Seja o quadro da bicicleta que você usa todos os dias, um componente aeroespacial complexo voando a milhares de metros de altitude ou a elegante carcaça de um dispositivo eletrônico no seu pulso, há uma boa chance de você encontrar alumínio 6061-T6 em algum lugar dentro deles. Sua popularidade não é por acaso. Poucos materiais de engenharia oferecem uma combinação tão equilibrada de resistência, usinabilidade, resistência à corrosão e preço acessível.
Na verdade, o alumínio 6061-T6 é tão comum que se tornou um material padrão em praticamente todas as oficinas mecânicas, fabricantes de protótipos e empresas de manufatura por contrato. Se você já encomendou um... protótipo usinado CNCA primeira recomendação de material que você recebeu foi alumínio 6061-T6.
O que é o alumínio 6061?
As ligas de alumínio da série 6000 são ligas de alumínio-magnésio-silício (Al-Mg-Si). Sua fase de reforço é o Mg₂Si. Essas ligas pertencem à família de ligas de alumínio tratáveis termicamente e oferecem um bom equilíbrio entre resistência mecânica, resistência à corrosão, soldabilidade e conformabilidade. Entre as ligas da série 6000, as classes 6061 e 6063 são as mais utilizadas. O alumínio 6061 é popular para usinagem CNC, enquanto o 6063 é popular para... extrusão de alumínio para fins arquitetônicos e industriais.
O alumínio 6061 é uma liga de Al-Mg-Si tratável termicamente, cuja composição química nominal inclui 0.8–1.2% de magnésio, 0.4% a 0.8% de silício, 0.15% a 0.40% de cobre e 0.04% a 0.35% de cromo em peso. O componente de reforço é o precipitado de Mg₂Si formado durante o endurecimento por precipitação. O cobre é adicionado para aumentar a resistência mecânica da liga, enquanto o cromo é introduzido para compensar a redução na resistência à corrosão causada pelo cobre e para melhorar a estabilidade microestrutural. Devido à sua alta sensibilidade à têmpera, o alumínio 6061 requer um processo de tratamento térmico cuidadosamente controlado para atingir propriedades mecânicas ótimas. Após a extrusão, a liga é tipicamente submetida a tratamento térmico de solubilização, têmpera rápida e envelhecimento artificial para desenvolver a resistência e a dureza desejadas.
Alumínio 6061 com têmpera T6
A resistência do alumínio 6061 deriva do tratamento térmico. Através de uma combinação de tratamento térmico de solubilização e envelhecimento, elementos de liga como magnésio e silício precipitam da matriz de alumínio e formam finas partículas de Mg₂Si que reforçam a liga. Esses precipitados aumentam significativamente a resistência mecânica da liga, mantendo sua excelente resistência à corrosão, usinabilidade e soldabilidade.
A condição T6 é a mais comum entre todas as condições de têmpera. A designação “T6” indica que a liga foi submetida a tratamento térmico de solubilização e, em seguida, envelhecida artificialmente para atingir o equilíbrio ideal de suas propriedades.
Como mostra a figura abaixo, a têmpera T6 normalmente proporciona um nível de resistência mais elevado sem sacrificar as principais características que tornam o alumínio 6061 atraente para aplicações de engenharia. Décadas de experiência industrial demonstraram que as propriedades mecânicas alcançadas na condição T6 são suficientes para a grande maioria das aplicações estruturais, automotivas e aeroespaciais. Essa combinação de desempenho, disponibilidade e custo-benefício é um dos principais motivos pelos quais o 6061-T6 se tornou a liga de alumínio mais comumente especificada.
Outras designações de têmpera do alumínio
As ligas de alumínio tratáveis termicamente geralmente utilizam uma designação de têmpera composta pela letra “T” seguida por um ou mais números. O “T” indica que o material foi submetido a tratamento térmico para produzir propriedades mecânicas estáveis. Números diferentes representam diferentes combinações de processos de tratamento térmico, envelhecimento e trabalho a frio.
| temperamento | Descrição |
|---|---|
| T1 | Resfriado por meio de um processo de moldagem em alta temperatura e envelhecido naturalmente até atingir uma condição substancialmente estável. |
| T2 | Resfriado por meio de um processo de moldagem em alta temperatura, trabalhado a frio e envelhecido naturalmente. |
| T3 | Solução tratada termicamente, trabalhada a frio e envelhecida naturalmente. |
| T4 | Solução tratada termicamente e envelhecida naturalmente até atingir uma condição estável. |
| T5 | Resfriado a partir de um processo de conformação em alta temperatura e, em seguida, envelhecido artificialmente. |
| T6 | Solução tratada termicamente e envelhecida artificialmente. |
| T7 | Solução tratada termicamente e envelhecida posteriormente (estabilizada). |
| T8 | Solução tratada termicamente, trabalhada a frio e envelhecida artificialmente. |
| T9 | Solução tratada termicamente, envelhecida artificialmente e, em seguida, trabalhada a frio. |
| T10 | Resfriado por meio de um processo de moldagem em alta temperatura, trabalhado a frio e envelhecido artificialmente. |
Propriedades Mecânicas do Alumínio 6061 T6
| Propriedade | métrico |
|---|---|
| Resistência à tração | 290 ~ 310 MPa |
| Força de rendimento (0.2%) | 240 ~ 276 MPa |
| Força de cisalhamento | 207 MPa |
| Força de fadiga (10⁷ ciclos) | 96 MPa |
| Alongamento | 8 12% ~ |
| Módulo de Elasticidade | 69 ~ 70 GPa |
| Módulo de cisalhamento | 26 GPa |
| Dureza Brinell | 95 HB/107 HV |
Propriedades físicas do alumínio 6061 T6
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Densidade | 2.70 g / cm³ |
| Estrutura de cristal | Estrutura FCC |
| Intervalo de fusão | 582 ~ 652 ° C |
| Resistividade elétrica | 0.039 ~ 0.040 μΩ·m |
| Condutividade elétrica | 40 ~ 43 % IACS |
| Módulo Elástico | 69 ~ 70 GPa |
| Razão de Poisson | 0.33 |
Propriedades térmicas do alumínio 6061 T6
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Condutividade Térmica | 166 ~ 167 W/m·K |
| Capacidade Calorífica Específica | 896 J / kg · K |
| Coeficiente de expansão térmica | 23.3 ~ 23.6 ×10⁻⁶ /K |
| Difusividade térmica | 68mm²/s |
| Temperatura Solidus | 582 ° C |
| Temperatura Liquidus | 652 ° C |
Resistência à corrosão do alumínio 6061 T6
| Meio Ambiente | NOTA |
|---|---|
| Atmosférico | Excelente |
| Água doce | Excelente |
| Atmosfera Industrial | Boa |
| Rachadura por Corrosão sob Tensão | Muito Bom |
| Corrosão localizada | Moderado |
| Corrosão intersticial | Moderado |
Placa de alumínio 6061 T6
A têmpera T6 é a mais comum para chapas de alumínio 6061. Para chapas 6061 de espessura média ou grossa, a têmpera T6 é obtida por meio de um processo que inclui tratamento térmico de solubilização, corte da chapa, estiramento, envelhecimento artificial, serragem, acabamento superficial e embalagem. Todo o ciclo de produção geralmente leva cerca de 10 dias.
Após o tratamento térmico de solubilização, não é necessário nenhum trabalho a frio adicional. Operações de endireitamento e nivelamento podem ser realizadas, se necessário, desde que não afetem negativamente as propriedades mecânicas do material.
Outras chapas de alumínio 6061 incluem as chapas de alumínio 6061-F e 6061-O:
A chapa de alumínio 6061-F é a chapa de alumínio 6061 em seu estado bruto de fabricação. É adequada para produtos com requisitos especiais relacionados ao endurecimento por trabalho ou tratamento térmico subsequente durante as operações de conformação. Em condições normais de produção, o envio geralmente pode ser concluído em até três dias. As propriedades mecânicas não são especificadas para a têmpera F. Os clientes podem realizar seus próprios processos de tratamento térmico para converter o material na têmpera desejada para aplicações específicas. Como resultado, a chapa de alumínio 6061 com têmpera F geralmente é a opção mais econômica entre as têmperas disponíveis.
A chapa de alumínio 6061-O é a liga de alumínio 6061 totalmente recozida e oferece o menor nível de resistência entre todas as têmperas. É utilizada principalmente para chapas finas com espessura inferior a 8.0 mm, onde se exige excelente conformabilidade. O ciclo de produção do material na têmpera O é geralmente mais curto do que o da têmpera T6, mas mais longo do que o da têmpera F. Devido ao processo completo de recozimento, a chapa de alumínio 6061 na têmpera O oferece máxima ductilidade e conformabilidade, tornando-a particularmente adequada para aplicações que envolvem dobra, estampagem profunda e operações de conformação complexas.
