QUAL A LIGA MAIS USADA NA CONSTRUÇÃO DE AERONAVES E POR QUE?

Se você for trabalhar como mecânico ou já é um mecânico de aeronaves então você vai ouvir muito falar em liga de alumínio, sabe por que? Por que a maioria das chapas metálicas (revestimento, componentes estruturais da asa etc..) utilizadas na estrutura das aeronaves tem construção em liga de alumínio. Saber identificar e diferenciar suas características é fundamental para o mecânico o mecânico de aeronaves.

POR QUE O ALUMÍNIO?

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As propriedades do alumínio que o tornam um dos metais mais econômicos, para uma grande variedade de aplicações na construção de aeronaves:

Aparência.
Facilidade de trabalho.
Propriedades mecânicas e físicas.
Resistência à corrosão.
Leveza.

Existe um grande número de ligas de alumínio com características específicas para certas aplicações e dependendo também dos processos empregados na sua fabricação.

Assim temos ligas que apresentam melhores características à usinagem, outras à soldagem, à conformação e aos tratamentos térmicos etc…

Entre as várias ligas a mais largamente empregadas na indústria aeronáutica são as ligas de alumínio chamadas 2024 (à base de cobre) e 7075 (à base de zinco).

Quando falo “a base de” quero dizer que das impurezas adicionadas no alumínio a que mais predomina é o metal em especial no exemplo 2024, o cobre. Lembrando que alumínio puro não é usado em aeronaves em partes estruturais pois não possui resistência mecânica.

O 7075 tem maior resistência a carga compressão, contudo o 2024 apresenta melhor resistência à dobra mais especificamente a carga de tração.

LIGAS DE ALUMÍNIO TRATÁVEIS TERMICAMENTE

LIGAS DE ALUMÍNIO NÃO TRATÁVEIS TERMICAMENTE

MATERIAIS DAS CHAPAS METÁLICAS.

Chapas usadas em reparos estruturais de aeronaves

A maioria das chapas metálicas utilizadas na estrutura das aeronaves são de liga de alumínio. No entanto, encontramos também ligas de aço e titânio (TA6V – liga de titânio usada na aeronáutica).

Ao fazermos reparos na estrutura de uma aeronave, todas as partes estruturais, incluindo as superfícies expostas quer pelo corte ou furo, devem ser receber tratamento contra corrosão.

NOMENCLATURA DAS LIGAS DE ALUMÍNIO.

As ligas de alumínio são designadas por símbolos compostos por quatro dígitos os quais estão de acordo com a “ALUMINUM ASSOCIATION”.

O material pode vir na condição de “tratado termicamente”, sendo deste modo indicado pela letra “T” a qual vem a seguir à designação da liga. Quando a letra “T” for substituída pela letra “O”, isso significa que o material vem na condição “ANNEALED”, ou seja “MACIO”.

Exemplo de uma descrição de chapa em liga de alumínio:

2024-T3

7075-T6

A chapa deve ser e molda (trabalhada, dobrada) na condição “O” (ANNEALED CONDITION) ou seja uma condição “macia” onde se dobrada ou trabalhada não vai quebrar ou trincar.

Uma liga que receba tratamento térmico de “macies” estado “O” não deve ser utilizada na condição de macia, mas sim deve ser tratada termicamente antes da instalação ou seja voltar a ter mais resistência mecânica.

A palavra “CLAD”, a qual pretende a designação do material significa que foi aplicada uma camada de proteção de “alumínio puro” antes de ser completado o processo final de laminação (Rolling Process) do material.

AS CHAPAS DE LIGA DE ALUMÍNIO MAIS UTILIZADAS

São as de:

2024-T3
7075-T6

A 7075-T6 é uma liga mais resistente que a 2024-T3. Os dois materiais diferem também nas características de fundição.

RAIOS DE CURVATURAS MÍNIMAS

A liga “7075-T6” tem um raio mínimo de curvatura superior à liga “2024-T3”, ou seja, mais dura, mas podendo ser moldado na condição de solubilizado “7075-0” (tratamento térmico de “amolecimento”) e tratado termicamente para a condição 7075-T6 depois de moldada, esse tratamento T6 dá a chapa maior rigidez e resistência mecânica.

Raio da dobra é feito em relação a espessura

A liga “2024-T3” é de um modo geral moldado na condição de tratado termicamente, ou seja, não há a necessidade de amolecer ou tratar termicamente para poder dobrar ou conformar sem se quebrar, diferente da 7075.

Quando as chapas “7075-T6” necessitam ser estampadas, devem ser utilizadas ferramentas aquecidas a fim de evitar que a chapa seja danificada.

As vigas de alumínio mais macias devem ser trabalhadas à temperatura ambiente.

O material “7075-T6” deve ser manuseado com muito cuidado, porque mesmo um leve arranhão, rebarba ou pico, tem um efeito prejudicial sobre a sua resistência à fadiga.

Glossário — Liga mais usada na construção de aeronaves

Navegue pelos termos (ordem alfabética):

Alclad (CLAD)

Designação que indica aplicação de uma camada fina de alumínio puro sobre a liga antes do fim da laminação. Essa “pele” melhora a resistência à corrosão sem alterar a liga base.

Alumínio — propriedades relevantes

Metal leve, com boa resistência específica, aparência uniforme, facilidade de trabalho, boa condutividade e excelente resistência natural à corrosão. Por isso domina o uso em chapas estruturais.

Aluminum Association (nomenclatura)

Entidade cuja padronização define a designação das ligas por quatro dígitos (ex.: 2024, 7075). Depois da liga, vem a condição/tempera (ex.: T3, T6) que indica o tratamento.

“Base de” (cobre/zinco)

Expressão para indicar qual elemento de liga predomina nas “impurezas” adicionadas ao alumínio. Ex.: 2024 é à base de cobre; 7075 é à base de zinco.

Carga de compressão

Esforço que “aperta” o material. A 7075 destaca-se por maior resistência sob compressão quando comparada a ligas como a 2024, sendo adequada a peças comprimidas.

Carga de tração

Esforço que “puxa” o material. A 2024 apresenta comportamento mais favorável para dobras e conformação, suportando bem tensões de tração local nas curvas.

Chapas metálicas (na estrutura)

Elementos de revestimento e componentes estruturais (asas, fuselagem, reforços). Predominam as chapas de alumínio, mas podem aparecer aço e titânio em regiões específicas.

Condição “O” (annealed/macia)

Tempera “amolecida”. A chapa é trabalhada/dobrada nessa condição para evitar trincas; depois recebe novo tratamento térmico para recuperar resistência mecânica.

Conformação (dobra/estampagem)

Processos de dar forma à chapa. Exigem respeitar raio mínimo, direção de laminação e, às vezes, fazer a peça na condição “O” e tratar depois.

Dobras — raio mínimo de curvatura

Menor raio aceitável para dobrar sem danificar. Em geral, a 7075-T6 requer raio maior (é mais “dura”); a 2024-T3 tolera raios menores.

Ferramentas aquecidas (estampagem)

Recurso usado ao estampar 7075-T6, reduzindo risco de trincas. O aquecimento controlado das ferramentas ajuda a preservar a integridade da chapa durante a conformação.

Laminação (rolling process)

Processo de fabricação das chapas por deformação controlada. Na sequência final, pode-se aplicar a camada CLAD e ajustar espessuras e propriedades.

Liga 2024-T3

Liga de alumínio à base de cobre, muito usada em chapas aeronáuticas. Boa conformabilidade (dobra) e desempenho sob tração; frequentemente pode ser moldada já em T3.

Liga 7075-T6

Liga de alumínio à base de zinco, com resistência mecânica superior, especialmente à compressão. Mais sensível a dobras apertadas; costuma-se moldá-la em 7075-0 e depois retratar para T6.

Ligas não tratáveis termicamente

Famílias de ligas cuja elevação de resistência se dá por encruamento (trabalho a frio). São diferentes das tratáveis, que usam solubilização e envelhecimento.

Ligas tratáveis termicamente

Ligas que adquirem resistência por tratamento térmico (solubilização/tempera + envelhecimento). 2024 e 7075 são exemplos largamente usados na aviação.

Resistência à fadiga (sensibilidade a riscos)

Capacidade de suportar cargas cíclicas. Na 7075-T6, riscos, rebarbas e picos superficiais prejudicam mais a fadiga; manuseio exige extremo cuidado.

TA6V (liga de titânio)

Liga de titânio citada como presente em pontos específicos das aeronaves. Combina alta resistência com baixo peso e boa resistência à corrosão.

Tratamento contra corrosão (bordas e furos)

Proteção obrigatória das superfícies expostas após cortes/furações em reparos estruturais. Evita “iniciar” corrosão nas novas bordas.

Tratamento térmico (T3/T6)

“T” indica que a liga foi tratada termicamente. T3 (solubilizada + encruada) é comum na 2024; T6 (solubilizada + envelhecida) confere alta resistência, típico da 7075.

Usinabilidade e soldabilidade

Características práticas de fabricação. Algumas ligas favorecem usinagem; outras, soldagem. A escolha considera o processo de fabricação e o tratamento térmico previsto.

FAQ — Perguntas Frequentes

P: Por que o alumínio domina as chapas estruturais de aeronaves?

R: Pela combinação “peso baixo + boa resistência específica + resistência natural à corrosão + facilidade de trabalho”. Isso reduz massa da aeronave e facilita fabricação e reparos.

P: Quando escolher 2024-T3 e quando 7075-T6?

R: 7075-T6 é preferida quando a exigência de resistência (sobretudo à compressão) é alta, mas pede raios de dobra maiores e muito cuidado com riscos. 2024-T3 é mais “amigável” à conformação e lida bem com tração local em dobras.

P: O que significa uma liga ser “à base de” cobre ou zinco?

R: Quer dizer que, entre os elementos adicionados ao alumínio, o que predomina é aquele citado. Isso orienta o grupo de propriedades: 2024 (cobre), 7075 (zinco), por exemplo.

P: Por que às vezes dobramos em condição “O” e só depois tratamos?

R: Porque a condição “O” é macia e tolera deformações sem trincar. Após dar a forma final, a peça recebe tratamento térmico para recuperar/elevar a resistência (ex.: voltar a T6).

P: A 7075-T6 pode ser estampada como a 2024-T3?

R: Pode, porém costuma exigir ferramentas aquecidas ou a rota de moldar em 7075-0 e retratar depois. Assim evita-se dano durante a conformação.

P: O que é “CLAD” e quando aparece no material?

R: É a indicação de que a chapa recebeu uma camada de alumínio puro na laminação para aumentar a proteção contra corrosão, especialmente útil em superfícies expostas.

P: Por que a 7075-T6 é tão sensível a riscos em termos de fadiga?

R: Porque descontinuidades superficiais viram pontos de concentração de tensão, acelerando a iniciação de trincas sob ciclos. Por isso, o manuseio deve ser extremamente cuidadoso.

P: Em reparos, por que tratar contra corrosão todas as bordas e furos?

R: Cortes e furações criam superfícies “cruas” suscetíveis à corrosão. Tratar imediatamente evita que o dano se inicie e se propague sob pintura/revestimento.

P: “Liga tratável termicamente” é melhor que “não tratável”?

R: Não é “melhor” no absoluto; é diferente. Tratáveis (ex.: 2024, 7075) atingem alta resistência via tratamento; as não tratáveis dependem de trabalho a frio e podem ser preferidas por soldabilidade ou ductilidade.

P: Por que o artigo cita aço e titânio se a maioria é alumínio?

R: Porque há regiões onde aço/titânio fazem sentido (altas cargas, altas temperaturas ou interfaces especiais). O projeto combina materiais conforme a função de cada área.

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