Extrusões de liga de magnésio vs. alumínio
Extrusões de liga de alumínio são populares em grande parte por causa de seu peso leve. Mas existe um material de extrusão ainda mais leve que o alumínio? A resposta é sim: extrusões de liga de magnésio. Este artigo fornece uma comparação concisa entre as extrusões de magnésio e alumínio, destacando suas principais diferenças e aplicações.
Comparação de peso
O magnésio (Mg), com um número atômico de 12, é mais leve que o alumínio (Al), que tem um número atômico de 13. Refletindo essa diferença, as ligas de magnésio têm uma densidade de 1,74 a 1,85 g/cm³, enquanto as ligas de alumínio são mais densas, com 2,68 a 2,80 g/cm³. Como resultado, as ligas de magnésio são aproximadamente 30% mais leves do que as ligas de alumínio.
Comparação da resistência à corrosão
O alumínio é conhecido por sua excelente resistência à corrosão, o que é um dos principais motivos de seu uso generalizado. Quando exposto ao ar, o alumínio forma uma camada de óxido fina, densa e aderente (Al₂O₃) que atua como uma barreira protetora, impedindo a oxidação e a corrosão. Essa propriedade inerente pode ser aprimorada ainda mais por meio de composições de ligas específicas, como a série 5xxx, que foi projetada para aumentar a resistência em ambientes marinhos.
Em contrapartida, o magnésio é muito mais reativo. Embora também forme uma camada de óxido quando exposto ao ar, essa camada não é densa nem aderente e tem um volume menor do que o metal base. Como resultado, a película de óxido racha e descasca facilmente, expondo continuamente o magnésio fresco ao ambiente e acelerando a corrosão. Devido a essa vulnerabilidade, as ligas de magnésio normalmente exigem revestimentos ou tratamentos especiais de superfície para serem adequadas à maioria das aplicações práticas.
Em comparação, a resistência à corrosão do alumínio é semelhante à do aço inoxidável, enquanto o magnésio é mais comparável ao ferro.
Comparação de propriedades mecânicas
Abaixo está uma comparação das propriedades mecânicas das ligas de alumínio e magnésio; as ligas de alumínio superam as ligas de magnésio em todos os aspectos.
| Propriedade | Liga de alumínio | Liga de magnésio |
|---|---|---|
| Densidade | 2,68-2,80 g/cm³ | 1,74-1,85 g/cm³ |
| Resistência à tração | 200-600 MPa (máximo 7075-T6) | 150-350 MPa (ZK60 máximo) |
| Resistência ao rendimento | 100-500 MPa | 80-300 MPa |
| Alongamento | 5-25% (excelente em temperatura ambiente) | 2-15% (quebradiço em temperatura ambiente, melhora em alta temperatura) |
| Desempenho de fadiga | Bom (resiste a cargas repetidas) | Menor (sensível a rachaduras), mas com excelente amortecimento de vibrações |
| Dureza | Mais alto (6061-T6 ~95 HB, 7075-T6 ~150 HB) | Inferior (AZ31 em torno de 60 HB) |
| Desempenho em altas temperaturas | A resistência diminui acima de 150°C | Mantém a resistência entre 200 e 300°C (por exemplo, peças de motor) |
| Desempenho em baixas temperaturas | Permanece resistente a -196°C | Torna-se quebradiço abaixo de -50°C |
| Métodos de processamento | Possibilidade de trabalho a frio e a quente (por exemplo, estampagem, soldagem) | Principalmente trabalho a quente (propenso a rachaduras em temperatura ambiente, melhor acima de 200°C) |
Comparação de custos
Em primeiro lugar, o preço dos lingotes de magnésio é cerca de 30% mais alto do que o dos lingotes de alumínio, o que torna o custo da matéria-prima das extrusões de magnésio mais caro desde o início.
Em segundo lugar, o magnésio é mais difícil de extrudar devido à sua fragilidade e baixa ductilidade, o que dobra o custo de processamento em comparação com as extrusões de alumínio. Também é necessário um controle rigoroso da temperatura para evitar a combustão, o que aumenta ainda mais os custos de fabricação.
Por fim, as extrusões de magnésio requerem tratamentos de superfície adicionais para proteção contra corrosão, o que acrescenta outro custo que normalmente não é necessário para produtos de alumínio.
Conclusão
As extrusões de liga de magnésio oferecem uma vantagem significativa em termos de redução de peso. Entretanto, em quase todos os outros aspectos - incluindo resistência à corrosão, força, capacidade de fabricação e custo - elas ficam aquém quando comparadas às extrusões de alumínio. Como resultado, as extrusões de magnésio são escolhidas principalmente para aplicações altamente especializadas que exigem a máxima redução de peso, como no setor aeroespacial e em campos semelhantes.
As extrusões de liga de alumínio combinam baixa densidade, excelente resistência à corrosão e alta resistência, o que as torna excepcionalmente versáteis. Como resultado, elas são amplamente utilizadas em vários setores, como industrial, arquitetura, janela, móveis, transporte, decoração, sistemas fotovoltaicos, e fabricação de automóveis.