A questão da composição do núcleo é realmente sobre o que leva o nome da liga. 5005, a família 1xxx e a família 3xxx usam alumínio como metal base, mas a adição que define cada grupo é diferente: 5005 é construído em torno de magnésio com uma pequena adição de manganês, os graus 1xxx são alumínio comercialmente puro com impurezas rigorosamente controladas e os graus 3xxx são construídos em torno de manganês. Essa diferença no elemento central decide a resistência, o comportamento à corrosão, a conformabilidade e o preço da placa acabada.
Composição do núcleo da liga de alumínio 5005
5005 pertence à série 5xxx Al-Mg. O magnésio é o principal elemento de liga e o manganês é uma adição deliberada, mas menor, com cobre, zinco, cromo, silício e ferro mantidos em níveis residuais ou fortemente limitados para que a placa permaneça fácil de trabalhar e adequada para serviços de contato com arquitetura e alimentos-.
| Elemento | Faixa típica (% em peso) | Contribuição para a liga |
|---|---|---|
| mg | 0.50 - 1.10 | Fortalecimento-de solução sólida, resistência à corrosão |
| Mn | 0,20 máx. | Refinamento de grão, melhor trabalhabilidade e soldabilidade |
| Fé | 0,70 máx. | Residual, controlado para qualidade de superfície |
| Si | 0,30 máx. | Residual |
| Cu | 0,20 máx. | Residual, mantido baixo contra corrosão e anodização |
| Cr | 0,10 máx. | Residual |
| Zn | 0,25 máx. | Residual |
| Al | Equilíbrio | Matriz |
Como o nível de magnésio é moderado e a liga não é -tratável termicamente-, o 5005 ganha resistência por meio do endurecimento por deformação. Normalmente é fornecido em têmperas como O, H14, H24, H34 e H38, e é anodizado até obter um acabamento limpo e uniforme após pré-{8}}tratamento adequado, razão pela qual aplicações arquitetônicas e de eletrodomésticos dominam seu uso.
Como as placas 1xxx diferem: pureza em vez de liga
A família 1xxx não possui nenhuma adição de liga intencional. O número da classe reflete o conteúdo de alumínio, portanto essas placas são caracterizadas pela pureza e não pela química: maior pureza traz melhor condutividade elétrica e térmica, melhor conformabilidade, melhor resistência à corrosão e menor resistência.
| Nota | Teor mínimo de alumínio | Notas |
|---|---|---|
| 1050 | 99.50% | Fabricação geral, equipamentos químicos |
| 1060 | 99.60% | Maior condutividade, barramento e faixa de transformador |
| 1070 | 99.70% | A mais alta pureza das classes comuns |
| 1100 | 99.00% | Contém uma adição controlada de cobre de 0,05 a 0,20% |
A consequência prática é que as placas 1xxx são macias, extremamente moldáveis e termicamente eficientes, mas não suportam cargas estruturais. Enquanto o 5005 oferece resistência útil do magnésio em solução, uma placa 1xxx depende do cliente aceitar propriedades mecânicas muito mais baixas em troca de condutividade e ductilidade.
Como as placas 3xxx diferem: manganês como elemento central
Na família 3xxx, o manganês é a adição definidora, normalmente em cerca de 1,0 a 1,5 por cento nas classes-conhecidas. O manganês em solução sólida aumenta a resistência em cerca de 20% em relação ao 1100, ao mesmo tempo que deixa a conformabilidade quase inalterada, razão pela qual esta família se tornou o carro-chefe de embalagens e produtos de construção.
| Nota | Mn (% em peso) | Outras adições | Uso típico |
|---|---|---|---|
| 3003 | 1.0 - 1.5 | Cu 0.05 - 0.20 | Chapas em geral, panelas, tanques |
| 3004 | 1.0 - 1.5 | MG 0.8 - 1.3 | Latas de bebidas, telhados, revestimentos |
| 3105 | 0.30 - 0.80 | MG 0.20 - 0.80 | Calhas, painel frontal, sinalização, tampa |
O principal contraste com 5005 é a direção das adições. 5005 usa magnésio como principal fortalecedor com manganês como suporte, enquanto 3004 e 3105 usam manganês como principal fortalecedor com magnésio como suporte. Essa inversão é a verdadeira resposta à pergunta e explica por que o 5005 tem melhor resistência à corrosão e uma aparência anodizada mais limpa, enquanto o 3004 e o 3105 tendem a ser mais baratos e mais rígidos para a mesma espessura.
Propriedades comparadas rapidamente
As figuras abaixo são faixas comerciais típicas para produtos planos, e não especificações mínimas, e o padrão de controle para um determinado pedido deve sempre ser verificado antes de uma decisão de compra ser tomada.
| Material e temperamento | Resistência à tração típica (MPa) | Corrosão | Formabilidade | Acabamento anodizado |
|---|---|---|---|---|
| 1050-H14 | 100 - 145 | Excelente | Excelente | Uniforme |
| 1100-H14 | 115 - 155 | Muito bom | Excelente | Uniforme |
| 5005-H14 | 145 - 185 | Excelente | Muito bom | Brilhante e uniforme |
| 3003-H14 | 145 - 190 | Muito bom | Muito bom | Um pouco mais opaco |
| 3004-H34 | 215 - 265 | Muito bom | Bom | Mais opaco |
Aplicações onde cada composição vence
5005:revestimentos arquitetônicos e painéis de parede cortina, acabamentos de eletrodomésticos, sinalização, acabamentos de veículos, peças decorativas anodizadas e chapas metálicas em geral onde a resistência à corrosão e a aparência são importantes.
1xxx (1050, 1060, 1070, 1100):barramentos elétricos e tiras de transformadores, trocadores de calor, equipamentos de processamento-de produtos químicos e de alimentos, cavidades-estiradas profundas e chapas litográficas onde a ductilidade e a condutividade são as prioridades.
3xxx (3003, 3004, 3105):latas e extremidades de latas de bebidas, telhados e revestimentos, calhas e fachadas, aletas-de trocadores de calor, painéis de reboque, tanques de armazenamento e componentes de vasos-de pressão.
A seleção geralmente se resume a três perguntas. Se a peça necessita de uma superfície anodizada brilhante e resistência à corrosão costeira, 5005 é a resposta natural. Se precisar de condutividade e estampagem profunda sem nenhuma obrigação estrutural, uma classe 1xxx é mais barata e melhor. Se for necessária resistência moderada a baixo custo em grandes volumes de chapas, a família 3xxx à base de manganês é a escolha estabelecida.
Perguntas frequentes
P: Quais são os componentes principais da liga de alumínio 5005?
O alumínio é a matriz, o magnésio em 0,50 a 1,10 por cento é o principal elemento de liga e o manganês em até 0,20 por cento é uma adição de suporte que refina o grão e melhora a trabalhabilidade.
P: Como o 5005 difere de uma placa da série 1?
As placas da série 1, como 1050 ou 1100, são definidas pela pureza do alumínio e não pela liga, portanto são mais macias, mais condutoras e mais moldáveis, mas visivelmente mais fracas que 5005.
P: Como o 5005 se compara às placas da série 3?
As placas da série 3, como a 3003, usam manganês como reforçador primário, enquanto a 5005 usa magnésio como reforçador primário com apenas uma pequena adição de manganês, proporcionando à 5005 melhor resistência à corrosão e um acabamento anodizado mais limpo.
P: Qual é mais forte, 5005-H14 ou 3003-H14?
Eles são comparáveis no mesmo temperamento. 3004 e 3105, que combinam manganês com magnésio, são os graus 3xxx que claramente excedem 5005 em resistência.
P: A liga de alumínio 5005 é adequada para soldagem?
Sim. A adição de manganês melhora a soldabilidade e o 5005 é rotineiramente soldado para fabricação arquitetônica e de transporte, com resistência retida na zona soldada.
P: O 5005 pode ser anodizado?
Sim, e essa é uma das suas principais vantagens. Com o pré-tratamento correto, produz uma camada de óxido clara e uniforme que se adapta ao uso arquitetônico externo.
