relatorio aluminio renato david ptc008.pdf

Formando: Renato David PTC 008

Formadora: Maria Ferreira

1

Tratamento de metais

Relatrio de trabalho

Ligas de alumnio

2024 e 6082

Medio de dureza/tratamento trmico de

solubilizao e Envelhecimento.



2

ndice

Contedo Objetivo do Trabalho..................................................................................................................... 4

Caracterizao do Material ........................................................................................................... 5

Tmpera ........................................................................................................................................ 7

Envelhecimento ............................................................................................................................. 8

Caracterizao do Material ........................................................................................................... 9

Geometria e Dimenses da Amostra .......................................................................................... 10

Equipamento Utilizado ................................................................................................................ 11

Realizao do Trabalho ............................................................................................................... 13

Tabelas e grficos Al 2024 ........................................................................................................ 14

Dureza Mdia e Desvio Padro ................................................................................................ 17

Al 2024 ........................................................................................................................................ 17

Tabelas e Grficos Al 6082 ....................................................................................................... 18

Dureza Mdia e Desvio Padro ................................................................................................ 21

Al 6082 ........................................................................................................................................ 21

Concluso .................................................................................................................................... 22

Bibliografia. 23



3

Introduo

O tratamento trmico do alumnio refere-se aos processos bsicos de

aquecimento e/ou arrefecimento controlados do metal, com o principal

objectivo de gerar benefcios e melhorar as caractersticas metalomecnicas

das peas produzidas em alumnio.

Existem ligas de alumnio que so tratveis termicamente, geralmente pelos

processos de solubilizao e posterior envelhecimento. No entanto, nem

todas as ligas de alumnio so consideradas termicamente tratveis para

aumento das suas caratersticas metalomecnicas.

Os tratamentos trmicos de solubilizao e envelhecimento das ligas de

alumnio tm como objetivo a remoo ou reduo das segregaes,

produo de estruturas estveis e controlo de certas caractersticas

metalrgicas como propriedades mecnicas, tamanho de gro,

estampabilidade, entre outros.



4

Objetivo do Trabalho

Este trabalho teve como objetivo a leitura da dureza em chapas de liga de

alumnio 2024 e 6082, em cinco situaes distintas:

Situao Base

Situao ps Furo

Situao ps Escareamento

Situao ps Solubilizao

Situao ps Envelhecimento

A finalidade destas leituras foi a verificao e anlise da dureza do material,

de modo a obtermos experincia terica e prtica acerca das diferentes

reaes, procedimentos e tratamentos a ser aplicados, aps a realizao dos

mesmos.



5

Caracterizao do Material Liga de Alumnio 2024 As ligas de Al-Cu (-Mg) apresentam elevada

resistncia mecnica aps tratamento trmico de endurecimento por

precipitao, entretanto, apesar dessa vantagem, apresentam algumas

desvantagens quando comparadas com outros tipos de ligas de alumnio,

que vo desde a resistncia corroso relativamente baixa e a

conformabilidade limitada (so pouco adequadas a processos com elevada

deformao) at soldabilidade igualmente restrita (em geral so soldados

apenas por processos de resistncia eltrica). Os valores mais elevados de

dureza so obtidos para teores de cobre da ordem de 4 a 6%, dependendo

da influncia de outros elementos de liga presentes.

Fazem parte da sua composio qumica os seguintes elementos:

Cobre 4,4%

Magnsio - 1,5%

Silcio 0%

Mangans 0,6%

Liga de Alumnio 6082 Esta liga apresenta um excesso de silcio em relao

ao necessrio para formar o composto Mg2Si. As propriedades mecnicas

mximas desta liga so conseguidas na condio metalrgica T6. Esta liga

extremamente sensvel. Para alm da possibilidade de otimizar as suas

propriedades mecnicas atravs de mecanismos de endurecimento por

envelhecimento, estas ligas representam cerca de 90% das ligas de alumnio

extradas. A liga 6082 aquela que apresenta maior resistncia mecnica do

grupo. Os sucessivos aquecimentos e arrefecimentos durante o processo

devem ser devidamente controlados.


Silcio 0,93%

Magnsio 0,690%

Zinco 0,003%

Ferro 0,210%

Cobre e Crmio 0,001%

Mangans 0,490%



6

Solubilizao

O objetivo da solubilizao por em soluo slida a maior quantidade

possvel de tomos de soluto, deseja-se dissolver ao mximo possvel, todos

os elementos presentes na liga de alumnio no prprio alumnio, sendo que

este deve permanecer no estado slido, onde a fuso ou o super

aquecimento, mesmo que sejam parciais ou localizados, devem ser evitados.

Essa dissoluo dos elementos presentes na liga, leva um determinado

tempo, em temperatura, para ser concluda e esse tempo deve ser o

suficiente para que tambm haja a total dissoluo de todas as fases do

metal (estrutura uniforme e monofsica da soluo slida.

O processo de solubilizao vital para um perfeito envelhecimento

posterior e um fator preponderante para o atigimento das caractersticas

mecnicas desejadas.



7

Tmpera

Logo aps a solubilizao, em temperatura e tempo correctos, o material

deve ser temperado, ou seja, arrefecido rapidamente.

A tmpera refere-se a um resfriamento brusco. Na qumica de polmeros e

na cincia dos materiais, o processo de tmpera usado para evitar

processos que se do em temperaturas mais baixas, tais como

transformaes de fase, disponibilizando apenas uma pequena janela de

tempo em que a reao Termo dinamicamente favorvel e cineticamente

acessvel. Por exemplo, pode reduzir a cristalinidade e por consequncia

aumentar a rigidez de ligas.

Esta etapa do processo trmico de solubilizao de suma importncia e

requer mxima ateno, pois deseja-se que com esse arrefecimento rpido,

a soluo slida super-saturada, que anteriormente estava em alta

temperatura, permanea idntica em temperatura ambiente (soluo slida

supersaturada de elementos de liga) .

O meio usualmente utilizado para temperar (arrefecer) o material a

gua. O resfriamento ao ar permite a formao de precipitados

descontroladamente, no proporcionando a melhor resposta possvel,

quando realizar o envelhecimento.



8

Envelhecimento

Logo aps a tmpera, inicia-se o processo de envelhecimento, seja ele

natural (a temperatura ambiente) ou artificial (a uma temperatura mais

elevada e controlada).

O tratamento trmico de envelhecimento consiste em aquecer a liga at

uma regio intermediria, localizada dentro da regio bifsica + , onde

as taxas de difuso se tornam apreciveis. A fase precipitada comea a se

formar na forma de partculas finamente dispersas com uma composio

enriquecida por soluto. Aps o tempo de envelhecimento apropriado, a liga

resfriada at a temperatura ambiente.



9

Caracterizao do Material

Liga de Alumnio 2024 As ligas de Al-Cu (-Mg) apresentam elevada

resistncia mecnica aps tratamento trmico de endurecimento por

precipitao, entretanto, apesar dessa vantagem, apresentam algumas

desvantagens quando comparadas com outros tipos de ligas de alumnio,

que vo desde a resistncia corroso relativamente baixa e a

conformabilidade limitada (so pouco adequadas a processos com elevada

deformao) at soldabilidade igualmente restrita (em geral so soldados

apenas por processos de resistncia eltrica). Os valores mais elevados de

dureza so obtidos para teores de cobre da ordem de 4 a 6%, dependendo

da influncia de outros elementos de liga presentes.


Cobre 4,4%

Magnsio - 1,5%

Silcio 0%

Mangans 0,6%

Liga de Alumnio 6082 Esta liga apresenta um excesso de silcio em relao

ao necessrio para formar o composto Mg2Si. As propriedades mecnicas

mximas desta liga so conseguidas na condio metalrgica T6. Esta liga

extremamente sensvel. Para alm da possibilidade de optimizar as suas

propriedades mecnicas atravs de mecanismos de endurecimento por

envelhecimento, estas ligas representam cerca de 90% das ligas de alumnio

extrudidas. A liga 6082 aquela que apresenta maior resistncia mecnica

do grupo. Os sucessivos aquecimentos e arrefecimentos durante o processo

devem ser devidamente controlados.


Silcio 0,93%

Magnsio 0,690%

Zinco 0,003%

Ferro 0,210%

Cobre e Crmio 0,001% Mangans 0,490%



10

Geometria e Dimenses da Amostra

As amostras, tanto do Alumnio 2024 como do Alumnio 6082, tm uma

dimenso de 200 x 100 mm, estando divididas em quadrculas de 25 x 25

mm.

Nestas amostras sero realizadas medies, utilizando um durmetro, em

cinco pontos distintos, de modo a serem avaliados os vrios valores de

dureza, aps os cinco passos realizados nos trabalhos.



11

Equipamento Utilizado Para a realizao dos trabalhos, foi necessria a utilizao de vrios

equipamentos e ferramentas:

Guilhotina Adira

Chapa de alumnio 2024

Chapa de alumnio 6082

Escova de ao

Limas (bastarda e mura)

Lixadeira manual

Lixas de gro 80 e 120

Lixas Rhynowetplus da marca Indasa c/ gro 220

Bancada de trabalho c/ torno

Rgua de inox

Riscador

Puno de bico

Berbequim Datco modelo 14CFS93-38 de 3200 rpm, 6,1 Bar

(press. Mx.), Serial n 321242

Escariador Pressar modelo 10025110W Ref. RB306

Brocas GuhringSatz com dimetro 2,5mm e 5,1mm

Lixadeira (Sagum) Datco modelo MDL 12 L 2081-36, 20.000rpm,

90PSI/6,1 Bar (press. Mx.)

Discos abrasivos Pferd de 2 c/ gro 240CDR 50 SIC e c/ gro

320CDR 50 A

Tanque Inox c/ gua corrente

Plano de Granito Mitutoyo



12

Durometro Innostest modelo Th-110 Universal Hadness Tester

penetrador tipo D, escala HL Leeb

Rugosimetro Mitutoyo, Surftest SJ-301

Gravador elctrico marca DremelEngraver modelo 290-65 c/ 5

velocidades, com 600 rpm e consumo de 0,15A

Forno Nabertherm modelo N61 c/ temp. Mx. 1280 C e potncia

Max. 20.0Kw

Estufa Elctrica Termoventilada modelo E-E-TV 1000 Serie 276/11,

tenso 400V, Potncia 19 Kw, marca M.J. Amaral

Calos cermicos e trips metlicos para suporte das placas de

alumnio.

Tenazes

Mquina selar plstico marca DoubleLeopards modelo SP300, de

400W de potncia.



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Realizao do Trabalho

1) Boleamento das arestas da chapas de Alumnio 2024 / 6082, usando limas

bastarda e mura, tornando-a assim mais segura para o manuseamento.

2) Limpeza manual (desoxidao) com uma lixa com diferentes gros (120,

220, 400) para eliminar possveis gorduras e sujidades na superfcie da

chapa.

3) Marcao das quadrculas de 25x25mm numa das faces.

4) Medio da dureza inicial (D1) ao centro das quadrculas.

5) Furao de cada quadrcula usando uma broca de 2,5mm de dimetro

(aproveitando as marcaes feitas pelo durmetro), passando de seguida

com uma broca de 5,1mm de dimetro, alargando assim os furos

anteriores.

6) Segunda medio de dureza (D2) perto da zona do furo executado

anteriormente.

7) Escareamento do furo de dimetro 5,1mm.

8) Terceira medio de dureza (D3) perto da zona do escareado.

9) A)Realizao da solubilizao utilizando o forno, estando este a 510c,

numa durao de 45min para o 2024.

B)Realizao da solubilizao utilizando o forno, estando este a 570c,

numa durao de 40min para o 6082.

10) Realizao da tmpera, em gua

11) Terceira medio de dureza (D4) aps arrefecimento

12) Envelhecimento natural ao ar, temperatura ambiente.

13) Quinta medio de dureza (D5), aps o envelhecimento da chapa



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Tabelas e grficos Al 2024 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8

L1 217 303 378 268 359 234 304 487

Mdia 283,7

L2 223 152 166 170 187 182 179 363

L3 211 178 168 168 144 224 218 388

Desvio Padro 107,3

L4 284 379 429 376 406 413 408 512 Tabela 1 Valores 1 medio base da pea

Grfico 1- Valores 1 medio base da pea C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8

L1 479 475 545 409 295 334 306 353

Mdia 257,3

L2 257 188 201 184 191 231 228 247

L3 232 165 171 160 156 213 167 217

Desvio Padro 97,31

L4 242 185 240 208 180 269 259 248 Tabela 2 Valores da 2 medio aps a furao da pea

Grfico 2- Valores da 2 medio aps a furao da pea



15

C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 L1 416 499 496 351 251 328 445 575

Mdia 272,8

L2 164 104 183 183 194 201 252 431

L3 156 137 133 131 117 139 202 312

Desvio Padro 134,79

L4 321 262 245 141 172 337 296 556 Tabela 3 Valores da 3 medio aps a escareao da pea

Grfico 3- Valores da 3 medio aps a escareao da pea

C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 L1 205 251 249 240 174 114 245 282

Mdia 243,0

L2 169 115 132 149 113 115 131 116

L3 217 212 241 218 237 222 159 156

Desvio Padro 112,17

L4 558 287 416 437 356 485 283 412 Tabela 4 Valores da 4 medio aps a solubilizao da pea

Grfico 4 Valores da 4 medio aps a solubilizao da pea



16

C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 L1 194 257 326 303 276 312 293 442

Mdia 296,5

L2 134 145 141 156 144 161 143 404

L3 173 211 225 251 269 230 276 323

Desvio Padro 129,90

L4 551 592 494 520 394 284 357 508 Tabela 5 Valores da 5 medio aps o envelhecimento da pea

Grfico 5 Valores da 5 medio aps o envelhecimento da pea



17

Dureza Mdia e Desvio Padro

Al 2024 Base Furao Escareao Solubilizao Envelhecimento

Desvio Padro 107,3 97,3 134,8 112,2 129,9

Base Furao Escareao Solubilizao Envelhecimento

Dureza Mdia 283,7 257,3 272,8 243,0 296,5



18

Tabelas e Grficos Al 6082 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8

L1 532 505 471 475 509 467 502 508

Mdia 468,0

L2 476 498 513 484 443 446 439 463

L3 506 485 478 457 394 376 353 457

Desvio Padro 49,3

L4 531 486 451 460 436 432 357 587 Tabela 1 Valores 1 medio base da pea

Grfico 1- Valores 1 medio base da pea

C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 L1 495 554 504 341 267 450 336 500

Mdia 339,0

L2 414 341 232 322 303 261 249 317

L3 414 232 188 221 243 258 212 299

Desvio Padro 103,8

L4 390 215 317 337 378 283 400 576 Tabela 2 Valores da 2 medio aps a furao da pea

Grfico 2- Valores da 2 medio aps a furao da pea



19

C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 L1 535 296 557 442 653 615 636 678

Mdia 439,6

L2 506 273 295 435 894 274 357 685

L3 415 238 296 313 292 260 317 630

Desvio Padro 169,0

L4 337 243 356 300 366 279 488 706 Tabela 3 Valores da 3 medio aps a escareao da pea

Grfico 3- Valores da 3 medio aps a escareao da pea

C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 L1 453 341 248 324 265 251 260 318

Mdia 325,9

L2 474 257 296 212 214 295 201 306

L3 404 330 156 275 390 199 260 390

Desvio Padro 96,9

L4 385 362 405 277 368 500 415 599 Tabela 4 Valores da 4 medio aps a solubilizao da pea

Grfico 4 Valores da 4 medio aps a solubilizao da pea



20

C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 L1 406 330 376 321 284 211 390 606

Mdia 374,0

L2 476 241 219 214 216 245 444 692

L3 449 184 269 265 198 243 465 627

Desvio Padro 138,0

L4 376 332 417 556 388 434 502 593 Tabela 5 Valores da 5 medio aps o envelhecimento da pea

Grfico 5 Valores da 5 medio aps o envelhecimento da pea



21

Dureza Mdia e Desvio Padro

Al 6082 Base Furao Escareao Solubilizao Envelhecimento

Desvio Padro 49,3 103,8 169,0 96,9 138,0

Base Furao Escareao Solubilizao Envelhecimento

Dureza Mdia 468,0 339,0 439,6 325,9 374,03



22

Concluso

Perante os resultados no levantamento dos valores das durezas das vrias

fases do trabalho prtico.

No plano prtico este trabalho permitiu tirar concluses ou confirmar um

conjunto de ideias que responderam ao interesse original em optimizar as

condies de processamento das ligas 2024 e 6082, e compreender de

forma mais completa a razo para a influncia dos diferentes parmetros

de processamento.

O endurecimento das ligas de alumnio durante o envelhecimento deve-se

precipitao de partculas de segunda fase na matriz da liga. As

partculas de precipitados actuam como obstculos ao movimento das

deslocaes provocando o aumento da dureza e da resistncia mecnica

do material. Durante o envelhecimento vrias fases meta estveis so

precipitadas at que se atinja a fase estvel. No incio do envelhecimento

as partculas precipitadas so finas e apresentam a mesma estrutura

cristalina da matriz ou seja so coerentes.

medida que o envelhecimento vai decorrendo os precipitados crescem,

tornando-se semi-coerentes e depois incoerentes, ou seja, adquirem uma

estrutura cristalina prpria.

Conclumos ainda que aplicados aos liga 6082 que no sofre deformao

plstica, depois do tratamento trmico de solubilizao, ou nos quais o

efeito de encruamentos, devido ao endireitamento, pode ser

desprezado ao serem fixados os limites de propriedades mecnicas.



23

Bibliografia

O trabalho foi realizado com base nos slides da formadora Maria Ferreira, e

Sites abaixo referidos.

http://www.trabalhosfeitos.com/ensaios/Solubiliza%C3%A7%C3%A3o-e-

Envelhecimento/486106.html

http://pt.wikipedia.org/wiki/T%C3%AAmpera_(metalurgia)

https://www.google.pt/#q=envelhecimento+metalurgia

http://www.aircraftspruce.com/catalog/mepages/aluminfo.php?CHOSEN_LANG

UAGE=pt

relatorio aluminio renato david ptc008.pdf

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