins gerais de ligas de alumínio.
  • Série 7000 são em liga de zinco, e podem ser endurecidos por precipitação para o mais alto pontos fortes de qualquer liga de alumínio (resistência à tração máxima de até 700 MPa para o 7068 liga). Mais de 7000 série de ligas incluem magnésio e cobre bem.
  • Série 8000 são em liga com outros elementos que não são cobertos por outras séries. Alumínio-lítio ligas são um exemplo [8]

Série 1000

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Série 1000 da liga de alumínio de composição nominal (% peso) e aplicações
Liga Al conteúdo Elementos de liga Usa e refs
1050 99.5 - Desenhado tubo, equipamento químico
1060 99.6 - Universal
1070 99.7 - Espessura da parede do tubo desenhada
1100 99.0 Cu 0.1 Universal, holloware
1145 99.45 - A folha, a placa, folha
1199 99.99 - Folha[9]
1350 99.5 - Condutores elétricos
1370 99.7 - Condutores elétricos
1420# 92.9 Mg 5.0; Li 2.0; Zr 0.1 Aeroespacial
1421# 92.9 Mg 5.0; Li 2.0; Mn 0.2; Sc 0.2; Zr 0.1 Aeroespacial[10]

Série 2000

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2000 series aluminium alloy nominal composition (% weight) and applications
Alloy Al contents Alloying elements Uses and refs
2004 93.6 Cu 6.0; Zr 0.4 Aerospace
2011 93.7 Cu 5.5; Bi 0.4; Pb 0.4 Universal
2014 93.5 Cu 4.4; Si 0.8; Mn 0.8; Mg 0.5 Universal
2017 94.2 Cu 4.0; Si 0.5; Mn 0.7; Mg 0.6 Aerospace
2020 93.4 Cu 4.5; Li 1.3; Mn 0.55; Cd 0.25 Aerospace
2024 93.5 Cu 4.4; Mn 0.6; Mg 1.5 Universal, aerospace[11]
2029 94.6 Cu 3.6; Mn 0.3; Mg 1.0; Ag 0.4; Zr 0.1 Alclad sheet, aerospace[12]
2036 96.7 Cu 2.6; Mn 0.25; Mg 0.45 Sheet
2048 94.8 Cu 3.3; Mn 0.4; Mg 1.5 Sheet, plate
2055 93.5 Cu 3.7; Zn 0.5; Li 1.1; Ag 0.4;Mn 0.2; Mg 0.3; Zr 0.1 Aerospace extrusions,[13]
2080 94.0 Mg 3.7; Zn 1.85; Cr 0.2; Li 0.2 Aerospace
2090 95.0 Cu 2.7; Li 2.2; Zr 0.12 Aerospace
2091 94.3 Cu 2.1; Li 2.0; Mg 1.5; Zr 0.1 Aerospace, cryogenics
2095 93.6 Cu 4.2; Li 1.3; Mg 0.4; Ag 0.4; Zr 0.1 Aerospace
2099 94.3 Cu 2.53; Mn 0.3; Mg 0.25; Li 1.75; Zn 0.75; Zr 0.09 Aerospace[14]
2124 93.5 Cu 4.4; Mn 0.6; Mg 1.5 Plate
2195 93.5 Cu 4.0; Mn 0.5; Mg 0.45; Li 1.0; Ag 0.4; Zr 0.12 aerospace,[15][16] Space Shuttle Super Lightweight external tank,[17] and the SpaceX Falcon 9[18] and Falcon 1e second stage launch vehicles.[19]
2196 Extrusion
2198 Sheet
2218 92.5 Cu 4.0; Mg 1.5;Ni 2 Forgings
2219 93.0 Cu 6.3; Mn 0.3;Ti 0.06; V 0.1; Zr 0.18 Universal, Space Shuttle Standard Weight external tank
2224&2324 93.8 Cu 4.1; Mn 0.6; Mg 1.5 Plate
2319 93.0 Cu 6.3; Mn 0.3; Ti 0.15; V 0.1; Zr 0.18 Bar and wire
2519 93.0 Cu 5.8; Mg 0.2; Ti 0.15; V 0.1; Zr 0.2 Aerospace armor plate
2524 93.8 Cu 4.2; Mn 0.6; Mg 1.4 Plate, sheet[20]
2618 93.7 Cu 2.3; Si 0.18; Mg 1.6; Ti 0.07; Fe 1.1; Ni 1.0 Forgings

Série 3000

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Série 3000 da liga de alumínio de composição nominal (% peso) e aplicações
Liga Al conteúdo Elementos de liga Usa e refs
3003 98.6 Mn 1.2; Cu 0.12 Universal, folha, rígida recipientes da folha, sinais, decorativo
3004 97.8 Mn 1.2; Mg 1 Universal, latas de bebidas[21]
3005 98.5 Mn 1.0; Mg 0.5 Encruado
3102 De 99,8 Mn 0.2 Encruado[22]
3103&3303 98.8 Mn 1.2 Encruado
3105 97.8 Mn 0.55; Mg 0.5 Folha
3203 98.8 Mn 1.2 Folha, folha de alumínio de alta resistência

Série 4000

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Série 4000 da liga de alumínio de composição nominal (% peso) e aplicações
Liga Al conteúdo Elementos de liga Usa e refs
4006 98.3 Si 1.0; Fe 0.65 Encruado ou idade
4007 96.3 Si 1.4; Mn 1.2; Fe 0.7; Ni 0.3; Cr 0.1 Encruado
4015 96.8 Si 2.0; Mn 1.0; Mg 0.2 Encruado
4032 85 Si 12.2; Cu 0.9; Mg 1; Ni 0.9; Peças forjadas
4043 94.8 Si 5.2 Vara de
4047 85.5 Si 6.0; Fe 0.8; Cu 0.3; Zn 0.2; Mn 0.15; Mg 0.1 Folha, revestimentos, preenchimentos
4543 93.7 Si 6.0; Mg 0.3 de arquitetura extrusões

Série 5000

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5000 series aluminium alloy nominal composition (% weight) and applications
Alloy Al contents Alloying elements Uses and refs
5005 & 5657 99.2 Mg 0.8 Sheet, plate, rod, cubesats
5010 99.3 Mg 0.5; Mn 0.2;
5019 94.7 Mg 5.0; Mn 0.25;
5024 94.5 Mg 4.6; Mn 0.6; Zr 0.1; Sc 0.2 Extrusions, aerospace[23]
5026 93.9 Mg 4.5; Mn 1; Si 0.9; Fe 0.4; Cu 0.3
5050 98.6 Mg 1.4 Universal
5052 & 5652 97.2 Mg 2.5; Cr 0.25 Universal, aerospace (cubesats), marine
5056 94.8 Mg 5.0; Mn 0.12; Cr 0.12 Foil, rod, rivets
5059 93.5 Mg 5.0; Mn 0.8; Zn 0.6; Zr 0.12 rocket cryogenic tanks
5083 94.8 Mg 4.4; Mn 0.7; Cr 0.15 Universal, welding, marine
5086 95.4 Mg 4.0; Mn 0.4; Cr 0.15 Universal, welding, marine
5154 & 5254 96.2 Mg 3.5; Cr 0.25; Universal, rivets[24]
5182 95.2 Mg 4.5; Mn 0.35; Sheet
5252 97.5 Mg 2.5; Sheet
5356 94.6 Mg 5.0; Mn 0.12; Cr 0.12; Ti 0.13 Rod, MIG wire
5454 96.4 Mg 2.7; Mn 0.8; Cr 0.12 Universal
5456 94 Mg 5.1; Mn 0.8; Cr 0.12 Universal
5457 98.7 Mg 1.0; Mn 0.2; Cu 0.1 Sheet, automobile trim[25]
5557 99.1 Mg 0.6; Mn 0.2; Cu 0.1 Sheet, automobile trim[26]
5754 95.8 Mg 3.1; Mn 0.5; Cr 0.3 Sheet, Rod

Série 6000

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6000 series aluminium alloy nominal composition (% weight) and applications
Alloy Al contents Alloying elements Uses and refs
6005 98.7 Si 0.8; Mg 0.5 Extrusions, angles
6009 97.7 Si 0.8; Mg 0.6; Mn 0.5; Cu 0.35 Sheet
6010 97.3 Si 1.0; Mg 0.7; Mn 0.5; Cu 0.35 Sheet
6013 97.05 Si 0.8; Mg 1.0; Mn 0.35; Cu 0.8 Plate, aerospace, smartphone cases[27][28]
6022 97.9 Si 1.1; Mg 0.6; Mn 0.05; Cu 0.05; Fe 0.3 Sheet, automotive[29]
6060 98.9 Si 0.4; Mg 0.5; Fe 0.2 Heat-treatable
6061 97.9 Si 0.6; Mg 1.0; Cu 0.25; Cr 0.2 Universal, structural, aerospace (cubesats)[30]
6063 & 6463 98.9 Si 0.4; Mg 0.7 Universal, marine, decorative
6063A 98.7 Si 0.4; Mg 0.7; Fe 0.2 Heat-treatable
6065 97.1 Si 0.6; Mg 1.0; Cu 0.25; Bi 1.0 Heat-treatable
6066 95.7 Si 1.4; Mg 1.1; Mn 0.8; Cu 1.0 Universal
6070 96.8 Si 1.4; Mg 0.8; Mn 0.7; Cu 0.28 Extrusions
6081 98.1 Si 0.9; Mg 0.8; Mn 0.2 Heat-treatable
6082 97.5 Si 1.0; Mg 0.85; Mn 0.65 Heat-treatable
6101 98.9 Si 0.5; Mg 0.6 Extrusions
6105 98.6 Si 0.8; Mg 0.65 Heat-treatable
6113 96.8 Si 0.8; Mg 1.0; Mn 0.35; Cu 0.8; O 0.2 Aerospace
6151 98.2 Si 0.9; Mg 0.6; Cr 0.25 Forgings
6162 98.6 Si 0.55; Mg 0.9 Heat-treatable
6201 98.5 Si 0.7; Mg 0.8 Rod
6205 98.4 Si 0.8; Mg 0.5;Mn 0.1; Cr 0.1; Zr 0.1 Extrusions
6262 96.8 Si 0.6; Mg 1.0; Cu 0.25; Cr 0.1; Bi 0.6; Pb 0.6 Universal
6351 97.8 Si 1.0; Mg 0.6;Mn 0.6 Extrusions
6463 98.9 Si 0.4; Mg 0.7 Extrusions
6951 97.2 Si 0.5; Fe 0.8; Cu 0.3; Mg 0.7; Mn 0.1; Zn 0.2 Heat-treatable

Série 7000

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7000 series aluminium alloy nominal composition (% weight) and applications
Alloy Al contents Alloying elements Uses and refs
7005 93.3 Zn 4.5; Mg 1.4; Mn 0.45; Cr 0.13; Zr 0.14; Ti 0.04 Extrusions
7010 93.3 Zn 6.2; Mg 2.35; Cu 1.7; Zr 0.1; Aerospace
7022 (variable) Fe 0.5max; Si 0.5max; Zn 4.3–5.2; Mg 2.6–3.7; Mn 0.1–0.4; Cu 0.5–1.0; Cr 0.1–0.3; Zr 0.2max; Ti 0.2max (experimental)[31]
7034 85.7 Zn 11.0; Mg 2.3; Cu 1.0 Ultimate tensile strength 750 MPa[32]
7039 92.3 Zn 4.0; Mg 3.3; Mn 0.2; Cr 0.2 Aerospace armor plate
7049 88.1 Zn 7.7; Mg 2.45; Cu 1.6; Cr 0.15 Universal, aerospace
7050 89.0 Zn 6.2; Mg 2.3; Cu 2.3; Zr 0.1 Universal, aerospace
7055 87.2 Zn 8.0; Mg 2.3; Cu 2.3; Zr 0.1 Plate, extrusions, aerospace[33]
7065 88.5 Zn 7.7; Mg 1.6; Cu 2.1; Zr 0.1 Plate, aerospace[34]
7068 87.6 Zn 7.8; Mg 2.5; Cu 2.0; Zr 0.12 Aerospace, Ultimate tensile strength 710 MPa
7072 99.0 Zn 1.0 Sheet, foil
7075 & 7175 90.0 Zn 5.6; Mg 2.5; Cu 1.6; Cr 0.23 Universal, aerospace (cubesats), forgings
7079 91.4 Zn 4.3; Mg 3.3; Cu 0.6; Mn 0.2; Cr 0.15 -
7085 89.4 Zn 7.5; Mg 1.5; Cu 1.6 Thick plate, aerospace[35]
7093 86.7 Zn 9.0; Mg 2.5; Cu 1.5; O 0.2; Zr 0.1 Aerospace
7116 93.7 Zn 4.5; Mg 1; Cu 0.8 Heat-treatable
7129 93.2 Zn 4.5; Mg 1.6; Cu 0.7 -
7150 89.05 Zn 6.4; Mg 2.35; Cu 2.2; O 0.2; Zr 0.1 Aerospace
7178 88.1 Zn 6.8; Mg 2.7; Cu 2.0; Cr 0.26 Universal, aerospace
7255 87.5 Zn 8.0; Mg 2.1; Cu 2.3; Zr 0.1 Plate, aerospace[36]
7475 90.3 Zn 5.7; Mg 2.3; Si 1.5; Cr 0.22 Universal, aerospace

Série 8000

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Série 8000 da liga de alumínio de composição nominal (% peso) e aplicações
Liga Al conteúdo Elementos de liga Usa e refs
8006 98.0 Fe 1.5; Mn 0.5; Universal, soldável
8009 88.3 Fe 8.6; Si 1.8; V 1.3 Alta temperatura aeroespacial[37]
8011 98.7 Fe 0.7; Si 0.6 Encruado
8014 98.2 Fe 1.4; Mn 0.4; universal[38]
8019 87.5 Fe 8.3; Ge 4.0; S 0.2 Aeroespacial
8030 99.3 Fe 0.5; Cu 0.2 fio[39]
8090 94.8 Li 2.45; Cu 1.3; Mg 0.95; Zr 0.12; aeroespacial, criogenia[40]
8176 99.3 Fe 0.6; Si 0.1 fio elétrico

Lista mista geral

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Wrought aluminium alloy composition limits (% weight)
Liga Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn V Ti Bi Ga Pb Zr Limits†† Al
Each Total
1050[41] 0,25 0,40 0,05 0,05 0,05 0,05 0,03 99,5 mín
1060 0.25 0.35 0.05 0.03 0.03 0.03 0.05 0.05 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0,03 99,6 míni
1100 0.95 Si+Fe 0.05–0.20 0.05 0.10 0.05 0.15 99.0 min
1199 0.006 0.006 0.006 0.002 0.006 0.006 0.005 0.002 0.005 0.002 99.99 min
2014 0.50–1.2 0.7 3.9–5.0 0.40–1.2 0.20–0.8 0.10 0.25 0.15 0.05 0.15 remainder
2024 0.50 0.50 3.8–4.9 0.30–0.9 1.2–1.8 0.10 0.25 0.15 0.05 0.15 remainder
2219 0.2 0.30 5.8–6.8 0.20–0.40 0.02 0.10 0.05–0.15 0.02–0.10 0.10–0.25 0.05 0.15 remainder
3003 0.6 0.7 0.05–0.20 1.0–1.5 0.10 0.05 0.15 remainder
3004 0.30 0.7 0.25 1.0–1.5 0.8–1.3 0.25 0.05 0.15 remainder
3102 0.40 0.7 0.10 0.05–0.40 0.30 0.10 0.05 0.15 remainder
4041 4.5–6.0 0.80 0.30 0.05 0.05 0.10 0.20 0.05 0.15 remainder
5005 0.3 0.7 0.2 0.2 0.5-1.1 0.1 0.25 0.05 0.15 remainder
5052 0.25 0.40 0.10 0.10 2.2–2.8 0.15–0.35 0.10 0.05 0.15 remainder
5083 0.40 0.40 0.10 0.40–1.0 4.0–4.9 0.05–0.25 0.25 0.15 0.05 0.15 remainder
5086 0.40 0.50 0.10 0.20–0.7 3.5–4.5 0.05–0.25 0.25 0.15 0.05 0.15 remainder
5154 0.25 0.40 0.10 0.10 3.10–3.90 0.15–0.35 0.20 0.20 0.05 0.15 remainder
5356 0.25 0.40 0.10 0.10 4.50–5.50 0.05–0.20 0.10 0.06–0.20 0.05 0.15 remainder
5454 0.25 0.40 0.10 0.50–1.0 2.4–3.0 0.05–0.20 0.25 0.20 0.05 0.15 remainder
5456 0.25 0.40 0.10 0.50–1.0 4.7–5.5 0.05–0.20 0.25 0.20 0.05 0.15 remainder
5754 0.40 0.40 0.10 0.50 2.6–3.6 0.30 0.20 0.15 0.05 0.15 remainder
6005 0.6–0.9 0.35 0.10 0.10 0.40–0.6 0.10 0.10 0.10 0.05 0.15 remainder
6005A† 0.50–0.9 0.35 0.30 0.50 0.40–0.7 0.30 0.20 0.10 0.05 0.15 remainder
6060 0.30–0.6 0.10–0.30 0.10 0.10 0.35–0.6 0.05 0.15 0.10 0.05 0.15 remainder
6061 0.40–0.8 0.7 0.15–0.40 0.15 0.8–1.2 0.04–0.35 0.25 0.15 0.05 0.15 remainder
6063 0.20–0.6 0.35 0.10 0.10 0.45–0.9 0.10 0.10 0.10 0.05 0.15 remainder
6066 0.9–1.8 0.50 0.7–1.2 0.6–1.1 0.8–1.4 0.40 0.25 0.20 0.05 0.15 remainder
6070 1.0–1.7 0.50 0.15–0.40 0.40–1.0 0.50–1.2 0.10 0.25 0.15 0.05 0.15 remainder
6082 0.7–1.3 0.50 0.10 0.40–1.0 0.60–1.2 0.25 0.20 0.10 0.05 0.15 remainder
6105 0.6–1.0 0.35 0.10 0.10 0.45–0.8 0.10 0.10 0.10 0.05 0.15 remainder
6162 0.40–0.8 0.50 0.20 0.10 0.7–1.1 0.10 0.25 0.10 0.05 0.15 remainder
6262 0.40–0.8 0.7 0.15–0.40 0.15 0.8–1.2 0.04–0.14 0.25 0.15 0.40–0.7 0.40–0.7 0.05 0.15 remainder
6351 0.7–1.3 0.50 0.10 0.40–0.8 0.40–0.8 0.20 0.20 0.05 0.15 remainder
6463 0.20–0.6 0.15 0.20 0.05 0.45–0.9 0.05 0.05 0.15 remainder
7005 0.35 0.40 0.10 0.20–0.70 1.0–1.8 0.06–0.20 4.0–5.0 0.01–0.06 0.08–0.20 0.05 0.15 remainder
7022 0.50 0.50 0.50–1.00 0.10–0.40 2.60–3.70 0.10–0.30 4.30–5.20 0.20 0.05 0.15 remainder
7068 0.12 0.15 1.60–2.40 0.10 2.20–3.00 0.05 7.30–8.30 0.01 0.05–0.15 0.05 0.15 remainder
7072 0.7 Si+Fe 0.10 0.10 0.10 0.8–1.3 0.05 0.15 remainder
7075 0.40 0.50 1.2–2.0 0.30 2.1–2.9 0.18–0.28 5.1–6.1 0.20 0.05 0.15 remainder
7079 0.3 0.40 0.40–0.80 0.10–0.30 2.9–3.7 0.10–0.25 3.8–4.8 0.10 0.05 0.15 remainder
7116 0.15 0.30 0.50–1.1 0.05 0.8–1.4 4.2–5.2 0.05 0.05 0.03 0.05 0.15 remainder
7129 0.15 0.30 0.50–0.9 0.10 1.3–2.0 0.10 4.2–5.2 0.05 0.05 0.03 0.05 0.15 remainder
7178 0.40 0.50 1.6–2.4 0.30 2.4–3.1 0.18–0.28 6.3–7.3 0.20 0.05 0.15 remainder
8176[42] 0.03–0.15 0.40–1.0 0.10 0.03 0.05 0.15 remainder
Alloy Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn V Ti Bi Ga Pb Zr Limits†† Al
Each Total
†Manganese plus chromium must be between 0.12–0.50%.
††This limit applies to all elements for which no other limit is specified on a given row, because no column exists or because the column is blank.

Elenco ligas

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O Alumínio de Associação (AA) adotou uma nomenclatura semelhante à de ligas forjadas. Norma britânica e DIN ter diferentes denominações. No AA do sistema, o segundo de dois dígitos revelar o percentual mínimo de alumínio, por exemplo, 150.x correspondem a um mínimo de 99.50% de alumínio. O dígito após o ponto decimal tem um valor de 0 ou 1, indicando a carcaça e o lingote, respectivamente. Os principais elementos de liga no AA do sistema são as seguintes:[43]

  • 1xx.série x são no mínimo 99% de alumínio
  • 2xx.série x de cobre
  • 3xx.série x manganês
  • 4xx.x série do silício
  • 5xx.x série de magnésio
  • 6 xx.x série de magnésio e silício
  • 7xx.x série do zinco
  • 8xx.x outros elementos
  • 9xx.x não utilizados série
Minimum tensile requirements for cast aluminium alloys[44]
Alloy type Temper Tensile strength (min) in ksi (MPa) Yield strength (min) in ksi (MPa) Elongation in 2 in %
ANSI UNS
201.0 A02010 T7 60.0 (414) 50.0 (345) 3.0
204.0 A02040 T4 45.0 (310) 28.0 (193) 6.0
242.0 A02420 O 23.0 (159) N/A N/A
T61 32.0 (221) 20.0 (138) N/A
A242.0 A12420 T75 29.0 (200) N/A 1.0
295.0 A02950 T4 29.0 (200) 13.0 (90) 6.0
T6 32.0 (221) 20.0 (138) 3.0
T62 36.0 (248) 28.0 (193) N/A
T7 29.0 (200) 16.0 (110) 3.0
319.0 A03190 F 23.0 (159) 13.0 (90) 1.5
T5 25.0 (172) N/A N/A
T6 31.0 (214) 20.0 (138) 1.5
328.0 A03280 F 25.0 (172) 14.0 (97) 1.0
T6 34.0 (234) 21.0 (145) 1.0
355.0 A03550 T6 32.0 (221) 20.0 (138) 2.0
T51 25.0 (172) 18.0 (124) N/A
T71 30.0 (207) 22.0 (152) N/A
C355.0 A33550 T6 36.0 (248) 25.0 (172) 2.5
356.0 A03560 F 19.0 (131) 9.5 (66) 2.0
T6 30.0 (207) 20.0 (138) 3.0
T7 31.0 (214) N/A N/A
T51 23.0 (159) 16.0 (110) N/A
T71 25.0 (172) 18.0 (124) 3.0
A356.0 A13560 T6 34.0 (234) 24.0 (165) 3.5
T61 35.0 (241) 26.0 (179) 1.0
443.0 A04430 F 17.0 (117) 7.0 (48) 3.0
B443.0 A24430 F 17.0 (117) 6.0 (41) 3.0
512.0 A05120 F 17.0 (117) 10.0 (69) N/A
514.0 A05140 F 22.0 (152) 9.0 (62) 6.0
520.0 A05200 T4 42.0 (290) 22.0 (152) 12.0
535.0 A05350 F 35.0 (241) 18.0 (124) 9.0
705.0 A07050 T5 30.0 (207) 17.0 (117)† 5.0
707.0 A07070 T7 37.0 (255) 30.0 (207)† 1.0
710.0 A07100 T5 32.0 (221) 20.0 (138) 2.0
712.0 A07120 T5 34.0 (234) 25.0 (172)† 4.0
713.0 A07130 T5 32.0 (221) 22.0 (152) 3.0
771.0 A07710 T5 42.0 (290) 38.0 (262) 1.5
T51 32.0 (221) 27.0 (186) 3.0
T52 36.0 (248) 30.0 (207) 1.5
T6 42.0 (290) 35.0 (241) 5.0
T71 48.0 (331) 45.0 (310) 5.0
850.0 A08500 T5 16.0 (110) N/A 5.0
851.0 A08510 T5 17.0 (117) N/A 3.0
852.0 A08520 T5 24.0 (165) 18.0 (124) N/A
†Only when requested by the customer

Ligas nomeadas

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  • Alferium uma lata de alumínio liga de ferro desenvolvido por Schneider, utilizado para a construção de aeronaves por Société pour la Construction d''Avions Métallique "Aviméta"
  • Alclad folha de alumínio formado a partir de alumínio de alta pureza camadas de superfície aderente de alta resistência em liga de alumínio material do núcleo[45]
  • Birmabright (alumínio, magnésio) um produto da Birmetals Empresa, basicamente equivalente para 5251
  • O duralumínio (cobre, alumínio)
  • Hindalium (alumínio, magnésio, manganês, silício) do produto da Hindustan de Alumínio Corporation Ltd, feitas em 16ga chapas laminadas para panelas
  • Pandalloy Pratt&Whitney, de propriedade da liga de, supostamente, ter alta resistência e superior desempenho de alta temperatura.
  • Magnalium
  • Magnox (magnésio, alumínio)
  • Silumin (alumínio, silício)
  • Titanal (alumínio, zinco, magnésio, cobre, zircônio) um produto da Áustria Metall AG. Comumente usado em esportes de alto rendimento de produtos, particularmente as pranchas de snowboard e esquis.
  • Y liga, Hiduminium, R. R. ligas: pré-guerra de níquel, ligas de alumínio, utilizado na indústria aeroespacial e pistões do motor, para a sua capacidade para manter a resistência em temperaturas elevadas. Estes são substituídos hoje pelo melhor desempenho de ferro-ligas de alumínio como 8009 capaz de operar com baixa deformação até 300C.

Aplicações

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Ligas aeroespaciais

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Alumínio–Escândio

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Partes do Mig–29 são feitas a partir de Al–Sc liga.[46]

A adição de escândio para o alumínio cria nanoescala Al3Sc precipita-se que limitar o excessivo crescimento de grão que ocorre na zona afetada pelo calor da solda componentes de alumínio. Isso tem dois efeitos benéficos: o precipitado Al3Sc formas mais pequenos cristais que são formados em outras ligas de alumínio e a largura do precipitado zonas livres que normalmente existem nas fronteiras de grão de idade-de ligas de alumínio endurecíveis é reduzido. Escândio é também um potente refinador de grão em fundido, ligas de alumínio e de átomo para átomo, o mais potente de superfície em alumínio, tanto como um resultado do refinamento de grão e fortalecimento precipitação.

Um benefício adicional de escândio adições de alumínio é que a escala nanométrica Al3Sc precipitados que dão a liga sua força são engrossamento resistente em relativamente altas temperaturas (~350 °C). Isto está em contraste com o típico comercial 2xxx e 6xxx ligas, que rapidamente perdem sua força em temperaturas acima de 250 °C, devido ao rápido engrossamento dos seus fortalecimento precipitados.[47]

O efeito do Al3Sc precipita-se, também, aumentar a liga de força de rendimento por 50-7050–70 MPa (7.3–10.2 ksi).

Em princípio, as ligas de alumínio reforçado com a adição de escândio são muito semelhantes aos tradicionais a base de níquel superligas, em que ambos são reforçadas pelos coerente, engrossamento resistente precipitados com uma ordenado L12 estrutura. No entanto, Al-Sc ligas contêm uma quantidade bem menor fração volumétrica de precipitados e a inter-precipitar a distância é muito menor do que na sua base de níquel homólogos. Em ambos os casos, no entanto, o engrossamento resistente precipita-se permitir que as ligas para manter a sua força em altas temperaturas.[48]

O aumento da temperatura de operação da Al-Sc ligas tem implicações significativas para a energia eficiente de aplicações, principalmente na indústria automotiva. Estas ligas podem fornecer um substituto para o mais denso de materiais como o aço e titânio que são utilizados em 250-350 °C ambientes, tais como em ou perto de motores. A substituição destes materiais mais leves ligas de alumínio leva a reduções de peso, que por sua vez leva ao aumento da eficiência de combustível.[49]

Adições de érbio e zircônio tem sido mostrado para aumentar o engrossamento da resistência de Al-Sc ligas para ~400 °C. Isto é conseguido através da formação de uma lenta difusão de zircónio rica shell em torno de escândio e érbio rica precipitado núcleos, formando o fortalecimento precipita com a composição de Al3(Sc,Zr,Er).[50] melhorias Adicionais no engrossamento de resistência, vai permitir que essas ligas para ser usado, cada vez mais, a temperaturas mais altas.

Ligas de titânio, que são mais fortes, mas mais pesado que o Al-Sc ligas, são ainda mais amplamente utilizado.[51]

A principal aplicação da metalizado escândio pelo peso é em alumínio-escândio ligas menores indústria aeroespacial componentes. Estas ligas contêm entre 0,1% e 0,5% (por peso) de escândio. Eles foram usados em russo avião militar Mig 21 e Mig 29.

Alguns itens de equipamentos esportivos, que dependem de materiais de alto desempenho, têm sido feitas com o escândio-ligas de alumínio, incluindo tacos de beisebol,[52] lacrosse varas, bem como de bicicleta[53] quadros e componentes, e a barraca pólos. EUA gunmaker Smith & Wesson produz revólveres com quadros compostos de escândio liga e cilindros de titânio. [54]

Lista de ligas de alumínio aeroespacial

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As seguintes ligas de alumínio são comumente utilizados em aeronaves e outros aeroespacial estruturas:[55][56]

  • 1420
  • 2004; 2014; 2017; 2020; 2024; 2080; 2090; 2091; 2095; 2219; 2224; 2324; 2519; 2524
  • 4047
  • 6013; 6061; 6063; 6113; 6951;
  • 7010; 7049; 7050; 7055; 7068; 7075; 7079; 7093; 7150; 7178; 7475;
  • 8009;

Nota-se que o termo de aeronaves de alumínio ou de alumínio aeroespacial , geralmente, refere-se a 7075.[57][58]

4047 alumunium é um exclusivo da liga usada tanto na indústria aeroespacial e automotiva aplicações como revestimento da liga ou do material de enchimento. Como enchimento, a liga de alumínio 4047 tiras podem ser combinados para a intrincada aplicativos para unir dois metais.[59]

6951 é uma térmico da liga, o que proporciona mais força para as barbatanas, enquanto o aumento da resistência à deflexão; isso permite que o fabricante para reduzir o calibre da folha e, por conseguinte, reduzindo o peso do formado fin. Estas particularidades fazem liga de alumínio 6951 um dos preferidos ligas para a transferência de calor e trocadores de calor fabricado para aplicações aeroespaciais.[60]

6063 liga de alumínio ligas de calor tratável com moderadamente alta resistência, excelente resistência à corrosão e boa extrudability. Eles são regularmente utilizados como arquitetônicas e estruturais membros.[61]

A seguinte lista de ligas de alumínio são produzidos atualmente,[carece de fontes?] mas menos amplamente[carece de fontes?] usado:

  • 2090 de alumínio
  • 2124 de alumínio
  • 2324 alumínio
  • 6013 alumínio
  • Alumínio 7050
  • 7055 de alumínio
  • 7150 alumínio
  • De alumínio 7475

Ligas navais

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Essas ligas são utilizadas para construção de embarcações e de construção naval, e outros marinho e sal-água sensíveis da costa aplicações.[62]

  • Liga de alumínio 5052
  • 5059 liga de alumínio
  • 5083 liga de alumínio
  • 5086 liga de alumínio
  • Liga de alumínio 6061
  • 6063 liga de alumínio

4043, 5183, 6005A, 6082 também utilizado na marinha construções e off-shore aplicações.

Ligas e ciclismo

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Estas ligas são usadas para andar de bicicleta quadros e componentes[carece de fontes?]

Ligas automotivas

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6111 alumínio e 2008 da liga de alumínio são amplamente utilizados para o externo automotivo painéis de carroceria, com 5083 e 5754 usado para o interior da carroceria. Capotas foram fabricados a partir de 2036, 6016, e 6111 ligas. Caminhão de reboque e carroceria de ter usado 5456 de alumínio.

Automóvel quadros, muitas vezes, usar 5182 de alumínio ou 5754 de alumínio formado folhas, 6061 ou 6063 extrusões.

As rodas têm sido lançados a partir de A356.0 de alumínio ou formado 5xxx folha. [63]

Blocos de cilindros e cárteres são frequentemente expressos feito de ligas de alumínio. O mais popular ligas de alumínio utilizadas para blocos de cilindros são A356, 319 e em menor grau 242.

Cilindros de ar e de gás

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Ver também

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Referências

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  1. ↑ I. J. Polmear, Light Alloys, Arnold, 1995
  2. ↑ «Magnesium for Aerospace Applications» (PDF) 
  3. ↑ SAE aluminium specifications list, accessed 8 October 2006. Also SAE Aerospace Council Arquivado em 2006-09-27 no Wayback Machine
  4. ↑ R.E. Sanders, Technology Innovation in aluminium Products, The Journal of The Minerals, 53(2):21–25, 2001. Online ed. Arquivado em 2012-03-17 no Wayback Machine
  5. ↑ «Sheet metal material» [ligação inativa] 
  6. ↑ Degarmo, E. Paul; Black, J T.; Kohser, Ronald A. Materials and Processes in Manufacturing. [S.l.: s.n.] ISBN 0-471-65653-4 
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Ligações externas

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