No mundo da maquinação de precisão e da engenharia avançada, poucos materiais se destacam tanto como a liga de alumínio 7075. Reconhecido pela sua excecional relação resistência/peso, este metal de elevado desempenho tornou-se uma pedra angular nas indústrias que exigem durabilidade sem peso excessivo. Desde componentes aeroespaciais a peças estruturais de elevada tensão, o alumínio 7075 ganhou a sua reputação como um material de eleição para aplicações em que a fiabilidade e o desempenho não são negociáveis. Este blogue aprofunda as caraterísticas, aplicações e comparações desta liga notável, oferecendo informações para engenheiros, fabricantes e entusiastas.

O que é o alumínio 7075?

O alumínio 7075 é uma liga de alta resistência composta principalmente por alumínio, zinco, magnésio e cobre. Desenvolvido inicialmente para a indústria aeroespacial, este material é célebre pela sua capacidade de suportar tensões significativas, mantendo-se leve. Muitas vezes referido como alumínio para aviões 7075, faz parte da série 7xxx de ligas de alumínio, que são conhecidas pela sua composição à base de zinco e propriedades mecânicas superiores. A mistura única de elementos da liga torna-a ideal para aplicações que requerem um desempenho robusto em condições exigentes.

Composição química da liga de alumínio 7075

A composição química específica da liga de alumínio 7075 é o que lhe confere as suas propriedades de renome. É composta principalmente pelos seguintes elementos:

• Alumínio (Al): 87.1% a 91.4%
• Zinco (Zn): 5.1% a 6.1%
• Magnésio (Mg): 2.1% a 2.9%
• Cobre (Cu): 1,2% a 2,0%
• Crómio (Cr): 0,18% a 0,28%
• Silício, Ferro, Manganês, Titânio: quantidades vestigiais

A elevada percentagem de zinco, combinada com o magnésio e o cobre, é o que confere ao 7075 a sua elevada resistência. O crómio, embora presente em pequenas quantidades, melhora a resistência à fissuração por corrosão sob tensão. Quando estes elementos são combinados e processados corretamente, formam uma liga que é simultaneamente leve e incrivelmente forte, ideal para aplicações estruturais exigentes.

Propriedades do alumínio 7075

Propriedades mecânicas

Uma das principais razões pelas quais o alumínio 7075 é tão amplamente utilizado nas indústrias aeroespacial e automóvel são as suas excelentes propriedades mecânicas.

• Final resistência à tração: Até 83.000 psi (572 MPa)
• Resistência ao escoamento: Até 73.000 psi (503 MPa)
• Dureza: 150 Brinell (dependendo do tratamento térmico)
• Alongamento na rutura: 5% a 11%

Estes números mostram que o alumínio 7075 tem níveis de resistência comparáveis a alguns aços, mas com uma densidade significativamente mais baixa, tornando-o ideal para aplicações sensíveis ao peso.

Propriedades físicas

O alumínio 7075 também oferece uma gama de propriedades físicas benéficas:

• Densidade: 2,81 g/cm³
• Ponto de fusão: 477°C (890°F)
• Condutividade térmica: 130 W/m-K
• Condutividade eléctrica: 33% IACS
• Módulo de elasticidade: 71,7 GPa

Embora não seja tão resistente à corrosão como as ligas como a 6061, a resistência e a maquinabilidade da 7075 fazem dela uma escolha de topo para aplicações de elevado desempenho em que a integridade estrutural é fundamental.

Para que é utilizado o alumínio 7075?

A versatilidade do alumínio 7075 torna-o um elemento básico em numerosos sectores. A sua elevada relação resistência/peso e excelente maquinabilidade abrem a porta a uma vasta gama de aplicações. Abaixo estão algumas das utilizações mais comuns:

Indústria aeroespacial

Em aeroespacialO alumínio 7075 é o material preferido para componentes estruturais, tais como longarinas de asas, estruturas da fuselagem e peças do trem de aterragem. A sua capacidade de resistir a tensões extremas, mantendo a leveza da aeronave, é fundamental para a eficiência e o desempenho do combustível. A resistência à fadiga da liga também garante a longevidade das peças sujeitas a vibrações e tensões constantes.

Setor automóvel

Veículos de alto desempenho, incluindo veículos de corrida automóveis e motociclosOs veículos de passageiros, os veículos de passageiros e os veículos de passageiros, dependem do alumínio 7075 para componentes como peças de suspensão, elementos do chassis e componentes do motor. A sua natureza leve ajuda a melhorar a velocidade e a eficiência do combustível, enquanto a sua resistência garante segurança e durabilidade.

Defesa e militar

A indústria da defesa utiliza o alumínio 7075 em aplicações como componentes de mísseis, peças de veículos blindados e mecanismos de armas de fogo. A capacidade da liga de manter a integridade estrutural sob alta tensão torna-a inestimável para equipamentos de missão crítica.

Artigos de desporto

Desde quadros de bicicletas a equipamento de escalada, o alumínio 7075 é popular em artigos desportivos pelas suas caraterísticas de leveza e robustez. Produtos como componentes de bicicleta topo de gama e mosquetões de escalada beneficiam da capacidade da liga para equilibrar peso e resistência.

Aplicações industriais

Em ambientes industriais, o alumínio 7075 é utilizado para moldesA sua capacidade de maquinação permite a criação de formas complexas. A sua maquinabilidade permite a criação de formas complexas, enquanto a sua resistência assegura a durabilidade em aplicações pesadas.

Comparação entre o alumínio 7075 e outras ligas

As ligas de alumínio existem em muitos graus, cada uma oferecendo caraterísticas diferentes que as tornam adequadas para aplicações específicas. Eis como o 7075 se compara a algumas das outras escolhas populares.

7075 vs 6061

6061 é talvez a liga de alumínio mais utilizada em geral, conhecida pela sua versatilidade e resistência à corrosão. Embora o 6061 seja mais fácil de soldar e tenha uma melhor resistência à corrosão, não se equipara ao 7075 em termos de força.

• Força: O 7075 é significativamente mais forte.
• Resistência à corrosão: O 6061 tem um melhor desempenho.
• Maquinabilidade: O 7075 oferece um melhor desempenho na maquinagem CNC.
• Custo: O 7075 tende a ser mais caro devido às suas propriedades mecânicas superiores.

7050 vs 7075

O 7050 é outra liga de alumínio de elevada resistência, frequentemente utilizada em aplicações aeroespaciais onde é necessária uma maior resistência à corrosão.

• Força: Ambos oferecem uma elevada resistência, embora o 7050 possa reter melhor a resistência numa gama mais ampla de temperaturas.
• Resistência à corrosão: O 7050 tem melhor resistência, especialmente em ambientes marinhos.
• Resistência: O 7050 tende a ter uma resistência à fratura ligeiramente superior.
• Maquinabilidade: O 7075 é frequentemente mais fácil de maquinar, dependendo da têmpera.

2024 vs 7075

O alumínio 2024 é conhecido pela sua excelente resistência à fadiga e é também muito utilizado em aplicações aeroespaciais.

• Força: O 7075 é globalmente mais forte.
• Resistência à fadiga: O 2024 tem um melhor desempenho em condições de carga cíclica.
• Resistência à corrosão: Ambos requerem revestimentos protectores, mas o 2024 pode corroer mais rapidamente sem tratamento.
• Custo: O 2024 é geralmente mais económico do que o 7075.

Vantagens e limitações do alumínio 7075

Vantagens

• Elevada relação resistência/peso: Comparável a muitos aços.
• Excelente maquinabilidade: Sobretudo no estado T6.
• Resistência à fadiga: Funciona bem sob tensão repetida.
• Vasta gama de aplicações: Da indústria aeroespacial aos artigos desportivos.

Limitações

• Menor resistência à corrosão: Necessita de revestimentos de proteção em ambientes agressivos.
• Má soldabilidade: Não é ideal para soldadura; são necessárias técnicas especiais.
• Custo: Mais elevado do que as ligas mais comuns, como 6061 ou 2024.

Diferentes temperaturas do alumínio 7075

O tratamento térmico desempenha um papel significativo nas propriedades do alumínio 7075. Entre as diferentes têmperas, a T6 é a mais comummente utilizada.

• 7075-O: Estado recozido, menor resistência mas maior ductilidade.
• 7075-T6: Solução tratada termicamente e envelhecida artificialmente para uma resistência máxima.
• 7075-T651: Alívio de tensões após o tratamento térmico, oferecendo uma melhor estabilidade dimensional.
• 7075-T73: Sobreenvelhecido para melhorar a resistência à corrosão.

Quando alguém se refere a Alumínio aeronáutico 7075 t6A partir de agora, as empresas da indústria aeronáutica estão a desenvolver uma variante especificamente concebida para ser utilizada no sector da aviação, onde a elevada resistência e as tolerâncias controladas são essenciais.

Fabrico com alumínio 7075

A maquinagem do alumínio 7075 requer precisão e perícia devido à sua elevada resistência e dureza. Os fabricantes devem utilizar ferramentas adequadas, tais como fresas de carboneto ou com ponta de diamante, para obter cortes limpos e evitar o desgaste da ferramenta. A maquinabilidade da liga permite desenhos complexos, mas é necessário ter cuidado para gerir a acumulação de calor durante a maquinagem, uma vez que as temperaturas excessivas podem afetar as propriedades do material. Além disso, são frequentemente aplicados tratamentos de superfície como anodização ou revestimentos para aumentar a resistência à corrosão e melhorar a estética.

Tratamento térmico e têmpera T6

O processo de têmpera T6 é fundamental para desbloquear todo o potencial do alumínio 7075. Este tratamento térmico envolve o tratamento térmico em solução seguido de envelhecimento artificial, o que optimiza a resistência e a dureza da liga. O resultado é um material que oferece um desempenho excecional em aplicações de alta tensão, tornando o alumínio t6 7075 a escolha preferida para componentes críticos.

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