Alumínio 5083-H321
Introdução ao Alumínio 5083-H321
Alumínio 5083-H321 é uma liga de alumínio-magnésio-manganês encruada e estabilizada, conhecida por sua excelente resistência à corrosão, especialmente em água do mar e ambientes industriais agressivos. A têmpera H321 indica que o material foi encruado e estabilizado para resistir à corrosão sob tensão (SCC) e à corrosão por esfoliação.
Alumínio 5083-H321 é altamente adequado para usinagem CNC de peças de precisão nos setores marítimo, defesa, criogênico e de transporte, onde a resistência e a proteção anticorrosiva de longo prazo são essenciais em conjuntos soldados ou estruturais.
Propriedades Químicas, Físicas e Mecânicas do Alumínio 5083-H321
Composição Química (Típica)
Elemento | Faixa de Composição (wt.%) | Função Principal |
|---|---|---|
Alumínio (Al) | Balanço | Metal base, fornece resistência à corrosão |
Magnésio (Mg) | 4,0–4,9 | Melhora a resistência e a proteção contra corrosão em água do mar |
Manganês (Mn) | 0,4–1,0 | Aumenta a tenacidade e melhora a resistência à fadiga |
Cromo (Cr) | 0,05–0,25 | Aumenta a resistência à corrosão e melhora a estrutura de grão |
Silício (Si) | ≤0,40 | Elemento residual |
Ferro (Fe) | ≤0,40 | Elemento residual |
Cobre (Cu) | ≤0,10 | Elemento residual |
Zinco (Zn) | ≤0,25 | Elemento residual |
Propriedades Físicas
Propriedade | Valor (Típico) | Norma/Condição de Ensaio |
|---|---|---|
Densidade | 2,66 g/cm³ | ASTM B311 |
Faixa de Fusão | 570–640°C | ASTM E299 |
Condutividade Térmica | 121 W/m·K a 25°C | ASTM E1952 |
Condutividade Elétrica | 28% IACS a 20°C | ASTM B193 |
Coeficiente de Expansão | 25,3 µm/m·°C | ASTM E228 |
Capacidade de Calor Específica | 900 J/kg·K | ASTM E1269 |
Módulo de Elasticidade | 70 GPa | ASTM E111 |
Propriedades Mecânicas (Têmpera H321)
Propriedade | Valor (Típico) | Norma de Ensaio |
|---|---|---|
Resistência à Tração | 305–340 MPa | ASTM E8/E8M |
Limite de Escoamento (0,2%) | 215–250 MPa | ASTM E8/E8M |
Alongamento | ≥10% | ASTM E8/E8M |
Dureza | 85–95 HB | ASTM E10 |
Resistência à Fadiga | 110–130 MPa | ASTM E466 |
Resistência ao Impacto | Excelente | ASTM E23 |
Principais Características do Alumínio 5083-H321
Resistência Superior à Corrosão Marinha (ASTM G31): Projetado para exposição prolongada à água do mar, o Alumínio 5083-H321 forma uma camada de óxido altamente estável e resiste à corrosão por pite e à corrosão intergranular, mesmo em estruturas soldadas.
Estabilizado para Evitar Esfoliação e SCC: A têmpera H321 oferece excelente resistência à corrosão sob tensão em chapas espessas e juntas soldadas, atendendo ou superando as normas ASTM B928 e ASTM G66 para ambientes marítimos.
Excelente Soldabilidade com Mínima Distorção: Ótimo desempenho com metal de adição 5356 em soldagem MIG/TIG. Após a solda, a liga mantém mais de 90% da resistência na zona termicamente afetada (ZTA/HAZ).
Excelente Desempenho Criogênico: Mantém elevada ductilidade e tenacidade abaixo de -200°C, tornando-se adequada para tanques e sistemas criogênicos.
Liga Não Tratável Termicamente com Controle Dimensional Estável: A resistência é obtida por encruamento e estabilização, e não por tratamento térmico, garantindo consistência em componentes usinados de grande porte.
Desafios e Soluções na Usinagem CNC do Alumínio 5083-H321
Desafios de Usinagem
Comportamento de Encruamento: Pode gerar rebarbas excessivas e desgaste de ferramenta se usinado agressivamente sem ferramentas afiadas.
Caráter Adesivo do Material: Pode grudar nas arestas de corte sob alta temperatura ou evacuação inadequada de cavacos.
Controle de Cavacos em Seções Longas: Frequentemente usinado a partir de chapas grandes, exigindo quebra-cavacos e otimização de refrigeração.
Estratégias Otimizadas de Usinagem
Seleção de Ferramentas
Parâmetro | Recomendação | Justificativa |
|---|---|---|
Material da Ferramenta | Metal duro com TiAlN ou ferramentas PCD | Reduz aderência e desgaste em cortes prolongados |
Geometria | Ângulo de saída grande, quebra-cavacos | Melhora o acabamento e a remoção eficiente de cavacos |
Velocidade de Corte | 200–350 m/min | Evita danos térmicos e amolecimento da ferramenta |
Avanço | 0,10–0,30 mm/rev | Equilibra acabamento superficial e produtividade |
Refrigeração | Inundação ou alta pressão (30–50 bar) | Mantém a qualidade superficial e a precisão dimensional |
Parâmetros de Corte do Alumínio 5083-H321 (Conformidade ISO 513)
Operação | Velocidade (m/min) | Avanço (mm/rev) | Profundidade de Corte (mm) | Pressão do Fluido (bar) |
|---|---|---|---|---|
Desbaste | 200–280 | 0,20–0,30 | 2,0–3,5 | 30–50 (Inundação) |
Acabamento | 280–350 | 0,05–0,10 | 0,2–1,0 | 40–60 (Inundação/Névoa) |
Tratamento de Superfície para Peças CNC em Alumínio 5083-H321
Anodização: A anodização Tipo II oferece proteção decorativa de 10–25 µm; a anodização dura adiciona até 50 µm para resistência ao desgaste.
Pintura Eletrostática: Revestimentos de poliéster ou epóxi com 60–100 µm para uso marítimo ou arquitetônico.
Eletropolimento: Melhora a resistência à fadiga e o comportamento anticorrosivo de peças estruturais.
Passivação: Usada em conjunto com anodização ou alodine para melhorar a limpeza no pré-tratamento.
Escovamento: Fornece acabamento fosco com Ra 1,0–1,6 µm, ideal para painéis estéticos ou estruturas expostas.
Revestimento Alodine: Conversão cromatada em conformidade com MIL-DTL-5541 para gabinetes eletrônicos e peças pintadas.
Revestimento UV: Protege peças externas contra desbotamento, descoloração e intempéries.
Revestimento com Verniz: Adiciona brilho estético e aumenta a resistência química para peças de padrão “display”.
Aplicações Industriais do Alumínio 5083-H321
Marítimo: Estruturas de casco usinadas em CNC, anteparas, painéis de convés e tanques de lastro que exigem resistência à água do mar e integridade em solda.
Defesa: Blindagem de veículos, gabinetes navais e carcaças de radar onde alta resistência e soldabilidade são essenciais.
Sistemas Criogênicos: Componentes de tanques de GNL, flanges de tubulação e sistemas de suporte que operam abaixo de -150°C.
Transporte: Carrocerias leves de reboques, invólucros de bateria e sistemas de chassis para caminhões e vagões.
Equipamentos Industriais: Peças usinadas em CNC expostas a ácidos, químicos ou alta umidade, incluindo carcaças de HVAC e invólucros de pressão.
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