Alumínio de grau aeronáutico

As ligas de alumínio são importantes em quase todas as inovações industriais e processos de produção modernos. Essas ligas são facilmente acessíveis e têm uma grande variedade de usos, pois cada uma contém uma mistura de dois ou mais elementos metálicos que lhes conferem propriedades materiais refinadas.

A liga de alumínio 6061 é uma classe amplamente utilizada em várias aplicações industriais. Os elementos de liga na liga Liga de alumínio 6061 oferecem recursos especiais, incluindo resistência notável, capacidade de trabalho, condutividade elétrica, resistência à corrosão e condutividade térmica.

Nomes comuns para a liga de alumínio 6061

Os nomes comerciais típicos da liga de alumínio 6061 incluem:

• 6061-O
• 6061-T651
• Alumínio de grau aeronáutico 6061-t6
• Liga 61s
• 6061-Ta4

Benefícios do alumínio de grau aeronáutico 6061

Com vários recursos benéficos, o alumínio é uma escolha fácil para a fabricação de aeronaves. Na verdade, a madeira foi usada para construir aeronaves, mas é propensa a apodrecer e pode se fragmentar sem a manutenção adequada.

Da mesma forma, o aço é mais potente que o alumínio, mas pesa muito mais. O aço só é usado em aeronaves quando é necessária uma resistência muito alta, como nos trens de pouso ou em aviões de alta velocidade.

Resistência do alumínio 6061 de grau aeronáutico

Um dos benefícios importantes do alumínio 6061 para aeronaves é sua resistência louvável. Sua resistência à tração varia de 124 a 290 MPa (18 a 42 ksi), o que é semelhante a muitas aplicações estruturais. De qualquer forma, é importante observar que, embora o alumínio 6061 seja mais resistente do que alguns tipos de aço, ele pode não ser tão resistente quanto o aço de alta resistência e baixa liga (HSLA) ou diferentes aços para ferramentas.

Resistência à corrosão

Ao combinar o alumínio 6061 com o aço, a resistência à corrosão é um fator vital a ser considerado. O alumínio forma naturalmente uma camada protetora de óxido quando exposto ao ar, proporcionando uma incrível resistência à corrosão. Por outro lado, o aço é propenso a enferrujar quando não está devidamente protegido. É por isso que o alumínio é geralmente preferido em aplicações marítimas e ao ar livre, onde a corrosão pode ser uma preocupação importante. A resistência superior à corrosão do alumínio 6061 faz dele a melhor opção para várias atmosferas.

Peso do alumínio aeronáutico 6061

Além de sua resistência, outro benefício vital do alumínio 6061 é sua menor densidade em comparação com o aço. O alumínio tem uma densidade de aproximadamente 2,7g/cm3, que é cerca de 1/3 da densidade do aço (7,85 g/cm 3). Essa densidade mais baixa proporciona ao alumínio 6061 uma importante vantagem de peso em relação ao aço, tornando-o a escolha perfeita para aplicações em que a redução de peso é importante. Por exemplo, nos setores automotivo e aeroespacial, onde a eficiência de combustível e o peso total são fatores importantes, o alumínio 6061 é geralmente preferido.

Aplicações da liga de alumínio 6061

A liga de alumínio 6061 tem muitos usos em diversos setores devido à sua incrível resistência, leveza, preço acessível e resistência à ferrugem. Além da fabricação de latas de alumínio, quadros de bicicletas, peças industriais, acessórios elétricos e recipientes para alimentos, aqui estão outras aplicações da liga 6061:

Componentes de aeronaves

O alumínio 6061 de grau aeronáutico é um dos materiais mais usados em aplicações aeroespaciais devido à sua incrível relação resistência/peso e à sua alta resistência à corrosão. Os fabricantes geralmente usam ligas 6061 para criar componentes de aeronaves, como estabilizadores, fuselagens, anteparos, asas e outros componentes estruturais para aeronaves militares ou comerciais. A durabilidade e a flexibilidade dessa liga fazem dela a melhor opção para aplicações com alta demanda.

Peças automotivas

A liga de alumínio 6061 é usada no setor automotivo para fabricar muitas peças. Essa liga tem uma resistência incrível para a fabricação de componentes da estrutura, como componentes do veículo, do motor, da suspensão, do freio e do trem de força.

Da mesma forma, seus atributos de leveza o tornam um material perfeito para painéis de carroceria. Ele ajuda a diminuir o peso total do veículo sem comprometer sua resistência e durabilidade.

Artigos esportivos

O setor esportivo se beneficia dos incríveis atributos de resistência à corrosão e da relação força/peso do alumínio 6061. Os fabricantes e projetistas de produtos geralmente usam essa liga para gerar artigos esportivos, como tacos de beisebol, decks de skate, hastes de tacos de golfe, suportes de tacos de hóquei e cabos de raquetes de tênis. A flexibilidade da liga 6061 a torna um material perfeito para essa aplicação.

Qual é a faixa de temperatura operacional?

A faixa de temperatura operacional de uma determinada liga explica sua faixa de temperatura de envelhecimento a quente, de trabalho e de recozimento. A temperatura perfeita de trabalho a quente para o alumínio 6061 está na faixa de 260 a 372 ºC.

Além disso, você pode recozer o alumínio 6061 a 413 °C por aproximadamente 2 a 3 horas. Em seguida, você pode resfriar o metal a uma temperatura controlada de 10 horas C até atingir 260 C. Além disso, o envelhecimento do alumínio 6061 é melhor realizado a 160 C por exatamente oito horas antes de resfriar o ar.

É possível empunhá-lo?

O alumínio 6061 é muito soldável. Você pode soldá-lo rotineiramente usando o material de enchimento correto. Esse material de enchimento ajuda a eliminar todas as complexidades de soldagem envolvidas na rachadura de solidificação do alumínio 6061. Para obter o melhor resultado na soldagem do alumínio 6061, você deve utilizar os melhores materiais de enchimento, que contêm liga de alumínio 4043 ou 5356.

Mais importante ainda, é aconselhável nunca usar material de enchimento 6061 para soldar a liga de alumínio 6061 para evitar rachaduras.

Processo de fabricação de alumínio 6061 de grau aeronáutico

Um material de alta resistência conhecido como alumínio 6061 de grau aeronáutico é geralmente usado para fabricar peças para aviões. Ele é geralmente usado na fabricação de aviões porque é fácil de soldar, não enferruja e é potente em relação ao seu peso. É muito melhor usar o alumínio 6061 de grau aeronáutico.

O minério de bauxita, que é a principal fonte de alumínio, é retirado do solo quando o avião é fabricado com alumínio grau 6061. Antes de ser aquecido em uma célula eletrolítica para se transformar em alumínio líquido, o minério de bauxita passa por uma série de processos químicos para remover quaisquer impurezas. Lingotes ou tarugos são fundidos a partir desse metal derretido para produzir alumínio 6061 para aeronaves.

A obtenção dos tarugos ou lingotes de metal é a etapa principal de um longo processo que termina com o item acabado. A homogeneização é a principal etapa do processo de fabricação. Ela envolve o aquecimento do metal a uma temperatura controlada para garantir que sua composição química permaneça a mesma. Isso deve ser feito para que você obtenha as características mecânicas desejadas no resultado final.

Após a homogeneização, vem a laminação a quente, que envolve a passagem dos tarugos ou lingotes de metal por um conjunto de rolos para torná-los mais resistentes e, ao mesmo tempo, mais finos. A estrutura de grãos do alumínio durante o processo de laminação a quente, que o torna mais forte e mais duro.

Depois de ser laminado a quente até a espessura correta, o alumínio passa por um processo de aquecimento de solução. Para que esse processo funcione, o metal precisa ser aquecido em uma temperatura muito alta por um longo período, de modo que todas as partes da liga possam ser quebradas. Isso torna o alumínio mais potente e flexível, que são as melhores características para peças de avião.

Ele é temperado no ar ou na água após o tratamento a quente da solução para resfriá-lo imediatamente, mantendo sua textura. O alumínio adquire excelentes características mecânicas e desempenho após esse tratamento, o que o torna notável para uso em aeronaves.

A etapa final da fabricação do alumínio 6061 para aeronaves é envelhecê-lo artificialmente. Para isso, o alumínio precisa ser aquecido a uma determinada temperatura por um certo período de tempo. Isso faz com que os elementos de liga se depositem, o que torna o metal ainda mais duro e potente. Esse processo garante que o alumínio atenda às necessidades rigorosas do setor aeronáutico e ajuda o item final a ter as características mecânicas desejadas.

Comparação do alumínio 6061 de grau aeronáutico com outras ligas

A liga 6061 é uma das mais comuns para extrusão, mas você pode estar considerando outras opções para sua aplicação específica. Abaixo estão algumas outras ligas gerais que geralmente são consideradas como alternativas.

6061 Vs 6063

6061 e 6063 são as duas ligas de extrusão mais famosas. O alumínio 6063 ocupa o primeiro lugar e o 6061 ocupa o segundo lugar. Como ligas da série 6000, ambas têm o silício e o magnésio como seus principais elementos de liga. Portanto, elas têm muitas características semelhantes, mas a 6061 oferece maior resistência. Por isso, geralmente é usado para aplicações mais estruturais. Por outro lado, o 6063 é usado para aplicações como janelas, guarnições ou grades e portas, devido à sua melhor aparência e resistência à corrosão.

6061 Vs. 7075

Um dos motivos importantes a considerar Liga de alumínio 7075 é por sua alta potência. Com liga de zinco, é uma das ligas mais acessíveis e mais potente que a 6061. No entanto, ela oferece um nível de resistência à corrosão menor do que a 6061 e também é mais difícil de soldar. O 7075 é usado em aplicações marítimas, aeroespaciais e automotivas, onde a resistência é uma prioridade extrema. Também é usado na fabricação de armas de fogo e até mesmo em estruturas de asa delta.

6061 Vs 5052

Assim como o 6061, o alumínio 5052 tem o magnésio como elemento de liga inicial. No caso do 5052, ele é o principal elemento de liga. O 6061 também tem silício. Uma das vantagens importantes dessa liga é seu alto nível de soldabilidade em comparação com outras ligas. Para projetos em que a soldabilidade é fundamental, vale a pena considerá-la. Uma desvantagem do 5052, porém, é que ele não é tratável termicamente. É melhor para uma série de aplicações de soldagem e funciona bem em aplicações marítimas devido à sua alta resistência à corrosão.

6061 Vs 2024

Inicialmente usada em aplicações aeroespaciais, a liga 2024 é famosa por sua alta resistência. Seu principal elemento de liga é o cobre e, embora seja potente e tenha a melhor resistência à fadiga, é menos usinável e difícil de soldar do que a 6061. Também oferece resistência ruim à corrosão e é geralmente usada em estruturas de asa e fuselagem que ficam sob tensão superior.

Desafios e limitações

Muitos aviões são fabricados com metal de grau aeronáutico 6061 porque é potente para seu peso, fácil de moldar e não enferruja. Os fabricantes e engenheiros devem planejar e construir aeronaves tendo em mente seus limites, assim como fariam com qualquer outro material.

Muitas vezes, o alumínio 6061 de grau militar apresenta problemas como rachaduras por corrosão sob tensão. Quando você coloca algo no oceano ou em uma solução ácida, ou em qualquer outro lugar que seja corrosivo, isso pode causar esse tipo de corrosão. Há uma chance de surgirem pequenas rachaduras na estrutura do avião, o que o torna menos estável. O risco pode ser reduzido por meio de verificações e manutenções regulares. Isso ajudará a encontrar as rachaduras para consertá-las antes que se tornem graves.

O alumínio 6061 não tem a mesma resistência à tensão que as ligas e o titânio. O aço e o titânio são melhores para suportar o calor do que o alumínio 6061. Isso pode dificultar o uso de materiais sensíveis ao calor em peças de motores e aviões rápidos, entre outras coisas. Algumas peças de metal 6061 podem precisar de um revestimento exclusivo ou de protetores térmicos para evitar que sejam destruídas pelo calor e para que durem mais.

Quando submetido a muito estresse, o alumínio 6061 quebra mais rapidamente porque não é tão potente quanto outros metais de aeronaves. Isso pode fazer com que as peças se desgastem mais rapidamente, o que significa que elas precisam de manutenção com mais frequência. Quando os engenheiros escolhem o alumínio 6061 para uso em aviões, eles precisam pensar no que o material deve fazer e como ele pode se desgastar com o tempo.

Perguntas frequentes

O alumínio 6061 é mais potente do que o aço?

O alumínio 6061 é potente, mas pode não ser tão potente quanto certos tipos de aço, como os aços de baixa liga, os aços de alta resistência ou os aços para ferramentas.

Qual é a vantagem de peso do alumínio 6061 para aeronaves em relação ao aço?

O alumínio 6061 tem uma densidade significativamente menor em comparação com o aço, o que lhe confere uma vantagem em termos de peso. O alumínio tem uma densidade de cerca de 2,7 g/cm3, enquanto o aço tem uma densidade de aproximadamente 7,85 g/cm3.

Quais fatores devem ser considerados ao escolher entre aço e Alumínio 6061?

Ao escolher entre alumínio 6061 e aço, é fundamental considerar as necessidades específicas das aplicações. Os fatores a serem considerados incluem peso, força e resistência à corrosão.

Qual é a diferença entre a resistência à corrosão do alumínio 6061 e do aço?

O alumínio cria naturalmente uma camada protetora de óxido, proporcionando a melhor resistência contra a corrosão. Por outro lado, o aço é propenso a enferrujar e precisa de medidas de proteção adicionais para impedir a corrosão.