Dependendo dos tipos de tratamento utilizados para endurecer o alumínio, eles podem ser classificados em dois grupos:
São aqueles cujas características mecânicas dependem das diferentes formas de laminagem ou estiramento e do recozimento intermédio ou final, se necessário. Sua dureza é caracterizada pelo estado H e corresponde às famílias, 1000 (Alumínio Puro), 3000 (Alumínio Manganês), 4000 (Alumínio-Silício) e 5000 (Alumínio Magnésio).
A acrimónia é o endurecimento obtido por deformação plástica a frio que produz um aumento das características mecânicas e da dureza do material. Uma diminuição na sua capacidade de deformação e uma perda de maleabilidade ocorrem simultaneamente. Este efeito é muito mais acentuado quanto maior a deformação sofrida ou maior a taxa de acrimônia. Depende também da composição do metal.
Assim, a liga 5083 (Magnealtok 45), que contém entre 4 e 4,9% de magnésio, tem características mecânicas mais elevadas, mas uma capacidade de deformação mais limitada do que a liga 5754 (Magnealtok 30), que contém entre 2,6 e 3,6% de magnésio.
O endurecimento da acrimónia é um fenómeno que ocorre em qualquer um dos modos de deformação utilizados: laminação, desenho, dobragem, martelo, cravação, desenho, entalhe, etc.
Após o endurecimento pungente, é possível recuperar ou restaurar a deformação de um metal azedo através de um tratamento de “recozimento”. Este tratamento é realizado a uma temperatura superior a 300ºC. A dureza e as características mecânicas deste metal começam a diminuir lentamente, ou seja, a “restauração” do material para finalmente obter um valor mínimo correspondente às características mecânicas do metal no seu estado natural.
O recozimento é causado por uma modificação da textura e tamanho de grão do metal que pode ser observada por um microscópio ótico de 50x. A textura evolui de uma estrutura laminar para uma totalmente cristalizada.
Durante a fase de recristalização e no momento do recozimento, o tamanho do grão é suscetível ao crescimento. Este efeito é evidente durante a formação, por exemplo, de flexão, pela aparência casca de laranja da superfície do metal.
O aumento do tamanho do grão, acima de um valor em torno de 100 mícrons, reduz a capacidade de deformação das ligas de alumínio.
Para evitar o crescimento de grãos e preservar uma estrutura de grão fino do metal recozido, devem ser observadas as seguintes condições:
Para as ligas da família 5000 (Alumínio-Magnésio), 5005, 5050, 5251, 5052, 5754, 5454, 5086, 5083 e 5056, o recozimento é geralmente feito num intervalo entre 345ºC e 380ºC, com uma duração de 30 a 120 minutos.
As ligas estruturalmente endurecidas são aquelas cujas características mecânicas dependem de tratamentos térmicos, tais como solução (ou solubilização), têmpera e maturação (natural ou artificial). As famílias 2000 (Alumínio-Cobre), 6000 (Alumínio-Magnésio-Silício), 7000 (Alumínio-Zinco) e 8000 (Alumínio-Outros) pertencem a este grupo.
Estas ligas estruturalmente endurecidas obtêm-se de acordo com a sequência dos seguintes tratamentos térmicos:
Em certos casos, eles podem ser completados com alongamento a frio em um determinado estágio do tratamento.
É feito a uma temperatura elevada da ordem dos 530º C para as ligas da família 6000 (Simagaltok/Al-Mg-Si). Esta temperatura é maior quando a liga é carregada com os elementos de liga; magnésio e silício. A duração da manutenção da temperatura depende da espessura dos produtos.
Durante a manutenção prolongada a temperaturas elevadas, os compostos intermetálicos do tipo Mg2Si para as ligas da série 6000, do tipo Al2Cu para as da família 2000, são redissolvidos e a liga forma então uma solução sólida homogénea.
A temperatura de solução das ligas de alumínio estruturalmente endurecidas deve ser regulada com precisão para não atingir a das ligas eutéticas. Para temperaturas eutéticas, há uma fusão local de compostos intermetálicos e compostos eutéticos (ligas com baixo ponto de fusão). O metal fica então inutilizável. Dependendo da sua composição, esta temperatura situa-se entre os 555º e os 620º C para as ligas da família 6000.
É um resfriamento muito rápido do metal que normalmente é feito por imersão ou chuveiro em água fria na saída do forno no laminador ou na prensa de extrusão, quando o endurecimento é feito na saída da matriz. O resfriamento brutal do metal tem o efeito de impedir a precipitação de compostos intermetálicos.
É imediatamente após a têmpera que as ligas de endurecimento estrutural (AlCu-AlMgSi-AlZn) são facilmente deformáveis. A velocidade de endurecimento é um parâmetro muito importante do qual dependem certas propriedades, tais como características mecânicas de tração, tenacidade, comportamento de corrosão, etc., existe uma baixa velocidade crítica de têmpera para cada liga cujo limiar não deve ser reduzido.
Para obter a tenacidade máxima, a velocidade de têmpera deve ser três vezes mais rápida do que a velocidade crítica de têmpera. Nota: o endurecimento é suscetível a tensões internas, especialmente em peças com formas complexas ou grandes secções.
As tensões podem ser reduzidas com deformação plástica controlada, por exemplo, tração com 2% de alongamento após o endurecimento e antes da maturação, natural (T451) ou artificial (T651).
Após a têmpera, a solução sólida supersaturada encontra-se num estado metaestável. O retorno ao equilíbrio, ou seja, a precipitação dos compostos intermetálicos que causam o endurecimento estrutural, pode ser feito de duas maneiras:
Ligas da família 6000, como 6005 A, 6060, 6061, 6063, 6082, 6101, 6351, podem ser temperadas imediatamente na saída da prensa por resfriamento a ar soprado ou por um chuveiro de água. À saída da prensa (cerca de 530º C aprox.) os perfis estão a uma temperatura superior à da precipitação. Os produtos assim temperados podem ser utilizados no estado designado como T1 ou sofrer têmpera após têmpera na prensa.
Esta forma de proceder tem várias vantagens:
As condições de endurecimento na prensa devem ser adaptadas às temperaturas críticas de têmpera das ligas, à espessura e à geometria do produto. A espessura limite depende da liga.
Este processamento envolve as seguintes sequências:
Solução de Tratamento de Soluções. | O tratamento da solução sólida consiste em dissolver os elementos da liga que estão em fases separadas no metal base, mantendo-o a alta temperatura. Através do arrefecimento brutal da solução sólida assim obtida, obtém-se um estado temperado. A temperatura ideal da solução depende da composição química da liga. A temperatura deve ser respeitada em torno ± 5º C, a duração do tratamento depende da composição química, tipo de produto, as taxas de pontuação antes da têmpera, etc.
