Estudo do comportamento das ligas de alumínio 6061 e 6082

Abstract

Este trabalho teve como principal objectivo o estudo da relação entre o tratamento térmico, as propriedades mecânicas e as microestruturas de duas ligas de Alumínio da série 6000 (as ligas 6061 e 6082), produzidas correntemente por uma unidade industrial, a Extrusal. As ligas da série 6xxx têm sido amplamente estudadas e usadas devido à sua importância tecnológica e ao aumento significativo de resistência mecânica conseguido através de mecanismos de endurecimento por precipitação. As ligas estudadas foram extrudidas, arrefecidas e envelhecidas artificialmente em processo industrial, explorando um elevado conjunto de condições de processamento, permitindo a posterior análise comparativa em termos de comportamento mecânico e caracterização microestrutural. Observa-se claramente uma melhoria das propriedades mecânicas quando se arrefece o perfil com água, relativamente aos valores obtidos para os perfis arrefecidos a ar, o que pode sugerir uma baixa eficácia do arrefecimento a ar em termos de conservação de elementos de liga em solução sólida. Embora fosse esperável que a liga 6082 tivesse valores de tensão de cedência e tensão de ruptura (Rp02 e Rm) bastante superiores à liga 6061, isto não se verificou no decorrer deste trabalho. Alguma incerteza sobre a condição inicial de solubilização dos elementos de liga pode justificar este comportamento. Não se encontraram diferenças conclusivas nas amostras analisadas em TEM (Microscopia Electrónica de Transmissão). Esta situação pode dever-se ao número limitado de observações e à escolha de condições extremas de tempo de envelhecimento, distantes das inerentes aos picos de resistência destas ligas. No plano prático este trabalho permitiu tirar conclusões ou confirmar um conjunto de ideias que responderam ao interesse original em optimizar as condições de processamento das ligas 6061 e 6082, e compreender de forma mais completa a influência dos diferentes parâmetros de processamento no comportamento final das ligas.

ABSTRACT: The goal of this work was the study of the relationships between thermal treatment, mechanical properties and microstructures of two 6xxx aluminum alloys (6061 and 6082), both extruded in Extrusal. Alloys from the 6xxx family are studied and used for many years due to their technological importance and effective role of precipitation hardening mechanisms. The two alloys used in this study were extruded, quenched and artificially aged under typical industrial conditions, encompassing a large variety of processing conditions, providing the basis for the compared analysis between mechanical performance and microstructural development. It was observed an improvement of mechanical properties when the extruded profiles were water quenched instead of air quenched, suggesting that air quenching is poorly effective in retaining the alloy elements under solid solution. Although the 6082 alloy was expected to exhibit better mechanical properties, the opposite occurs and the 6061 alloy performed better. Some uncertainty on the exact initial solubilization condition of alloy elements in both cases might explain this behavior. It was not found any concluding difference between microstructures observed by Transmission Electron Microscopy (TEM). This situation probably happens due to the limited number of analyzed samples but also due to inadequate choice of processing conditions to be studied in further detail. In fact, extreme ageing times used in this analysis, depart significantly from those corresponding to the peaks in performance. From a practical perspective this work provided the required information to confirm ideas or draw new conclusions with respect to the original attempt to optimize the processing conditions of alloys 6061 and 6082. The understanding of relevant parameters with impact on the performance of these alloys is now improved.