O que é a liga de alumínio 2219?
A Liga de Alumínio 2219 é uma liga de alta resistência e endurecível pelo envelhecimento, constituída predominantemente por alumínio e cobre, tornando-a ideal para aplicações que requerem qualidades mecânicas superiores e resistência à corrosão sob tensão.
A Liga de Alumínio 2219 é uma liga de alumínio-cobre forjada conhecida pela sua elevada relação resistência-peso e durabilidade. É amplamente utilizada em aplicações aeroespaciais devido à sua capacidade de tolerar altas temperaturas e condições adversas. Folhas, placas, barras e extrusões são aplicações comuns para esta liga.
Quais são as designações e normas?
Para além do seu nome popular, a liga de alumínio 2219 é designada como UNS A92219 e AlCu6Mn em várias normas, como a ASTM B209 e a ISO 6361, que especificam os requisitos da liga de alumínio.
Qual é a composição química da liga de alumínio 2219?
A liga de alumínio 2219 é maioritariamente composta por alumínio e cobre, com alguns outros elementos adicionados para melhorar as suas qualidades mecânicas. A composição química normal é a seguinte.
| Elemento | Conteúdo (%) |
|---|---|
| Alumínio (Al) | 93,0 (min) |
| Cobre (Cu) | 5.8 – 6.8 |
| Manganês (Mn) | 0.2 – 0.4 |
| Magnésio (Mg) | 0.02 – 0.3 |
| Zircónio (Zr) | 0.1 – 0.25 |
| Titânio (Ti) | 0.02 – 0.10 |
| Ferro (Fe) | Máximo 0,3 |
| Silício (Si) | Máximo 0,2 |
| Zinco (Zn) | Máximo 0,1 |
| Vanádio (V) | 0.05 – 0.15 |
Propriedades da liga de alumínio 2219
Propriedades mecânicas
- –Resistência à tração: Varia de 172 MPa (24,9 ksi) a 476 MPa (69,0 ksi) com base na condição de têmpera.
- –Resistência ao escoamento: é de aproximadamente 290 MPa (42.000 psi).
- –Alongamento na rotura: varia entre 3% e 14%, demonstrando a ductilidade da liga.
- –Módulo de Elasticidade: Aproximadamente 73,8 GPa (10.700 ksi), o que indica rigidez.
- –Resistência à fratura: Uma elevada resistência à fratura impede o crescimento de fissuras.
Propriedades físicas
- –Densidade: Aproximadamente 2,84 g/cm³ (0,103 lb/in³).
- –Ponto de fusão: Varia de 543°C a 643°C (1010°F a 1190°F).
- –Condutividade térmica: Entre 116 W/m-K e 170 W/m-K, o que é importante para aplicações que envolvam dissipação de calor.
- –Capacidade Calórica Específica: Aproximadamente 864 J/kg-K, indicando a sua capacidade de absorver calor.
Propriedades térmicas
- –Coeficiente de Expansão Térmica: Cerca de 22,3 μm/m⋅°C.À temperatura ambiente, 22,3*μm*/*m*⋅°*C* aumenta para 24,1 μm/m⋅°C.24,1*μm*/*m*⋅°*C* a altas temperaturas (cerca de 250°C).
- –Condutividade Térmica: Varia entre 120 W/m⋅K120*W*/*m*⋅*K*, ideal para controlo térmico em aplicações aeroespaciais.
Resistência à corrosão
Embora a liga de alumínio 2219 tenha uma forte resistência à fissuração por corrosão sob tensão na têmpera T8, a sua concentração de cobre torna-a menos resistente à corrosão do que outras ligas de alumínio. Para aumentar a sua resistência à corrosão.
- -Pode ser revestido de metal puro ou tratado com revestimentos protectores.
Soldabilidade e maquinabilidade
- -A liga de alumínio 2219 é facilmente soldável; no entanto, a soldadura pode reduzir a sua resistência à corrosão. Para restaurar as suas qualidades mecânicas, deve ser submetido a um tratamento térmico adequado após a soldadura.
- -Possui boa maquinabilidade no estado recozido, permitindo procedimentos eficientes de moldagem e conformação.
Gama de temperatura
A liga de alumínio 2219 é útil numa vasta gama de temperaturas:
- -Eficaz a partir de -452°F (-269°C) até cerca de 600°F (316°C), tornando-o adequado para ambientes extremos encontrados em aplicações aeroespaciais.
Quais são as temperaturas da liga de alumínio 2219?
O alumínio 2219 é normalmente tratado termicamente para obter as propriedades desejadas. As designações de têmpera ajudam a definir o processamento exato a que foi submetido, afectando as suas propriedades mecânicas.
- -**T87:**A liga é tratada termicamente para melhorar as suas propriedades mecânicas e depois trabalhada a frio para aumentar a resistência. Esta têmpera oferece um equilíbrio entre resistência e ductilidade.
- –T851: Esta têmpera é semelhante à T6 mas inclui mais técnicas de alívio de tensões. A técnica de alívio de tensões, que inclui alongamento mecânico, ajuda na redução das tensões internas e na melhoria da estabilidade dimensional.
- –T6: A têmpera T6 proporciona a maior resistência possível através de tratamento térmico. O material é primeiro tratado termicamente em solução para dissolver componentes solúveis e depois envelhecido para precipitar fases que aumentam a resistência.
- –T3: É semelhante à T6, mas com menos envelhecimento artificial. A liga é tratada termicamente em solução e depois deixada a amadurecer naturalmente. Isto resulta numa menor resistência do que a T6, mas numa maior ductilidade e tenacidade.
- –T4: A têmpera T4 é ligeiramente mais forte do que a T3, mas continua a ser mais dúctil. Esta têmpera permite uma resistência moderada e uma maior trabalhabilidade.
- –O: A têmpera O significa que a liga foi totalmente recozida até ao seu estado mais macio, tornando-a mais fácil de trabalhar, mas com uma resistência muito inferior à das outras têmperas.
Quais são as aplicações da liga de alumínio 2219?
A liga de alumínio 2219 é conhecida pela sua elevada resistência, excelentes propriedades de soldadura e resistência à fissuração por corrosão sob tensão. Estas qualidades tornam-na ideal para uma vasta gama de aplicações exigentes em vários sectores. Segue-se um resumo pormenorizado das principais aplicações da liga de alumínio 2219.
Indústria aeroespacial
A liga de alumínio 2219 é maioritariamente utilizada na indústria aeroespacial. A capacidade da liga para tolerar temperaturas elevadas, bem como a sua natureza leve, tornam-na excelente para inúmeros componentes aeroespaciais, incluindo:
- Depósitos de combustível
- Caixas para motores de foguetões
- Componentes estruturais
- Componentes do veículo espacial
Aplicações marítimas
A liga de alumínio 2219 é utilizada na indústria naval pelas suas propriedades de alta tensão e resistência à corrosão.
- –Cascos de barcos
- –Estruturas de navios
Indústria dos transportes
A liga de alumínio 2219 é utilizada numa variedade de componentes de veículos no sector dos transportes.
- –Componentes para aeronaves
- –Carros e reboques ferroviários
Estruturas soldadas
A excecional capacidade de soldadura da liga de alumínio 2219 torna-a adequada para o fabrico de estruturas soldadas.
- –Vasos de pressão
- –Pontes e tubagens
Equipamento de desporto e lazer
A liga de alumínio 2219 é leve e resistente, o que a torna ideal para uma variedade de aplicações desportivas e recreativas.
- –Quadros de bicicleta
- –Equipamento de campismo
Quais são as vantagens de usar a liga de alumínio 2219?
Alta resistência
Com uma resistência à tração de até 455 MPa (66.000 psi) em determinadas temperaturas, a liga de alumínio 2219 é conhecida pela sua elevada resistência. Isto qualifica para utilizações que necessitem de materiais para resistir a grandes cargas e pressões sem falhas.
Excelente resistência à fraturass
Com uma excelente resistência à fratura, a liga pode absorver energia e impedir a propagação de fissuras. Para peças sujeitas a cargas dinâmicas, esta qualidade é vital para a fiabilidade e segurança em utilizações importantes.
Boa maquinabilidade
A liga de alumínio 2219 é facilmente maquinável, permitindo o fabrico eficiente de formas e componentes complicados. Esta simplicidade de maquinação torna o processo de fabrico mais fácil, permitindo os designs complicados necessários em aplicações de elevado desempenho.
Soldabilidade
Esta liga tem boa soldabilidade, especialmente na condição de têmpera T8, permitindo uma fácil união com outros materiais. Podem ser utilizados vários processos de soldadura sem afetar negativamente as qualidades mecânicas.
Resistência à fissuração por corrosão sob tensão
A liga de alumínio 2219 na têmpera T8 tem uma elevada resistência à fissuração por corrosão sob tensão, o que a torna ideal para componentes aeroespaciais em ambientes severos.
Desempenho numa vasta gama de temperaturas
A liga mantém as propriedades mecânicas numa vasta gama de temperaturas de -452°F (-269°C) a 600°F (316°C). Esta estabilidade térmica torna-a adequada para aplicações sujeitas a variações extremas de temperatura.
Resistência à corrosãoe
Embora a liga de alumínio 2219 seja naturalmente resistente à corrosão devido ao seu componente de alumínio, pode ser reforçada através de revestimentos de revestimento ou de proteção, o que a torna adequada para utilização em condições marítimas onde a água salgada está frequentemente presente.
Conclusão
A liga de alumínio 2219 distingue-se como uma liga de alto desempenho com uma resistência e durabilidade notáveis. As suas várias têmperas e a vasta gama de utilizações tornam-na ideal para as indústrias aeroespacial, automóvel e marítima. A compreensão das suas qualidades permitirá aos engenheiros utilizar corretamente esta liga nos seus projectos.
