BRPI0610937A2

BRPI0610937A2 - chapa em alumìnio-cobre-lìtio de elevada tenacidade para fuselagem de avião

Info

Publication number: BRPI0610937A2
Application number: BRPI0610937-3A
Authority: BR
Inventors: Bernard Bes; Christophe Sigli; Timothy Warner; Herve Ribes
Original assignee: Alcan Rhenalu
Priority date: 2005-06-06
Filing date: 2006-06-02
Publication date: 2010-08-03
Also published as: BRPI0610937B1; EP2017361A1; ES2314929T3; WO2006131627A1; DE602006003656D1; EP1891247A1; CA2608971C; RU2007145191A; CA2608971A1; RU2415960C2; ATE414183T1; EP1891247B1

Abstract

Uma liga à base de alumínio de pequena massa volúmica útil em uma estrutura de aeronave para as aplicações de chapa de fuselagem que tem uma resistência mecânica elevada, uma elevada tenacidade e uma elevada resistência à corrosão, compreendendo <sym> em peso, 2,7 a 3,4 <sym> em peso de Cu, 0,8 a 1,4 <sym> em peso de Li, 0,1 a 0,8 <sym> em peso de Ag, 0,2 a 0,6 <sym> de Mg e um elemento, tal como Zr, Mn, Or, Sc, Hf e Ti, ou uma combinação destes, cuja quantidade, em <sym> em peso, é de 0,05 a 0,13 <sym> para Zr, 0,05 a 0,8 <sym> para Mn, 0,05 a 0,3 <sym> para Cr e para Sc, 0,05 a 0,5 <sym> para Hf e de 0,05 a 0,15 <sym> para Ti. A quantidade de Cu e de Li é determinada segundo a fórmula Cu (0<sym> em peso) + 5/3 Li (<sym> em peso) <sym> 5,2.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CHAPA EMALUMÍNIO-COBRE-LÍTIO DE ELEVADA TENACIDADE PARA FUSELAGEM DE AVIÃO".

Domínio da Invenção

A presente invenção refere-se, em geral, aos produtos em ligasde alumínio e, em particular, desses produtos úteis na indústria aeroespaciale apropriados para uma utilização em aplicações de fuselagem.

Estado da Técnica

Na indústria aeronáutica civil atualmente e, em particular, paraaplicações de fuselagem, existe uma forte motivação para reduzir tanto opeso quanto o custo. A fuselagem de um avião de transporte comercial ésubmetida a um conjunto complexo de esforços, dependendo da fase defuncionamento (decolagem, cruzeiro, manobra, aterragem...) e condiçõesambientais (rajadas de vento, ventos de frente,...). Além disso, as diferentespartes da fuselagem são submetidas a esforços diferentes. Apesar dessacomplexidade, é possível distinguir linhas diretrizes maiores de concepçãoque determinam o peso da estrutura, determinadas tendo um impacto sobreo peso total mais considerável que outras.

A título de exemplo, a resistência à compressão e ao cisalha-mento em compressão é uma linha diretriz de concepção extremamente im-portante, já que os painéis de fuselagem os mais pesados sofrem esse tipode esforço. A fim de que um novo material possa permitir uma redução dopeso desses painéis que sofrem esforço em compressão, deve ter um módu-lo de elasticidade elevada, um limite de elasticidade a 0,2 % elevado (pararesistir à chamuscagem) e uma pequena massa volúmica.

A segunda linha diretriz maior é a resistência residual de painéislongitudinalmente (no eixo da fuselagem) fissurados. As regras de certifica-ção aeronáuticas obrigam a consideração da tolerância aos danos na con-cepção, assim como é habitual considerar grandes fissuras longitudinais oucircunferenciais nos painéis de fuselagem, para provar que um certo nível deesforço pode ser aplicado, sem ruptura catastrófica. Uma propriedade co-nhecida dos materiais que governam a concepção é no caso a tenacidadesob esforço plano. Todos os fatores conhecidos de intensidade de esforçocrítico conferem todavia apenas uma vista limitada da tenacidade. O teste decurva R é um meio amplamente reconhecido para caracterizar as proprieda-des de tenacidade. A curva R representa a evolução do fator de intensidadede esforço efetiva crítica para a propagação de fissura em função da exten-são de fissura efetiva, sob um esforço monótono. Ela permite a determina-ção da carga crítica para uma ruptura instável para qualquer configuraçãopertinente a estruturas de aeronave fissuradas. Os valores do fator de inten-sidade de esforço efetivo e da extensão de fissura efetiva são valores defini-dos na norma ASTM E561. O comprimento da curva R-a saber a extensãode fissura máxima da curva-é um parâmetro em si importante para a con-cepção de fuselagem. A análise clássica, geralmente utilizada, dos testesrealizados sobre painéis de fissura central dá um fator de intensidade de es-forço aparente à ruptura (Kapp). Esse valor não varia significativamente emfunção do comprimento da curva R, especialmente quando à inclinação dacurva R é próxima da inclinação da curva ligada ao fator de intensidade deesforço aplicado ao comprimento de fissura (curva aplicada). Todavia, emuma estrutura de elemento estrutural real, tal como um painel que comportaenrijecedores fixados, quando uma fissura progride sob um enrijecedor nãorompido, a curva aplicada cai em razão do efeito de ponte do enrijecedor.Nesse caso, um mínimo local da curva aplicada pode ocorrer para um com-primento de fissura maior que a soma do comprimento de fissura inicial e daextensão de fissura sob uma carga monótona. Nesse caso, maiores esfor-ços, antes da ruptura instável, são permitidos para curvas longas R. Assim éinteressante ter uma curva mais longa R, mesmo para fatores de intensidadede esforço críticos idênticos, tais que são determinados classicamente.

Para produtos que têm propriedades mecânicas idênticas, umamassa volumica inferior é claramente benéfica para o peso de um elementode estrutura. Uma terceira linha diretriz maior é assim a massa volumica domaterial. Além disso, grandes partes da fuselagem não são tão fortementecarregadas e o peso da concepção é limitado por um certo limite geralmentedenominado "espessura mínima". O conceito de espessura mínima corres-ponde à espessura mais estreita utilizável para a fabricação (em particular amanipulação dos painéis) e o reparo (rebite de reparo). A única maneira dereduzir o peso nesse caso consiste em utilizar um material de massa volúmica menor.

Outras linhas diretrizes importantes são a propagação de fissu-ras em fadiga, seja sob esforço de amplitude constante, seja com uma am-plitude variável (em razão de manobras e de rajadas de vento, especialmen-te na direção longitudinal, mas também em torno da asa, em todas as direções).

Atualmente, as fuselagens dos aviões civis são, na maior parte,constituídas de chapa em liga 2024, 2056, 2524, 6013, 6156 ou 7475, colo-cada sobre cada face com uma liga de alumínio pouco carregada em ele-mentos de liga, uma liga 1050 ou 1070, por exemplo. A finalidade da liga derevestimento é de conferir um reservatório à corrosão suficiente. Uma corro-são leve, generalizada ou por injeção é tolerável, mas ela não deve ser pe-netrante, de forma a não atacar a liga de núcleo. Existe uma tendência paratentar utilizar materiais não-colocados para a concepção da fuselagem, demodo a reduzir o custo. A resistência à corrosão, e em particular a corrosãointergranular e a corrosão sob esforço, do painel de fuselagem é assim umaspecto importante de suas propriedades.

Conforme enunciado acima, a única maneira de reduzir o pesoconsiste, em certos casos, em reduzir a massa volúmica dos materiais utili-zados para a construção aeronáutica. As ligas em alumínio-lítio há muitotempo reconhecidas como uma solução eficaz para reduzir o peso em razãoda pouca massa volúmica dessas ligas. Todavia, as diferentes exigênciascitadas acima: módulo de elasticidade elevada, resistência à compressãoelevada, tolerância aos danos elevada e resistência à corrosão elevada, nãoforam satisfeitas simultaneamente pelas ligas alumínio-lítio da técnica ante-rior. Conseguir uma tenacidade elevada com essas ligas se revelou, em par-ticular, ser um problema difícil de resolver. Prasard et al., por exemplo, esta-beleceram recentemente (em Sadhana, vol. 28, partes 1 & 2, fevereiro / abril2003, páginas 209 e 246) que "ligas Al-Li são materiais candidatos de pri-meiro ordem para substituir as ligas em Al tradicionalmente utilizadas. Ape-sar de suas numerosas vantagens de propriedades, uma fraca ductilidadeem tensão e uma tenacidade inadequada, especialmente nas direções atra-vés da espessura, militam contra sua aceitabilidade". Atualmente, as ligasem Al-Li foram limitadas a aplicações militares muito específicas tais comomateriais que têm uma resistência elevada à, elevada temperatura, os mate-riais tendo uma tenacidade melhorada a temperaturas criogênicas para apli-cações aeroespaciais, em certas partes de helicópteros, e peças de fusela-gem de aviões militares.

A patente US 5 032 359 (Martin Marietta) descreve uma famíliade ligas baseada em ligas alumínio-cobre-magnésio-prata às quais o lítio foiacrescentado, em faixas específicas e que apresentam uma resistência ele-vada à temperatura ambiente e à elevada temperatura, uma aptidão à extru-são, um forjabilidade, e boas propriedades de soldabilidade e de resposta aoenvelhecimento natural. Os exemplos descrevem produtos extrudados. Ne-nhuma informação foi fornecida quanto à tenacidade, ao comportamento àfadiga ou à resistência à corrosão. Em um modo de realização preferido, aliga tem por composição de 3,0 a 6,5 % de cobre, de 0,05 a 2,0 % de mag-nésio, de 0,05 a 1,2 % de prata, de 0,2 a 3,1 % de lítio, de 0,05 a 0,5 % deum elemento escolhido dentre o zircônio, o cromo, o manganês, o titânio, oboro, o háfnio, o vanádio, o diboreto de titânio e as misturas destes.

O documento US 5 122 339 (Martin Marietta) é uma continuaçãodo pedido precedente. É descrita, além disso, uma utilização de ligas simila-res como ligas de soldagem ou como ligas soldadas.

O documento US 5 211 910 (Martin Marietta) descreve as ligas àbase de alumínio contendo Cu, Li, Zn, Mg e Ag que possuem propriedadesfavoráveis, como uma massa volúmica relativamente fraca, um módulo ele-vado, combinações resistência mecânica / ductilidade elevadas, uma forteresposta ao envelhecimento natural com e sem martelamento anterior, e ummódulo elevado após revenido com ou sem martelamento anterior. As ligastêm por composição de 1 a 7 % de Cu, de 0,1 a 4 % de Li, de 0,01 a 4 % deZn, de 0,05 a 3 % de Mg, de 0,01 a 2 % de Ag, de 0,01 a 2 % de um elemen-to escolhido dentre Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, B e TiB2, o resto sendo Al con-juntamente com suas impurezas inevitáveis. Essa invenção descreve comoadições de Zn podem ser utilizadas para reduzir o teor em Ag presentes nasligas ensinadas no documento US 5 032 359, de forma a reduzir o custo.

O documento US 5 455 003 (Martin Marietta) descreve um pro-cesso de produção de ligas alumínio-cobre-lítio que apresentam uma resis-tência mecânica e uma tenacidade melhoradas a temperaturas criogênicas.

As propriedades criogênicas melhoradas as atingidas ajustando a composi-ção da liga, conjuntamente com os parâmetros de tratamento, tais como aquantidade de martelamento e o revenido. O produto utilizado para reserva-tórios criogênicos em veículos de lançamento espacial.

O documento US 5 389 165 (Reynolds) descreve uma liga à ba-se de alumínio útil em estruturas de aeronave e aeroespaciais que tem umapequena massa volúmica, uma resistência mecânica elevada e uma elevadatenacidade e que tem por fórmula: CuaLibMgcAgdZreAlbai na qual a, b, c, d, ee bal indicam a quantidade em % em peso de componentes de liga, e na qual:

2,8<a<3,8,

0,80 < b < 1,3, 0,20 < c < 1,00, 0,20 < d < 1,00 e 0,08 < e < 0,40.

De preferência, os componentes cobre e lítio são ajustados, de modo que oteor combinado em cobre em lítio é mantido abaixo do limite de solubilidade,a fim de evitar uma perda da tenacidade durante uma exposição a uma tem-peratura elevada. A relação entre os teores em cobre e em lítio deve tam-bém satisfazer a seguinte relação:

Cu (% em peso) + 1,5 Li (% em peso) < 5,4.

Condições especiais de tração controlada, entre 5 e 11 %, sãoaplicadas. Os exemplos são limitados a uma espessura de 19 mm e um teorem zircônio superior ou igual a 0,13 % em peso.

O documento US 2004 / 0071586 (Alcoa) divulga uma liga Al-Cu-Mg compreendendo de 3 a 5 % em peso de Cu, de 0,5 a 2 % em pesode Mg e de 0,01 a 0,9 % em peso de Li. A partir desse pedido de patente, atenacidade das ligas para as quais um acréscimo de Li compreendido entre0,2 e 0,7 % em peso melhoradas de forma significativa em relação a ligassemelhantes contendo seja não Li, seja uma quantidade de Li mais elevada.

Existe uma necessidade de uma liga em Al-Li de resistência me-cânica elevada, de elevada tenacidade e, em particular, de extensão de fis-sura elevada, antes de um ruptura instável, de resistência a corrosão eleva-da, para aplicações aeronáuticas e, em particular, para aplicações de chapade fuselagem.

Objeto da Invenção

Por essas razões e outras, os presentes inventores chegaram àpresente invenção referente a uma liga de alumínio-cobre-lítio-magnésio-prata, que apresenta uma resistência mecânica elevada, uma elevada tena-cidade e especificamente uma extensão de fissura elevada antes de umaruptura instável de painéis largos pré-fissurados, e uma elevada resistênciaà corrosão.

Um objetivo da presente invenção é um processo de fabricaçãode uma chapa à base de liga de alumínio que tem uma tenacidade e umaresistência mecânica elevadas, no qual:

a) se elabora um banho de metal líquido, compreendendo 2,7 a3,4 % em peso de Cu, 0,8 a 1,4 % em peso de Li, 0,1 a 0,8 % em peso deAg, 0,2 a 0,6 % em peso de Mg e pelo menos um elemento escolhido dentreZr, Mn, Cr, Sc, Hf e Ti, a quantidade desse elemento, se for escolhido, sendode 0,05 a 0,13 % em peso para Zr, 0,05 a 0,8 % em peso para Mn, 0,05 a0,3 % em peso para Cr e para Sc , 0,05 a 0,5 % em peso para Hf e de 0,05 a0,15 % em peso para Ti,

o resto sendo o alumínio e impurezas inevitáveis,com a condição suplementar que a quantidade de Cu e de Li

seja tal que

Cu (% em peso) + 5/3 Li (% em peso) < 5,2;

b) se funde uma placa a partir desse banho de metal líquido;

c) se homogeneiza essa placa a uma temperatura compreendidaentre 490 e 530°C durante um período de 5 a 60 horas;

d) se lamina essa placa em uma chapa que tem uma espessurafinal compreendida entre 0,8 e 12 mm;

e) se coloca em solução e se tempera essa chapa;

f) se traciona de forma controlada essa chapa com uma defor-mação permanente de 1 a 5 %;

g) se realiza um revenido dessa chapa por aquecimento a 140 a170°C durante 5 a 30 horas.

Um outro objeto da invenção é um produto laminado, extrudadoe/ou forjado em liga de alumínio, compreendendo 2,7 a 3,4 % em peso deCu, 0,8 a 1,4 % em peso de Li, 0,1 a 0,8 % em peso de Ag, 0,2 a 0,6 % empeso de Mg e pelo menos um elemento escolhido dentre Zr, Mn, Cr, Sc, Hf eTi, a quantidade desse elemento, se for escolhido, sendo de 0,05 a 0,13 %em peso para Zr, 0,05 a 0,8 % em peso para Mn, 0,05 a 0,3 % em peso paraCr e para Sc, 0,05 a 0,5 % em peso para Hf e de 0,05 a 0,15 % em pesopara Ti, o resto sendo o alumínio e impurezas inevitáveis, com a condiçãosuplementar que a quantidade de Cu e de Li seja tal que:Cu (% em peso) + 5/3 Li (% em peso) < 5,2.Ainda outros objetos da invenção são elementos de estruturas,enrijecedores e painéis de fuselagem obtidos a partir desses produtos lami-nados, extrudados e/ou forjados.

Descrição das Figuras

Figura 1: curva R no sentido T-L (amostra CCT760).Figura 2: curva R no sentido L-T (amostra CCT760).Figura 3: evolução da velocidade de fissuração no sentido T-L,quando a amplitude do fator de intensidade de esforço varia.Figura 4: evolução da velocidade de fissuração no sentido L-T,quando a amplitude do fator de intensidade de esforço varia.Figura 5: curva R no sentido T-L (amostra CCT760) de amos-tras, de acordo com a invenção, tendo sido obtida com diferentes níveis dedeformação por tração.

Descrição Detalhada da Invenção

Salvo menção contrária, todas as indicações referentes à com-posição química das ligas são expressas como uma percentagem em pesobaseada no peso total da liga. A designação das ligas é feita em conformi-dade com as regras de The Aluminium Association, conhecidas do técnico.As definições dos estados metalúrgicos são indicadas na norma européiaEN515.

Salvo menção contrária, as características mecânicas estáticas,em outros termos, a resistência à ruptura Rm, o limite de elasticidade con-vencional a 0,2 % de alongamento Rp0,2 e o alongamento à ruptura A , sãodeterminadas por um teste de tração, segundo a norma EN 10002-1, a reti-rada e o sentido do teste sendo definidos pela norma EN-485-1.

A velocidade de fissuração (da/dN) é determinada segundo anorma ASTM E 647. Uma curva da intensidade de esforço em função daextensão de fissura, conhecida como a curva R, é determinada segundo anorma ASTM E 561. O fator de intensidade de esforço crítico Kc, em outrostermos o fator de intensidade que torna a fissura instável, é calculado a partirda curva R. O fator de intensidade de esforço Kco é também calculado, atri-buindo o comprimento de fissura inicial à carga crítica, no começo da cargamonótona. Esses dois valores são calculados para uma amostra da formarequerida. Kapp representa o fator Kco correspondente à amostra que foi utili-zada para efetuar o teste de curva R. Ketf representa o fator Kc correspon-dente à amostra que foi utilizada para efetuar o teste de curva R. Aaeff(max)representa a extensão de fissura do último ponto válido da curva R. Salvomenção contrária, o tamanho de fissura no fim do estágio de pré-fissura porfadiga é W/3 para amostras do tipo M(T), na qual W é a largura da amostra,tal como definida na norma ASTM E561. É preciso observar que a largura daamostra utilizada em um teste de curva R pode ter uma influência substanci-al sobre a intensidade de esforço medida no teste. As chapas de fuselagemsendo de grandes painéis, os resultados de curva R obtidos sobre amostrassuficientemente largas, tais como amostras que têm uma largura superior ouigual a 400 mm, são julgados os mais significativos para a avaliação da te-nacidade. Por essa razão, as amostras de teste CCT760, que tinham umalargura de 760 mm, foram utilizadas preferencialmente para a avaliação datenacidade. O comprimento da fissura inicial 2ao = 253 mm.A tenacidade foi tb avaliada nos sentidos T-L como auxílio daenergia global à ruptura Eg, segundo o teste Kahn. O esforço Kahn Re (emMPa) é igual à relação da carga máxima Fmax que pode suportar a amostrasobre a seção da amostra (produto da espessura B pela largura W). Re nãopermite avaliar a tenacidade relativa de amostras cujas características me-cânicas estáticas são diferentes. A energia global à ruptura Eg é determinadacomo a área sob a curva Força-Deslocamento até à ruptura da amostra, Eg édiretamente ligada à tenacidade. O teste é descrito no artigo "Kahn-TypeTear Test and Crack Toughness of Aluminum Alloy Sheef, publicado na re-vista Materials Research & Standards, abril de 1964, p. 151-155. A amostrautilizada para o teste de tenacidade Kahn é descrita, por exemplo, no "Me-tals Handboock", 8th Edition, vol. 1, American Society for Metals, pp. 241-242.

Por "chapa", se quer dizer no caso um produto laminado que nãoexcede 12 mm de espessura.

O termo "elemento de estrutura" se refere a um elemento utiliza-do em construção mecânica para o qual as características mecânicas estáti-cas e /ou dinâmicas têm uma importância particular para o desempenho e aintegridade da estrutura, e para o qual um cálculo da estrutura é geralmenteprescrito ou efetuado. Trata-se tipicamente de uma peça mecânica cuja falhaé capaz de colocar em perigo a segurança dessa construção, de seus usuá-rios, ou de outros. Para um avião, esses elementos de estrutura compreen-dem notadamente os elementos que compõem a fuselagem (tais como, orevestimento de fuselagem {fuselage skin em inglês), os enrijecedores ouliças de fuselagem (Stringers), as divisórias estanques (blukheads), as ar-mações de fuselagem (circumferential frames), as asas (tais como, o reves-timento de velame (wing skin), os enrijecedores (stringers ou stiffeners), asnervuras (ribs) e longarinas (spars)) e a empenagem composta notadamentede estabilizadores horizontais e verticais (horizontal or vertical stabilisers),assim como os perfilados de piso (floor beams), os trilhos de bancos (seattracks) e as portas.

A liga alumínio-cobre-lítio-prata-magnésio, segundo um modo derealização da invenção tem de maneira vantajosa a seguinte composição:

Tabela 1:

Faixas de composição de ligas (% em peso, o resto sendo o Al)

<table>table see original document page 11</column></row><table>

A fim de obterem-se os resultados desejados em termos de te-nacidade, pode ser vantajoso obter uma dissolução quase perfeita duranteum tratamento térmico de colocação em solução e também minimizar a de-composição da solução sólida durante a imersão. Os inventores determina-ram que isto pode ser obtido, por exemplo, limitando-se a quantidade totalde Cu e de Li, conforme a seguinte relação entre o cobre e o lítio.

Cu (% em peso) + 5/3 Li (% em peso) < 5,2 e assegurando umavelocidade de resfriamento durante a tempera suficientemente elevada, porexemplo temperando na água fria.

Para as composições preferidas e mais preferidas da tabela 1, arelação entre o cobre e o lítio é, de preferência:

Cu (% em peso) + 5/3 Li (% em peso) < 5.

Pelo menos um elemento, tal como Zr, Mn, Cr, Sc, Hf, Ti ou umacombinação destes é incluído(a) de forma a afinar o grão. As adições depen-dem do elemento: de 0,05 a 0,13 % em, peso (de preferência de 0,09 a 0,13em peso) para Zr, de 0,05 a 0,8 % em peso para Mn, de 0,05 a 0,3 % em pe-so para Cr e Sc, de 0,05 a 0,5 % em peso para Hf e de 0,05 a 0,15 % em pe-so para Ti. Quando vários desses elementos anti-recristalizantes são acres-centados, a soma pode ser limitada pelo aparecimento de fases primárias.

Em uma outra realização vantajosa da invenção, a afinação degrão é realizada, graças ao acréscimo de 0,05 a 0,13 % em peso de Zr, de0,02 a 0,3 % em peso de Sc e opcionalmente de 0,05 a 0,8 % em peso deMn, de 0,05 a 0,3 % em peso de Cr, de 0,05 a 0,5 % em peso de Hf e de0,05 a 0,15 % em peso de Ti.

Em certos casos, e particularmente para as chapas laminadas aquente de espessura compreendida entre 4 e 12 mm, pode ser vantajosolimitar o teor em Mn a 0,05 % em peso, e, de preferência a 0,03 % em peso.Os inventores observaram que, para essas espessuras, a presença de Mntorna mais difícil o controle da estrutura granular e pode afetar, ao mesmotempo, as propriedades mecânicas e a tenacidade.

Fe e Si afetam geralmente as propriedades de tenacidade. Aquantidade de Fe deveria, de preferência, ser limitada a 0,1 % em peso e aquantidade de Si deveria, de preferência, ser limitada a 0,1 % em peso (depreferência, a 0,05 % em peso). Todos os outros elementos deveriam tam-bém, de preferência, ser limitados a 0,1 % em peso (de preferência, a 0,05% em peso).

Os inventores descobriram que, se o teor em cobre for superiora 3,4 % em peso, as propriedades de tenacidade poderão em certos casoscair rapidamente. Para certos modos de realização da invenção, é recomen-dado não ultrapassar um teor em cobre de 3,3 % em peso. De maneira pre-ferida, o teor em cobre é superior a 3,0 % ou mesmo 3,1 % em peso.

Os presentes inventores observaram que os teores em Zr supe-riores a 0,13 % em peso podem, em certos casos, levar a um desempenhode tenacidade inferior. Independentemente, a razão dessa queda de tenaci-dade, os inventores descobriram que o teor em Zr superior conduzia a umaformação de fases primárias AI3Zr. Nesse caso, uma temperatura de fundi-ção elevada pode ser fundida elevada pode ser utilizada, a fim de evitar aformação das fases primárias, mas isto pode levar a menor qualidade dometal líquido, em termos de inclusão e de teor em gás. É por isso que ospresentes inventores consideram que o Zr deveria vantajosamente não ex-ceder 0,13 % em peso.

Os inventores descobriram que se o teor em Li for inferior a 0,8% em peso ou mesmo 0,9 % em peso, a melhoria da resistência mecânicaserá muito pequena. Em certos casos, pode ser vantajoso que o teor em Liseja > 0,9 % em peso. Também, com esses baixos teores em Li, a diminui-ção da densidade da liga será muito pequena. Para um teor em Li superior a1,4 % até mesmo superior a 1,2 % em peso ou mesmo superior a 1,1 % em,peso, a tenacidade é reduzida de forma significativa. Também, esses teoresem Li elevados têm muitas desvantagens ligadas notadamente à estabilida-de térmica, a fundição e ao custo das matérias-primas.

O acréscimo de Ag é uma característica essencial da invenção.Os desempenhos em resistência mecânica e em tenacidade observadospelos inventores não são habitualmente atingidos para ligas que não contêmprata. Os inventores pensam que a prata exerce um papel quando da forma-ção das fases de endurecimento, contendo o cobre, formadas durante o en-velhecimento natural ou artificial e permite em particular a formação de fasesmais finas e uma distribuição mais homogênea dessas fases. O efeito vanta-joso de Ag é observado para um teor desse elemento superior a 0,1 % empeso e preferencialmente superior a 0,2 % em peso. De forma a limitar ocusto associado ao acréscimo de Ag, pode ser vantajoso não exceder 0,5 %em peso ou mesmo 0,4 % em peso.

O acréscimo de Mg melhora a resistência mecânica e diminui adensidade. Uma adição excessiva de Mg teria todavia um efeito nefasto so-bre a tenacidade. Em uma realização vantajosa da invenção, o teor em Mg élimitado a 0,4 % em peso. Os inventores pensam que o acréscimo de Mgpoderia também ter um papel durante a formação das fases contendo cobre.

O banho de metal líquido tendo uma composição, de acordocom a invenção, é em seguida fundido. A presente invenção permite obterum produto laminado, extrudado e/ou forjado, cuja espessura está, de umaforma vantajosa, compreendida entre 0,8 e 12 mm e de preferência entre 2 e12 mm.

De acordo com um modo de realização vantajoso da presenteinvenção, uma liga que tem quantidades ajustadas de elementos de liga éfundida sob a forma de placa. A placa é em seguida homogeneizada a 490 a530°C, durante 5 a 60 horas. Os inventores observaram que as temperatu-ras de homogeneização superiores a 530°C podem tender a reduzir o de-sempenho de tenacidade em certos casos.

Antes da laminação a quente, as placas são aquecidas a 490 a530°C, durante 5 a 30 horas. Uma laminação a quente é feita para se obteruma espessura compreendida entre 4 e 12 mm. Para uma espessura de a-proximadamente 4 mm ou menos, uma etapa de laminação a frio pode seracrescentada, se necessário. A chapa obtida tem uma espessura compre-endida, de preferência, entre 0,8 e 12 mm, e a invenção é mais vantajosapara chapas de 2 a 12 mm de espessura e mesmo 2 a 9 mm e ainda maisvantajosa para chapas de 3 a 7 mm de espessura. As chapas são em segui-da colocadas em solução, por exemplo por tratamento térmico entre 490 e530°C durante 15 minutos a 2 horas, depois temperadas com água à tempe-ratura ambiente ou preferencialmente a água fria.

O produto sofre em seguida uma tração controlada de 1 a 5 % epreferencialmente de 2,5 a 4 %. Esses níveis de martelamento a frio podemtambém ser obtidos por laminação a frio, planagem, forja ou uma combina-ção desses métodos e da tração controlada. De maneira vantajosa, o marte-lamento a frio total, após tempera está compreendido entre 2,5 e 4 %. Emparticular, quando uma operação de planagem é feita entre a tempera e atração controlada e que nenhuma outra deformação a frio é realizada, podeser vantajoso que a deformação por tração controlada esteja compreendidaentre 1,7 e 3,5 %. Os inventores observaram que a tenacidade tende a dimi-nuir, quando a deformação por tração controlada é superior a 5 %. Além dis-so, os resultados de Kahn test, em particular Eg tende a diminuir para defor-mações permanentes superiores a 5 %. É dessa forma recomendado nãoultrapassar uma deformação permanente de 5 %. Por outro lado, se a traçãofor superior a 5 %, poderão ser encontradas dificuldades industriais, tais co-mo uma utilização elevada assim como dificuldades de enformação, o queaumentaria o custo do produto.

Um revenido é realizado a uma temperatura compreendida entre140 e 170°C durante 5 a 30 horas, o que permite conseguir um estado T8.Em certos casos e, em particular, para as composições preferidas e maispreferidas da tabela 1 o revenido é mais preferencialmente realizado, entre140 e 155°C durante 10 a 30 horas. Temperaturas de revenido baixas favo-recem geralmente uma elevada tenacidade. Em um modo de realização dapresente invenção, a etapa de revenido é dividido em duas etapas: uma eta-pa de pré-revenido anterior a uma operação de soldagem, e um tratamentotérmico final de um elemento de estrutura soldado. No âmbito da presenteinvenção, uma soldagem por atrito-malaxagem é um técnica de soldagempreferida.

As chapas, de acordo com a invenção, têm propriedades vanta-josas para microestruturas recristalizadas, não recristalizadas ou mistas (istoé, compreendendo zonas recristalizadas e zonas não recristalizadas). Emcertos casos, os inventores observaram que podia ser vantajoso evitar asmicroestruturas mistas: para as chapas cuja espessura está compreendidaentre 4 e 12 mm, pode ser vantajosos que a microestrutura seja completa-mente não recristalizada.

As características das chapas obtidas, de acordo com a inven-ção, estão no estado T8:

- o limite de elasticidade convencional Rpo,2 no sentido L é, depreferência, de pelo menos 440 MPa, preferencialmente de pelo menos 450MPa ou mesmo de pelo menos 460 MPa;

- a resistência à ruptura Rm no sentido L é, de preferência, depelo menos 470 MPa preferencialmente de pelo menos 480 MPa ou mesmode pelo menos 490 MPa;

- as propriedades de tenacidade utilizando amostras CCT760(com 2ao = 253 mm) são tais como:

Kapp na direção T-L é, de preferência, de pelo menos 110 MPaVm e preferencialmente de pelo menos 130 MPaVm ou mesmo de pelo me-nos 140 MPa Vm;

Kapp na direção L-T é de pelo menos 150 MPaVm e preferenci-almente de pelo menos 170 MPaVm ;

Ketf na direção T-L é de pelo menos 130 MPaVm e preferencial-mente de pelo menos 150 MPaVm ;

Keft na direção L-T é de pelo menos 170 MPaVm ou mesmo depelo menos 190 MPaVm e preferencialmente de pelo menos 230 MPaVm ;

Aaeff(max), a extensão de fissura do último ponto válido da curva Rna direção T-L é de preferência de pelo menos 30 mm e preferencialmentede pelo menos 40 mm;

Aaeff(max). a extensão de fissura do último ponto válido da curva Rna direção L-T é de preferência de pelo menos 50 mm.

A enformação da chapa da invenção pode vantajosamente serfeita por encaixe profundo, estiramento, fluotorneamento, rodagem ou dobra,essas técnicas sendo conhecidas do técnico.

Na ligação de peças estruturais, todas as técnicas conhecidas epossíveis de rebitamento e de soldagem apropriadas para ligas em alumíniopodem ser utilizadas, se desejado. Essa chapa pode ser fixada em enrijece-dores ou armações, por exemplo por rebitamento ou soldagem. Os invento-res descobriram que se a soldagem for escolhida, pode ser preferível aplicartécnicas de soldagem à baixa temperatura, que ajudam a garantir que a zo-na afetada termicamente seja tão pequena quanto possível. Em relação aisso, a soldagem a laser e a soldagem por atrito-malaxagem dão freqüente-mente resultados particularmente satisfatórios. No âmbito da invenção, asoldagem por atrito-malaxagem é o método de soldagem preferido. As juntassoldadas, de acordo com a invenção, obtidas vantajosamente por soldagempor atrito-malaxagem têm um coeficiente de eficácia da junta superior a 70% e, de preferência, superior a 75 %. Esse resultado vantajoso é obtido queo revenido seja praticado antes ou depois a operação de soldagem.

Um elemento de estrutura, formado de pelo menos um produto,de acordo com a invenção, em particular de uma chapa, de acordo com ainvenção, e de enrijecedores ou de armações, esses enrijecedores ou arma-ções sendo de preferência constituídos de perfilados extrudados, pode serutilizado em particular para a fabricação de painéis de fuselagem de aerona-ves, da mesma forma que qualquer outra utilização na qual as propriedadespoderiam ser vantajosas.

De acordo com a invenção, elementos de estruturas, enrijecedo-res, e/ou painéis de fuselagem, podem ser fabricados a partir de produtoslaminados, extrudados e/ou forjados obtidos. Os inventores descobriram quea chapa da invenção tem propriedades mecânicas estáticas particularmentefavoráveis e uma elevada tenacidade. Para produtos conhecidos, as chapasde elevada tenacidade têm geralmente pequenos limites de elasticidade eresistência à ruptura. Para a chapa da invenção, as propriedades mecânicaselevadas favorecem uma aplicação industrial para partes estruturais de ae-ronave, o limite de elasticidade e a resistência à ruptura dessa chapa sendocaracterísticas que são diretamente consideradas para o cálculo de elemen-tos de estrutura e, em particular, de painéis de fuselagem, compreendendochapas e/ou enrijecedores, de acordo com a invenção, mostraram uma pos-sibilidade de redução de peso em relação a elementos de estrutura de pro-priedades comparáveis compreendendo apenas chapas da técnica anteriorem liga 2024, 2056, 2098, 7475 ou 6156. Essas reduções de peso são, emgeral, de 1 a 10 % e, em certos casos, reduções de peso mesmo superiorespodem ser alcançadas.

A título de exemplo, em uma peça de forma e dimensões deter-minadas, a simples substituição da liga 2024 por uma liga, de acordo com ainvenção, sem redimensionar o elemento de estrutura, em função da melho-ria das características mecânicas, pode permitir uma redução de peso daordem de 3 a 3,5 %.

As características mecânicas elevadas das ligas, de acordo coma invenção, permitem desenvolver produtos de uma dimensão e forma maisleve ainda o que permite atingir ou mesmo ultrapassar uma redução de pesode 10%.

A chapa da invenção não induz geralmente nenhum problemaparticular durante operações posteriores de tratamento de superfície classi-camente utilizadas em construção aeronáutica.

A resistência à corrosão intergranular da chapa da invenção égeralmente elevada; a título de exemplo, detectam-se em geral picotes,quando o metal é submetido a um teste de corrosão. Em um modo de reali-zação preferido da invenção, a chapa da invenção pode ser utilizada semcolocação.

Esses aspectos, assim como outros da invenção são explicadosmais detalhadamente com o auxílio do seguinte exemplo ilustrativo e nãolimitador.Exemplos

Exemplo 1

Em relação com a presente invenção, vários materiais conheci-dos são apresentados para fins de comparação (referências A a E). Elescompreendem, respectivamente, as ligas 2024, 2056, 7475, 6156 e 2098. Osexemplos da invenção são marcados com F a I. A composição química dasdiversas ligas testadas é fornecida na tabela 2.

Tabela 2: Composição química (% em peso)

<table>table see original document page 18</column></row><table>

A massa volúmica das diferentes ligas testadas é apresentadana tabela 3. As amostras F a I apresentam a menor massa volúmica dos di-ferentes materiais testados.

Tabela 3: massa volúmica das ligas testadas.

<table>table see original document page 18</column></row><table>

O processo utilizado para a fabricação das amostras de referênciaA a D é o processo industrial clássico, essa amostras de referência foram colo-cadas. Os estados metalúrgicos finais para A, B, C e D eram, respectivamente,T3m T3, T76 e T6, segundo a norma EN573. O processo aplicado para fabri-car as amostras E e F é apresentado na tabela 4. Em certos casos, uma etapade aplainamento foi feita entre a tempera e a tração controlada. Para fins decomparação, as amostras E não foram transformadas com suas condições asmais habituais, que compreendem uma operação de tração controlada comum alongamento entre 5 e 10 %. A amostra E#3 sofreu um tratamento de re-cozimento antes da colocação em solução para fins de melhoria da tenacida-de. O processo particular realizado pela amostra E#3, incluindo uma etapa su-plementar, não seria favorável para uma aproximadamente industrial, em ra-zão do aumento de custo ligado a essa etapa. Para as outras amostras fabri-cadas com a liga E, nenhuma etapa de recozimento foi realizada.

Tabela 4: condições das etapas consecutivas de transformação

<table>table see original document page 19</column></row><table>Para as referências G, H, I e J, a seleção precisa de composiçãopermite uma dissolução completa, permanecendo a uma temperatura decolocação em solução significativamente inferior ao solidus.

Após revenido, foram cortadas as amostras nas dimensõs dese-jadas. A tabela 5 fornece a referência das diferentes amostras e de suas di-mensões.

Tabela 5: dimensões finais das amostras

<table>table see original document page 20</column></row><table>

As amostras foram testadas para determinar suas propriedadesmecânicas estáticas da mesma forma que sal tenacidade. O limite de elasti-cidade Rp0,2, a resistência à ruptura Rm, e o alongamento à ruptura (A) sãofornecidos na tabela 6.Tabela 6: Propriedades mecânicas das amostras

<table>table see original document page 21</column></row><table>

As propriedades mecânicas estáticas das amostras, de acordocom a invenção, são muito elevadas comparadas com a liga clássica da fai-xa 2XXX tolerantes aos danos, e da mesma ordem de grandeza que a a-mostra 7475 T76 referenciada com C. A resistência mecânica das amostras,de acordo com a invenção, é ligeiramente inferior à resistência mecânica daliga de referência E. Os inventores consideram que o teor em cobre inferior eo teor em zircônio inferior das amostras, de acordo com a invenção, influen-ciam ligeiramente sua resistência mecânica.

As curvas R de certas amostras, de acordo com a invenção, edas amostras E de referência são fornecidas nas figuras 1 e 2, para as dire-ções T-L e L-T, respectivamente. A figura 1 mostra claramente que a exten-são de fissura do último ponto válido da curva R (Aaeff<max)) é muito maiorpara as amostras da invenção do que para a amostra E#1, E#3, E#31 e E#4.Esse parâmetro é pelo menos tão crítico quanto os valores Kapp, devido aofato de, conforme explicado na descrição da técnica anterior, o comprimentoda curva R é um parâmetro importante para a concepção da fuselagem. Afigura 2 mostra a mesma tendência, embora a direção L-T dê intrinsecamen-te um melhor resultado. A curva R da amostra F#3 não pôde ser medida nadireção L-T, pois a carga máxima da máquina foi atingida. A tabela 7 resumeos resultados dos testes de tenacidade. Para as chapas, de acordo com ainvenção, o valor de Kapp no sentido T-L é superior a 110 MPaVm, e mesmosuperior a 130 MPaVm, enquanto que para as amostras E em liga 2098 dereferência o valor de KaPP no sentido T-L é inferior a 110 MPaVm à parte paraa amostra E#3 que sofreu uma etapa especial de recozimento, antes colo-cada em solução.

Tabela 7: resultados dos testes de tenacidade

<table>table see original document page 22</column></row><table>

Os resultados oriundos da curva R são agrupados na tabela 8. Aextensão de fissura do último ponto válido da curva R é superior para asamostras da invenção do que para as amostras de referência. Assim, nosentido T-L, todas as amostras, de acordo com a invenção, atingem umaextensão de fissura de pelo menos 30 mm e mesmo de pelo menos 40 mm,enquanto que a extensão máxima de fissura é inferior a 40 mm para as a-mostras de referência. Os inventores consideram que várias razões podemser propostas para explicar esse desempenho, como o mais baixo teor emCu, e/ou o menor teor em Zr.

Tabela 8: dados de resumo da curva R.

<table>table see original document page 23</column></row><table>

As figuras 3 e 4 mostram a evolução da velocidade de fissuraçãoda/dN (em mm/ciclo) na orientação T-L e L-T, respectivamente, para diferen-tes níveis de fator de intensidade de esforço (AK). A largura da amostra erade 400 mm (amostra CCT 400) e R = 0,1. Não se observa diferença maiorentre as amostras E e F. A velocidade de fissuração da amostra F está namesma faixa que naquela tipicamente obtida para a liga 2056 (Amostra B) einferior àquela obtida para a liga 6156 (Amostra D).

A resistência à corrosão intergranular foi testada, segundo anorma ASTM G110. Para todas as amostras, de acordo com a invenção, nãose detectou nenhuma corrosão intergranular. Nenhuma corrosão intergranu-lar não foi também detectada sobre as amostras em liga 2098 de referência(E#1 a E#4). Para a amostra B (para a qual se retirara a colocação), obser-vou-se uma corrosão intergranular com uma profundidade média de 120 ume para a amostra D (para a qual se retirara a colocação), observou-se umacorrosão inter granular com uma profundidade média de 180 um. A resistên-cia à corrosão intergranular era assim muito elevada para as amostras, deacordo com a invenção.

Exemplo 2

Nesse exemplo, a influência da taxa de deformação por traçãofoi estudada sobre amostras na escala do laboratório. Seis amostras prove-nientes da fundição H e transformadas em chapas de espessura 5 mm, se-gundo as condições descritas na tabela 4 foram deformadas por tração con-trolada com uma taxa de deformação permanente compreendido entre 1 e 5%, depois sofreram um revenido de 18 horas a 155°C. As amostras foramtestadas para determinar suas propriedades mecânicas estáticas da mesmaforma que sua tenacidade. O limite de elasticidade Rp0,2> a resistência à rup-tura Rm, e o alongamento à ruptura (A) são fornecidos na tabela 9.

Tabela 9: Propriedades mecânicas das amostras laboratório tendo diferentestaxas de deformação permanente

<table>table see original document page 24</column></row><table>As características mecânicas estáticas aumentam com a taxa dedeformação permanente, quando da tração controlada. O essencial do au-mento é atingido para uma taxa de deformação permanente de 3 %. Assim,o aumento de Rm(L) é de 7 % para um aumento da taxa de deformaçãopermanente de 1 a 3 % , enquanto que ela é somente de 3 % para um au-mento de 4 a 6 %. A tenacidade foi avaliada pelo método dito Kahn test, osresultados são dados na tabela 10.

Tabela 10: Resultados do Kahn test feito sobre as amostras laboratório ten-do diferentes taxas de deformação permanente.

<table>table see original document page 25</column></row><table>

A relação entre a energia global à ruptura Eg e a tenacidade édireta embora os valores de Eg não podem ser utilizados para pré-dizer osresultados da curva R de amostras largas em razão das geometrias diferen-tes dos testes. Pode-se observar que Eg diminui lentamente até uma defor-mação permanente de 5 % e diminui de forma mais brutal para uma defor-mação permanente de 6 %.

Exemplo 3

Nesse exemplo, a influência da taxa de deformação permanenteobtida por tração controlada foi estudada sobre amostras industriais. Duasamostras oriundas da fundição J e transformadas em chapas de espessurade 5 mm, segundo as condições indicadas na tabela 4 foram aplainadas esofreram uma tração controlada com uma taxa de deformação permanentede 1,8 % e 3,4 %. As amostras foram testadas para determinar suas propri-edades mecânicas estáticas da mesma forma que sua tenacidade. O limitede elasticidade Rpo,2, a resistência à ruptura Rm, e o alongamento à ruptura(A) são fornecidos na tabela 11.

Tabela 11: propriedades mecânicas das amostras industriais que têm dife-rentes taxas de deformação permanente

<table>table see original document page 26</column></row><table>

As curvas R obtidas para as duas amostras na direção T-L sãoapresentadas na figura 5. A tabela 12 resume os resultados das curvas R. Aamostra que sofreu uma deformação permanente de 1,8 % apresenta umaresistência mecânica mais fraca do que a amostra que sofreu uma deforma-ção permanente de 3,4 %. Por outro lado, uma tenacidade muito elevada foiobservada para as duas amostras.

Tabela 12: Resultados dos testes de tenacidade feitos sobre as amostrasindustriais que têm diferentes taxas de deformação permanente.

<table>table see original document page 26</column></row><table>

Exemplo 4

Nesse exemplo, a resistência mecânica de juntas soldadas entrechapas da invenção ou entre chapas de referência foi avaliada. Chapas deespessura de 3,2 mm proveniente das fundições D (6156), E e I foram sol-dadas por soldagem por atrito-malaxagem. A soldagem foi feita sobre umamáquina MTS ISTIR ®. Os parâmetros de soldagem foram escolhidos combase em testes feitos quando de um estudo preliminar. A seleção dos parâ-metros foi feita em função dos resultados de observações microestruturais ede testes de dobra. Para as chapas provenientes das fundições E e I, as li-gações foram feitas com uma velocidade de rotação do ferramenta de 800rpm (rotações por minuto) e uma velocidade de soldagem de 300 mm/min.Para chapas provenientes da fundição D, as ligações foram feitas com umavelocidade de rotação da ferramenta de 510 rpm (rotações por minuto) euma velocidade de soldagem de 900 mm/min.

O revenido foi feito seja antes, seja após a ligação por soldagempor atrito-malaxagem. Os resultados são dados na tabela 13. O desempenhodas juntas soldadas obtidas com as chapas, de acordo com a invenção, foiparticularmente satisfatório por dois aspectos. Em primeiro lugar, o coeficien-te de eficácia da junta, que é a relação entre a resistência à ruptura da juntasoldada e aquela da chapa não soldada, é superior a 70 % e mesmo superi-or a 75 % para as chapas da invenção. Esse coeficiente atinge mesmo 80 %em certos casos. Esse resultado é melhor do que aquele obtido com chapasprovenientes da fundição E. Em segundo lugar, os resultados são pouco in-fluenciados pela posição da etapa de revenido (antes ou depois da solda-gem), o que permite um processo flexível. Ao contrário, para as chapas obti-das a partir da fundição D(6156), observa-se uma influência importante daposição da etapa de revenido.

Tabela 13: propriedades mecânicas das juntas soldadas.

<table>table see original document page 27</column></row><table>Exemplo 5

Nesse exemplo, a influência do teor em Zr e Mn sobre as carac-terísticas mecânicas estáticas e a tenacidade foi avaliada.

Duas ligas foram fundidas e transformadas em chapas de es-

pessura 6 mm, segundo as condições indicadas para as amostras G, H e Ida tabela 4. As composições dessas ligações são dadas na tabela 14.

Tabela 14: Composição química (% em peso) das ligas contendo Mn

<table>table see original document page 28</column></row><table>

As amostras foram testadas para determinar suas propriedadesmecânicas estáticas da mesma forma que sua tenacidade. O limite de elasti-cidade Rpo,2 , a resistência à ruptura Rm, e o alongamento à ruptura (A) sãofornecidos na tabela 15 e os resultados dos testes de tenacidade na tabela 16.

Tabela 15: propriedades mecânicas das amostras provenientes de ligas con-tendo Mn

<table>table see original document page 28</column></row><table>

Tabela 16: Resultados dos testes de tenacidade para as ligas contendo Mn

<table>table see original document page 28</column></row><table>

As amostras L e M atingem as características mecânicas, deacordo com a invenção, no estado T8. Por outro lado, os desempenhos emresistência mecânica estática e em tenacidade são piores para a amostra L,que contém Mn e um baixo teor em Zr, do que para os outros exemplos, deacordo com a invenção. Os inventores pensam que o pior desempenho daamostra L está ligado a uma microestrutura menos favorável, caracterizada,em particular, pela presença de zonas recristalizadas e de zonas não recris-talizadas (microestrutura mista).

Claims

1. Processo de fabricação de uma chapa à base de liga de alu-mínio, tendo uma tenacidade e uma resistência mecânica elevadas, no qual:a) se elabora um banho de metai líquido, compreendendo 2,7 a-3,4 % em peso de Cu, 0,8 a 1,4 % em peso de Li, 0,1 a 0,8 % em peso deAg, 0,2 a 0,6 % em peso de Mg e pelo menos um elemento escolhido dentreZr, Mn, Cr, Sc, Hf e Ti, a quantidade desse elemento, se for escolhido, sendode 0,05 a 0,13 % em peso para Zr, 0,05 a 0,8 % em peso para Mn, 0,05 a-0,3 % em peso para Cr e para Sc , 0,05 a 0,5 % em peso para Hf e de 0,05 a-0,15 % em peso para Ti,o resto sendo o alumínio e impurezas inevitáveis,com a condição suplementar que a quantidade de Cu e de Liseja tal queCu (% em peso) + 5/3 Li (% em peso) < 5,2;b) se funde uma placa a partir desse banho de metal líquido;c) se homogeneiza essa placa a uma temperatura compreendidaentre 490 e 530°C durante um período de 5 a 60 horas;d) se lamina essa placa em uma chapa que tem uma espessurafinal compreendida entre 0,8 e 12 mm;e) se coloca em solução e se tempera essa chapa;f) se traciona de forma controlada essa chapa com uma defor-mação permanente de 1 a 5 %;g) se realiza um revenido dessa chapa por aquecimento a 140 a-170°C durante 5 a 30 horas.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, no qual essa es-pessura final está compreendida entre 2 e 12 mm.

3. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1ou 2, no qual o teor em cobre desse banho de metal líquido está compreen-dida entre 3,0 e 3,4 % em peso.

4. Processo de acordo com a reivindicação 3, no qual o teor emcobre desse banho de metal líquido está compreendido entre 3,1 e 3,3 % empeso.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-4, no qual o teor em lítio desse banho de metal líquido está compreendidoentre 0,8 e 1,2 % em peso.

6. Processo de acordo com a reivindicação 5, no qual o teor említio desse banho de metal líquido está compreendido entre 0,9 e 1,1 % em peso.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-6, no qual o teor em prata desse banho de metal líquido está compreendidoentre 0,2 e 0,5 % em peso.

8. Processo de acordo com a reivindicação 7, no qual o teor emprata desse banho de metal líquido está compreendida entre 0,2 e 0,4 em peso.

9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-8, no qual o teor em magnésio desse banho de metal líquido é inferior a 0,4% em peso.

10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 9, no qual o teor em zircônio desse banho de metal líquido está compreen-dido entre 0,05 e 0,13 % em peso e o teor em escândio está compreendidoentre 0,02 e 0,3 % em peso.

11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1A 10, no qual o teor em zircônio desse banho de metal líquido está compre-endido entre 0,09 e 0,13 % em peso.

12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 11, no qual o teor em manganês desse banho de metal líquido é inferior a 0,05 % em peso.

13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 12, no qual o martelamento a frio total após tempera está compreendidoentre 2,5 e 4 %.

14. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 13, no qual essa deformação permanente obtida por tração controlada estácompreendida entre 2,5 e 4 %.

15. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 14, no qual esse revenido é realizado por aquecimento a 140-155°C, du-rante 10 a 30 horas.

16. Processo de fabricação de uma chapa de acordo com a rei-vindicação 1, no qual:a) se elabora um banho de metal líquido, compreendendo 3,0 a 3,4 % em peso de Cu, 0,8 a 1,2 % em peso de Li, 0,2 a 0,5 % em peso deAg, 0,2 a 0,6 % em peso de Mg e pelo menos um elemento escolhido dentreZr, Mn, Cr, Sc, Hf e Ti, a quantidade desse elemento, se for escolhido, sendode 0,09 a 0,13 % em peso para Zr, 0,05 a 0,8 % em peso para Mn, 0,05 a 0,3 % em peso para Cr e para Sc , 0,05 a 0,5 % em peso para Hf e de 0,05 a 0,15 % em peso para Ti,o resto sendo o alumínio e impurezas inevitáveis,com a condição suplementar que a quantidade de Cu e de Liseja tal queCu (% em peso) + 5/3 Li (% em peso) < 5,0;b) se funde uma placa a partir desse banho de metal líquido;c) se homogeneiza essa placa a uma temperatura compreendidaentre 490 e 530°C durante um período de 5 a 60 horas;d) se lamina essa placa em uma chapa que tem uma espessurafinal compreendida entre 2 e 9 mm;e) se coloca em solução essa chapa a uma temperatura com-preendida entre 490 e 530°C, por um período de 15 min a 2 horas, e se tem-pera essa chapa;f) se traciona de forma controlada essa chapa com uma defor-mação permanente de 2,5 a 4 %;g) se realiza um revenido dessa chapa por aquecimento a 140 a 155°C durante 10 a 30 horas.

17. Produto laminado, extrudado e/ou forjado em liga de alumí-nio, compreendendo 2,7 a 3,4 % em peso de Cu, 0,8 a 1,4 % em peso de Li, 0,1 a 0,8 % em peso de Ag, 0,2 a 0,6 % em peso de Mg e pelo menos umelemento escolhido dentre Zr, Mn, Cr, Sc, Hf e Ti, a quantidade desse ele-mento, se for escolhido, sendo de 0,05 a 0,13 % em peso para Zr, 0,05 a 0,8% em peso para Mn, 0,05 a 0,3 % em peso para Cr e para Sc, 0,05 a 0,5 %em peso para Hf e de 0,05 a 0,15 % em peso para Ti,o resto sendo o alumínio e impurezas inevitáveis,com a condição suplementar que a quantidade de Cu e de Liseja tal que:Cu (% em peso) + 5/3 Li (% em peso) < 5,2.

18. Produto laminado, extrudado e/ou forjado, de acordo com areivindicação 17, tendo uma espessura compreendida entre 0,8 e 12 mm e,de preferência, entre 2 e 12 mm.

19. Produto de acordo com a reivindicação 17, ou a reivindica-ção 18, no qual o teor em Cu é superior a 3,0 % em peso, o teor em Li é in-ferior a 1,2 % em peso, o teor em Ag está compreendido entre 0,2 e 0,5 %em peso, o teor em Zr, se for escolhido, é superior a 0,09 % em peso, e noqual a quantidade de Cu e de Li seja tal que Cu (% em peso) + 5/3 Li (% empeso) < 5,0.

20. Chapa em liga de alumínio produzida pelo processo, comodefinido em qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fatode, no estado T8:(a) seu limite de elasticidade convencional medida a 0,2 % dealongamento no sentido L ser de pelo menos 440 MPa e(b) sua tenacidade Kapp, medida sobre amostras de tipo CCT760(com 2ao = 253 mm), ser de pelo menos 110 MPaVm no sentido T-L; e(c) sua extensão de fissura Aaeff(max) do último ponto válido dacurva R na direção T-L ser de pelo menos 30 mm.

21. Chapa em liga de alumínio produzida pelo processo, comodefinido em qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fatode no estado T8:(a) seu limite de elasticidade convencional medida a 0,2 % dealongamento no sentido L ser de pelo menos 460 MPa, e(b) sua tenacidade Kapp , medida sobre amostras de tipo CCT760(com 2ao = 253 mm), ser de pelo menos 130 MPaVm no sentido T-L; e(c) sua extensão de fissura Aaeff(max) do último ponto válido dacurva R na direção T-L ser de pelo menos 40 mm.

22. Elemento de estrutura, incorporando pelo menos um produtocomo definido em qualquer uma das reivindicações 17 a 21 ou fabricado apartir desse produto.

23. Elemento de estrutura, de acordo com a reivindicação 22,caracterizado pelo fato de se tratar de um painel de fuselagem de aeronave.

24. Elemento de estrutura, de acordo com a reivindicação 22,quando dependente das reivindicações 17 a 19, caracterizado pelo fato dese tratar de um enrijecedor.

25. Elemento de estrutura de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 22 a 24, compreendendo uma construção soldada na qual o co-eficiente de eficácia da junta é superior a 70 %.

26. Elemento de estrutura de acordo com a reivindicação 25, noqual essa construção soldada é soldada por soldagem por atrito malaxagem.

27. Painel de fuselagem de acordo com a reivindicação 23, cujopeso é de 1 a 10 % inferior ao peso de um painel fuselagem de propriedadecomparável, cujas chapas são em uma liga selecionada no grupo formadopelas ligas 2024, 2056, 2098, 7475 e 6156.

28. Elemento de estrutura de acordo com a reivindicação 22,cujo peso é de 1 a 10 % inferior ao peso de um elemento de estrutura depropriedade comparável cujas chapas são em uma liga selecionada no gru-po formado pelas ligas 2024, 2056, 2098, 7475 e 6156.