As propriedades e a estabilidade dimensional das ligas de alumínio podem ser ajustadas por meio de recozimento, têmpera ou tratamento térmico de solução, envelhecimento natural e artificial, superenvelhecimento e tratamento cíclico. Este guia explica a finalidade, a faixa de temperatura, o tempo de manutenção, o método de resfriamento e o efeito esperado de cada processo. Ele também resume as designações básicas de temperamento F, O, H, W e T definidas para produtos de alumínio forjado, ajudando os leitores a relacionar o histórico de processamento com a resistência, a ductilidade, a resistência à corrosão, a tensão interna e a estabilidade dimensional. O artigo mantém as condições de processo, unidades, classes de material e relações técnicas relatadas na fonte para referência prática.
O recozimento alivia as tensões de fundição e as tensões internas causadas pela usinagem, estabiliza a forma e as dimensões da peça e esferoidiza alguns cristais de silício nas ligas de Al-Si para melhorar a ductilidade. As peças fundidas de liga de alumínio são aquecidas a 280 a 300 °C, mantidas nessa temperatura por 2 a 3 horas e resfriadas no forno até a temperatura ambiente. A solução sólida se decompõe lentamente e as partículas precipitadas da segunda fase se aglutinam, aliviando as tensões internas, estabilizando as dimensões, melhorando a ductilidade e reduzindo a deformação e o empenamento.
O resfriamento rápido consiste em aquecer uma peça fundida de liga de alumínio a uma temperatura elevada, geralmente próxima ao ponto de fusão eutético e normalmente acima de 500 °C, e mantê-la nessa temperatura por mais de 2 horas, de modo que as fases solúveis se dissolvam completamente. Em seguida, a peça fundida é resfriada rapidamente em água a uma temperatura entre 60 e 100 °C. O resfriamento rápido retém a quantidade máxima de constituintes de endurecimento em solução à temperatura ambiente. Esse tratamento também é chamado de tratamento térmico de solução ou tratamento a frio.
O envelhecimento, também chamado de têmpera a baixa temperatura, consiste em aquecer uma peça fundida de liga de alumínio temperada até uma temperatura especificada, mantê-la nessa temperatura e, em seguida, resfriá-la ao ar até a temperatura ambiente. O processo decompõe a solução sólida supersaturada e estabiliza a matriz da liga. À medida que a temperatura e o tempo aumentam, os átomos primeiro se reorganizam na rede da solução sólida supersaturada para formar zonas G-P I ricas em soluto. As zonas G-P I desaparecem, os átomos da segunda fase se segregam de acordo com um padrão definido e se formam as zonas G-P II. Os estágios subsequentes incluem a formação de uma segunda fase metaestável, a coexistência de muitas zonas G-P II com uma pequena quantidade da fase metaestável, a transformação da fase metaestável na fase estável e a coalescência das partículas da segunda fase. O envelhecimento é dividido em envelhecimento natural e artificial. O envelhecimento natural ocorre à temperatura ambiente; o envelhecimento artificial inclui o envelhecimento artificial parcial, o envelhecimento artificial total e o envelhecimento excessivo.
A peça fundida é aquecida a uma temperatura entre 150 e 170 °C e mantida nessa temperatura por 3 a 5 horas. Isso proporciona boa resistência à tração, ductilidade e tenacidade, mas uma resistência à corrosão relativamente baixa.
A peça fundida é aquecida a uma temperatura entre 175 e 185 °C e mantida nessa temperatura por 5 a 24 horas. Isso proporciona resistência à tração suficiente e a maior dureza, mas um alongamento menor.
A peça fundida é aquecida a uma temperatura entre 190 e 230 °C e mantida nessa temperatura por 4 a 9 horas. A resistência diminui e a ductilidade aumenta, resultando em maior resistência à tensão e à corrosão. O processo também é chamado de revenimento de estabilização.
A peça fundida é resfriada a uma temperatura abaixo de zero, como −50, −70 ou −195 °C, e mantida nessa temperatura; em seguida, é aquecida a uma temperatura inferior a 350 °C. A contração e expansão repetidas da rede cristalina da solução sólida causam pequenos deslocamentos de grãos em cada fase, colocando as zonas de segregação atômica e as partículas intermetálicas em uma condição mais estável. Isso melhora a estabilidade dimensional e volumétrica. O tratamento cíclico é utilizado para peças de alta precisão e estabilidade dimensional, incluindo alguns componentes de instrumentos de inspeção, mas normalmente não é aplicado a peças fundidas em geral.
ISO 2107:2023, Alumínio e ligas de alumínio – Produtos forjados – Designações de tempera, define as designações básicas de temperamento utilizando uma letra maiúscula.
| Código | Nome | Descrição e aplicação |
|---|---|---|
| F | Conforme fabricado | Produtos para os quais não é aplicado nenhum controle especial sobre o endurecimento por deformação ou as condições de tratamento térmico durante a conformação. Normalmente, não são especificados limites específicos para as propriedades mecânicas. |
| O | Recozido | Produtos de alumínio forjado e de ligas de alumínio submetidos a recozimento para obter menor resistência e maior ductilidade. |
| H | Endurecido por deformação | Produtos reforçados por endurecimento por deformação. Um tratamento térmico adicional pode ser aplicado após o endurecimento por deformação para reduzir parcialmente a resistência. |
| W | Solução submetida a tratamento térmico | Produtos que envelhecem naturalmente à temperatura ambiente após o tratamento térmico em solução. Esse estado de têmpera instável é normalmente utilizado apenas durante o envelhecimento natural. |
| T | Submetido a tratamento térmico para atingir um estado de temperamento estável diferente de F, O ou H | Produtos que atingiram um estado de têmpera estável por meio de tratamento térmico, com ou sem endurecimento por deformação adicional. |
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