PT96582B - Processo para a preparacao de ligas metalicas a base de aluminio com uma resistencia mecanica ultra-alta - Google Patents

Description

A presente invenção refere-se ao processo para a preparação de ligas à base de alumínio que contêm Cu, Li, Zn, Mg e Ag que possuem propriedades excelentes, tais como densidade relativamente pequena, elevado módulo, boa combinação de elevada resistência à tracção/ductilibilade, intensa resposta ao envelhecimento natural e sem necessidade de serem submetidas a trabalho a frio e elevada resistência à i tracção quando envelhecidas artificialmente com e sem trabalho a frio prévio. Além disso, as ligas possuem uma boa soldabilidade, resistência à corrosão, boas propriedades criogénicas e boas propriedades a alta temperatura. As ligas podem compreender entre cerca de 1 e cerca de 7 por cento em

peso	de	Cu,	entre	cerca	de	0,1	e cerca de 4 por	cento	em
peso	de	Li,	entre	cerca	de	0,01	e cerca de 4 por	cento	1 em ί
peso	de	Zn,	entre	cerca	de	0,05	e cerca de 3 por	cento	em ί
peso	de	Mg,	entre	cerca	de	0,01	e cerca de 2 por	cento	em
peso	de	Ag,	entre	cerca	de	0,01	e cerca de 2 por	cento	em
peso	de	um	agente	de refinação	dos grãos escolhido de Zr,
Cr,	Mu,	Ti	, Hf,	V, Nb,	B	e TiB? e a parte restante	e
constituída	por	Al e	eventuais impurezas.	As ligas

preferidas compreendem cerca de 3,0-6,5 por cento em peso de Cu, cerca de 0,5-2,6 por cento em peso de Li, cerca de 0,052 por cento em peso de Zn, cerca de 0,1-1,5 por cento em peso de Mg, cerca de 0,05-1 por cento em peso de Ag, cerca de 0,05-0,5 por cento em peso de um agente para a refinação dos grãos e o restante Al e eventuais impurezas. Nas presentes ligas, podem-se utilizar ainda outros elementos adicionais escolhidos de Ge, Sn, Cd, In, Be, Sr, Sc, Y e Ca em adição ao Zn ou em vez do Zn.

I

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente Invenção refere-se a ligas metálicas à base de alumínio, que compreendem cobre, lítio, magnésio, prata e pelo menos um elemento seleccionado de zinco, germânio, estanho, cádmio, índio, berílio, estrôncio e cálcio, as quais se caracterizam por uma ánica combinação de propriedades físicas e mecânicas, Especificamente, as ligae metálicas da presente invenção possuem propriedades excelentes, tais como uma elevada resistência à tracção quando envelhecidas artificialmente com ou sem trabalho a frio, intensa resposta ao envelhecimento natural com ou sem trabalho a frio prévio, uma boa combinação de elevada resistência à tracção/ductilidade, pequena densidade e um elevado módulo. Além disso, as ligas possuem uma boa resistência à corrosão, uma boa soldabilidade, boas propriedades criogénicas e boas propriedades a alta temperatura. Estas ligas são particularmente adequadas para aplicações aeroespaciais aeronáuticas, blindagem e veículos blindados, em que é importante uma elevada resistência & tracção específica (resistência dividida pela massa específica e é átil uma boa res-; posta ao envelhecimento natural, devido à impossibilidade, em i muitos casos, de se realizar um tratamento térmico completo. Além disso, a soldabilidade das presente ligas permite, que estas sejam usadas em estruturas que são unidas por soldadura.

ENQUADRAMENTO GERAL DA INVENÇÃO

As excelentes propriedades do alumínio e das suas ligas, tais como baixo custo, baixa densidade, resistência à corrosão e facilidade de fabricação, são bem conhecidas.

Um meio importante para elevar a resistência mecânica de al-

gumas ligas de alumínio é o tratamento térmico. Convencionalmente, e;.,pregam-se três operações básicas no tratamento térmico das ligas à base de alumínio: (1) tratamento térmico de dissolução; (2) a têmpera e (3) envelhecimento. Além disso, recorre-se, muitas vezes, a uma operação de trabalho a frio, anterior ao envelhecimento. 0 tratamento térmico de dissolução consiste em imergir a liga a uma temperatura euficientemente elevada e durante um intervalo de tempo bastante longo a fim de se conseguir uma solução sólida quase homogénea dos elementoe que formam o precipitado no alumínio. 0 objectivo é introduzir na forma de solução sólida, as quantidades máximas possíveis de elementos soláveis, que provocas o endurecimento. A têmpera envolve o arrefecimento rápido da solução sólida, que se fornou durante o tratamento térmico de dissolução, a fim de proauzir uma solução sólida super-saturada à temperatura ambiente. A operação de envelhecimento envolve a formação de precipitados que reforçam a resistência à traeção, a partir da solução sólido eupersaturadas por arrefecimento rápido. Os prejcipitados podem-se formar, usando técnicas de envelhecimento natural (temperatura ambiente) ou envelhecimento artificial (alta temperatura). No envelhecimento natural, a liga temperada é mantida à temperatura compreendidas entre -20 a +5O⁹C, tipicamente à temperatura ambiente, durante períodos de tempo relativamente longos.

Para certas composições de ligas, o endurecimento por precipitação, que reeulta apenas do envelhecimento natural, produz propriedades físicas e mecânicas áteis. Ho envelhecimento artificial, a liga temperada é mantida a uma temperatura tipicamente compreendida entre 100 a 200⁹C durante períodos de tempo aproximados ue 5 a 48 horas, tipicamente, para se efectuar o endurecimento por precipitação.

A extensão a q-e a resistência mecânica das ligas de Ál pode »

ser aumentada por tratamento térmico está relacionada com o tipo e quantidade de aditivos das ligas usados. A adição de cobre às ligas de alumínio, até um certo ponto, aumenta a resistência mecânica e em alguns casos favorece a soldabilidade A posterior adição de magnésio às ligas de Al-Cu pode aumenta^ a resistência à corrosão, intensificar a resposta ao envelhecimento natural sem trabalho a frio prévio, e aumentar a resistência mecânica. Contudo, a níveis de ng relativamente baixos, isto é, 1,5 por cento» a soldabilidade dimlnae.

Uma liga de alumínio produzida comercialmente que contém tantc cobre como magnésio é a liga n⁵, 2024 registada da Aluminum Association, que tem a composição nominal Al-4,4Cu - 1,5 Mg - 0,6 Mn. A liga n^e. 2024 é uma liga muito usada com elevada resistência à tracção, uma boa tenacidade, boaB propriedades a alta temperatura e uma boa resposta do envelhecimento natural. Contudo, a sua resistência à corrosão é limitada para algumas têmperas, não proporciona uma resistência mecânica ultrí.-alta nem uma resposta ao envelhecimento natural excepcíonalmente forte obtidas com as ligas da presente invenção, e é minimamente soldável. De facto, as ligações soldadas da liga n². 2024 não são consideradas comercialmente átels na maior parte das situações.

Uma outra liga comercial Al-Cu-Mg é a liga 2519 registada da Aluminum Association que tem a composição nominal de Al-5»6 Cu-0,2 Mg-0,3 Mn-0,2 Zr-Ο,Οβ Ti-0,05 V· Esta liga foi desenvolvida por Alcoa, como um aperfeiçoamento da liga 2219» que se usa presentemente em várias aplicações aeroespaciais. Embora a adição de ao sistema Al-Cu possa permitir uma respoíita do envelhecimento natural sem trabalh o a frio prévio, a liga 2519 aperfeiçou apenas minimamente as resistêncisB mecânicas relativamente a liga 2219 nas têmperas com as mais elevadas resistências mecânicas.

Num trabalho, revisto por Kondolfo, sobre ligas convencionais Al—Cu—Kg, ele indica que os principais agentes de endurecimento são os precipitados do tipo CuÂl₂ em ligas em que a relação de Cu para Kg é maior do que 8 para 1. (ver ligas de Alumínio: Structure and Proprieties, L.F. iíoadolfo, Boston: Buttervorths 1976, pág. 502).

Polmear, na Patente Norte Americana 4 772 342, adicionou prata e magnésio ao sistema constituído por Al-Cu a fim de aumentar as propriedades a alta temperatura. Umaliga preferida tem a composição Al-6,0 Cu-0,5 Kg-0,4 Ag-0,5 í’n-O,15 Zr-0,10 V-0,05 Si. Polmear associa o aumento observado da resistência mecânica com a fase omega**, que surge na presença de Mg e Ag (ver Developmente ofí an experimental Wrought Aluminum Alloy for use at levated Temperatures, Polmear, Aluminum Alloys: theii Physieai AND Kechaaical Properties, Ε. A. Strake, Jr. and T.

II. Sanders, Jr., editore, Volume I of conference Froceedings of International Conference, University of Virgínia, Chartottesville, VA, 15-20 Junho 1986, páginas 661-674, Chamelon Pret Londres).

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Sabe-se que a adição de lítio às ligas de Al-Fg e às ligas de Al-Cu baixa a densidade e aumenta o módulo elástico, produzindo aperfeiçoamentos significativos na tenaoidade específica e intensificando a resposta ao endurecimento por envelhecimento artificial. Contudo, as ligas convencionais constituída^ por Al-Li possuem geralmente uma ductilidade relativamente baixa em dados níveis de resistência mecânica e a sua tenacidade é muitas vezes mais baixa do que a desejada, limitando assim o seu uso.

As dificuldades verificadas ;:a fundição e no vazamento têm limitado a receptividade das ligas de Al-li. Por exemplo, porqac o Li é extremamente reactivo, as ligas de Al-Li fundidas podem β

reagir coe os materiais rofractários existentes nos revestimentos dos fornos. Também a atmosfera acima da massa em fusão deverá ser controlada a fim de reduzir os problemas de oxidação. Além disso, o lítio baixa a conductibilidade térmica do alumínio, tornando mais difícil remover o calor de um lingote durante o vazamento em coquilha, diminuindo assim os caudais de vazamento. Além disso, nas ligas de Al-Li, fundidas que contenham 2,2 a 2,7 por cento de lítio, típico das ligas Al-LÍ comercializadas recentemente, há um considerável risco de exjplosão. Até à data, os benefícios das propriedades atribuídos a estas novas ligas de Al-Li não foram suficientes para compensar o aumento de custos tecnológicos causados pelos problemas já mencionados. Como consequência não foram capazes de substijtuir as ligas convencionais tais como a 2024 e a 7075. As lijgas preferidas da presente invenção não originam problemas de vazamento e de fundição em elevado grau devido ao seu baixo conteúdo de Li.

As ligas de Al-Li que contém Kg são bem conhecidas, mas têm tipicamente baixa ductibilidade e baixa tenacidade. Nestes sistemas insere-se a liga Soviética 01420 de baixa densidade e soldável, revelada na Patente Britânica 1 172 736 concedida a Pridljander et al, de composição nominal Al-5 mg-2 Li. Esta liga é referida coao tendo média a elevada resistência mecânica, baixa densidade, e um módulo de elasticidade mais elevado do que as ligas de alumínio padrão.

\um artigo que surgiu no Journal of Japaa Instituto of Ligh Letais apresenta uma lista das ligas à base de Al-Li-Lg, às quais se adicionaram quantidades muitos pequenas de um dos eJ mentos Ag, Cu ou Zn. (ver Aging Phenomena of Al-Li-Lg⁵ Allo^ Affected by Additional Elements, Kayashi e outros, Journal oí Japan Instituto of Light Letais, Vol. 32, ’í^fi. 7, Julho 1982). Os autores analisaram o efeito de cada elemento da liga indie-

vidualmente, no comportamento de envelhecimento das ligas ternárias Al-Li-í’g. Os autores não combinaram as adições dos elementos de ligas Ag, u ou Zn, nem adicionaram elementos de refinação de grãos às suas ligas.

A Patente Porte Americana n² 3 346 370 concedida a Jagaciak et al revela ligas à base de Al~£g às quais podem ser adicionadas quantidades muito pequenas de Li compreendidas entre 0,01 - 0,8 por cento. As ligas podem conter também até cerca de 0,72 por cento de Cu e até 0,35 por cento de Zn,

As ligas de Al-Li que cortenham Cu são também bem conhecidas, tal co;.;o a liga 2020, que foi desenvolvida nos anos de 1950 ' mas foi retirada da produção cevido a diflealdades de process; mento, baixa ductibilidade e baixa tenacidade à fractura. A liga 2020 insere-se no âmbito da Patente Norte Americana n² 2 381 219 concedida a LeBaron, a qual refere que as ligas são isentas de magnésio, isto é, as ligas têm menos do que 0,01 por cento de Hg, o qual está presente apenas, como uma impureza. As ligas descritas por LeBaron necessitam também da presença de, pelo menos um elemento seleccionado de Cd, Hg, Ag, Sn, In e Zn. A referência ex/lica que quando se utilizada o zinco, empregam-se níveis inferiores a 0,5 por cento, sendo preferidos níveis compreendidos entre C,01 e 0,05 % devido à tendência do zinco aumentar a fragilidade a níveis mais elevados.

tPara se obterem as resistências mecânicas mais elevadas nas ligas Al-Ca-Li, é necessário introduzir uma operação de traba+ lho a frio antes do envelhecimento, que envolve tipicamente o estiramento e/ou laminação do material à temperatura ambiente ou a uma temperatura próxima do ambiente. A tensão que é introduzida como resultado de um trabalho a frio, produz deslocação dentro da liga que servem como pontos de nucleação para

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os precipitados de reforço da resistência mecânica. Especifica..cnte, as ligas convencionais Al- ,u-Li devem ser trabalhadajs a frio antes do envelhecimento artificial a fim de se obterem elevadas resistências mecânicas, isto é, resistência de ruptnjra à tracção (UIS), Maior do que 483 1:P& (70 Ksi). 0 trabalho a frio destas ligas é necessário a fim de provocar fraeções de volume elevado dos precipitados de AgOuli ζϊ^) e ALg-íL (primário-téta), que devido à elevada relação superfície para ; volume, originam núcleos muito mais facilmente nas deslocações

I do que na matriz da solução sólida de alumínio. Sem a operaçãp de trabalho a frio, a formação dos precipitados Alg Cu e AL^CuLi lamelares ó retardada, o que resulta em resistências mecjâ nicas significdisãnente inferiores. Além disso, os precipitados não originam facilmente núcleos de forma homogénea, devido à grande barreira de energia que tem de ser vencida em virtude da sua grande área de superfície. C trabalho a frio ê também útil, pelas mesmas razões, para produzir as mais elevadas resistências mecânicas em muitas ligas comerciais Al-Cu, tal como a 2219.

A exigência da operação de trabalho a frio para produzir as mais elevadas resistências mecânicas nas ligas de Al-Cu-Li, é particularmente limitada para peças forjadas, onde é muitas vezes difícil introduzir uniformemente o trabalho a frio na parte forjada, depois de ter sido sujeita ao tratamento térmit co por dissolução e à têmpera. Como consequência, as ligas de Al-Cu-Li forjadas estão tipicamente limitadas a têmperas não trabalhadas a frio, o que resulta geralmente em propriedades mecânicas pouco satisfatórias.

Recentemente tanto Cu como Mg, foras comercializadas ligas qu contêm também Al-Li, Estas incluem as ligas £090, 2091, 2090 e CP276. A liga 8090 que se descreve na Patente Norte America^ na n². 4 588 553 concedida a Evans et al contém 1,0 - 1,6 Cuí,

2,2-2,7 Li, e 0,5 - 1,3 *g· A liga foi indicada coo as seguintes propriedades para aplicações aeronáuticas; uma boa resistência à corrosão por esfoliaçâo, boa tolerância aos danos e uma resistência mecânica igual ou maior do que as da liga 2024 nas condições de têmpera 13 e 74» A liga 8090 apresenta uma resposta ao envelhecimento natural sem necessitar de trabalho a frio prévio, mas não é tSo intensa como a das ligas da presente invenção· Além disso, as peças forjadas 8090-76 possuem um baixo alongamento transversal.

A liga 2091, constituída por 1,8 - 2,5 Cu, 1,7 - 2,3 Li, e 1, 1 - 1,9 Vg foi designada como uma liga de elevada resistência mecânica e alta ductilidade· Contudo, em condições de tratamento térmico, que produzem uma resistência mecânica máxima, a ductilidade é relativamente baixa numa direcção transversal menor· Além disso, as resistências mecânicas obtidas pela liga 2091 em têmperas não trabalhadas a frio são, significativamente mais baixa do que as atingidas pela liga em têmperas trabalhadas a frio. Hum recente trabalho sobre as ligas 8090 e 2091)» Yarchive e Charne referiram resistências razoavelmente elevadas à tracçâo longitudinais (ver Procesiing and Prcpierties*

4th International Aluminum Lithium Conference, G. Champier,

3· Dubost, 3. iTiannoy, and 1; Sabetay editors, Proceedings of International Conference, 10-12 Junho 1587, Paris, Prança, pp. 43-49). No estado de têmpera 76, a liga 8090 possui um limite de elasticidade de 454 Mpa (87,3 Sei) e tuna resistência de rujJtura à tracçâo de 510 Kíà (74Esd), enquanto a liga 2091 possui us limite de elasticidade de 440 MPa (53,8 Ksi) e uma resisteocia de ruptura à tracçâo de 520 à*Pa (75,4 Ksi). Contudo, as resistências mecânicas das peças forjadas tanto da 8C90-T6 como da 2C91-76 sâo ainda mais baixas do que àquelas obtidas no estado de têmpera 78, por exemplo, para as extrusões da 9090-1851» as propriedades de tracçâo são 535 NPa (77,6 Ksi) YS e 580 KPa (84,1 Ksi) UTS, enquanto que para as extrusões 2091-7-851»

as propriedades de tracção são 506 ?'Fa (73,3 Ksi) YS e 5S0 MPa (84,1 Ksi) UTS. Pm contraste, as ligas da presente invenção possuem, propriedades altamente aperfeiçoadas comparadas às convencionais ligas 2091 e 8090 em têmperas trabalhadas a frio e possuem mesmo um maior aperfeiçoamento em têmperas não trabalhadas a frio.

A liga 2090 compreende 2,4 - 3,0 Cu, 1,9 - 2,6 Li e 0 - 0,25 lg. A liga foi designada como um substituto de baixa densidade para ligas de elevada resistência mecânica tais como a 2C24 e 7075.

Contudo, tem resistências mecânicas de soldadura que são mais baixas do que as das ligas soldáveis convencionais, tal como a 2219, que possui resistências mecânicas de soldadura típica de 241-276 MPa (35-40 Ksi). Como ó citado na referência seguinP te, a liga 2090 no estado de têmpera T6, .não pode apresentar a resistência mecânica, tenacidade e a resistência à formação de fendas provocadas por corrosão sob tensão da 7075-T73. (verj Tirst Ceneration Products - 2090, ^rretz, Alithalite Alloys: !

t

1987 UPPATP, J. Ear, S. P. Agrawal, W. 8. luist, editors, Conference Proceedings of International Aluminum-Lithius Sympo- | sium, Los Angeles, CA, 25-26 Março 1967, páginas 1-40). Conse-i quentemente, as propriedades das peças forjadas da liga correojte 2090 de Al-Cu-Li não são suficientemente elevadas, que jus-j tifique o seu uso, em ves das actuais ligas para peças forja- í das 7 XXX. I

Deveria ser salientado que a adição de l'g ao sistema constituído por Al-Cu-Li não origina, por si próprio, un aumento da resistência mecânica da liga, em têmperas de elevada resistên-j cia mecânica. Por exemplo a liga 8090 (composição nominal Al- s -1,3 Cu - 2,5 Li - 0,7 Pg) não tem uma resistência mecânica signíficativamente maior comparada com a liga 2090 nominalmenÍÁ^fc^^

te isenta de Kg (composição nominal Al- 2,7 Cu - 2,2 Li - 0,12 Zr). Além disso, a liga 2020 isenta de Kg, com a composição nominal Al-4,5 C-1,1 li-0,4 &n-0,2 Cd é mesmo mais forte do que a liga 8090 que contém Kg.

A Patente Europeia N². 158 571 de Dubost, concedida a Gegedur Société de Transformation de 1’Aluminum Pechiney, faz referência a ligas de Al que compreendem 2,75 - 3,5 Ca, 1,9 · 2,7 Li, 0,1 - 0,8 Kg, sendo a parte restante constituída por Al e agen te de refinação de grãos. Âs ligas, que são comercialmente conhecidas como CP276, possuem uma elevada resistência mecânica combinada com uma diminuição na densidade de 6 a 9 por cento, comparada com as ligas convencionais 2 xxx (Al-Cu) e 7 xxx (Al-Zn-Kg). Embora Dubost enuncie elevados limites de elasticidade de 498 - 591 KPa (72-85 Ksi) para as suas ligas em co: diçâes de têmpera T6, os alongamentos realizados são relativamente baixos (2,5 a 5,5 por cento).

A Patente Sorte Americana n². 4 752 343 concedida a Dubost e outros, cedida a Cegedur Société de Transformation de 1*Aluainum Pechiney, refere-se a ligas de Al que compreendem 1,5 - 3,4 Cu, 1,7 - 2,9 Li, 1,2 - 2,7 Kg, sendo a parte restante constituída por Al e agente de refinação de grãos. A proporção de Pg em relação a C.; deve situar-se entre 0,5 e 0,8. As ligas possuem caracteristicas de resistência mecânica e ductilidade equivalentes às ligas convencionais 2 xxx e 7 xxx. Embora o objectivo de Dubost e outros seja produzir ligas que tenham resistências mecânicas e ductilidade comparáveis às ligas convencionais, tais 2024 e 7075, as combinações obtidas de resistência mecâniea/ductilidade ficam abaixo daquelas atingidas pelas ligas da presente invenção.

A Patente Norte Americana n², 4 652 314 concedida a Keyer, cedida a Cegedur Société de Transformation de l*Alurainum Pechiney, refere-se a um método de tratamento térmico das ligas Al-Cu-Li-Lg. C processo ê.referido como transmitindo um eleva» to nível de ductilidade e isotropia do produto final. C mais elevado limite de elasticidade no sentido longitudinal obtido por Leyer é 504 K?a (73 Ksi) para uma liga trabalhada a frio e envelhecida artificialmente, o que é significativamente inferior aos limites de elasticidade conseguidos nas ligas da presente invenção numa condição de trabalho a frio e envelhecidas artificialmente.

A Patente forte Americana n⁸. 4 526 630 concedida a Pie Ide, cedida a Alcan International Ltd. refere-se a um método de tratamento térmico das ligas Al-Li que contém Cu e/ou Lg. 0 processo, que constitui uma alteração das técnicas de homogenização convencionais, envolve o aquecimento de um lingote a uma temperatura, de pelo menos 53O°C e mantém-se a temperatura até que as fases intermetálicas sélidas presentes dentro da liga, entrem na solução sólida. 0 lingote é então arrefecido, de maneira a formar um produto que seja adequado para outro tratamento termomecânico, tais como a laminação, extrusão e forjagem. 0 processo descoberto elimina as fases indesejáveis do lingote, tal como a fase que contém cobre em grãos grosseiros, presentes nas ligas Al-Li-Cu-Lg da técnica anterior.

Pedido de Patente Europeia n⁸. 227 563 de Leyer et al, cedido à Cegedur Société de Transformation de PAluminum Pechiney descreve um método de tratamento das ligas convencionais Al-Li a fim de melhorar a resistência à corrosão por esfoliação, enquanto mantém uma resistência mecânica elevada. 0 processo envolve as operações de homogenização, extrusão, tratamento térmico de dissolução e trabalho a frio de uma liga Al-Li, seguido por uma operação final de têmpera, que confere à liga uma maior resistência à corrosão por esfoliação, enquanto mantém uma elevada resistência mecânica e uma boa reeistência aos danos

As ligas submetidas ao tratamento têm uma sensibilidade ao ensaio de esfoliação SXCO inferior ou igual ao EB (o que corresponde a um bom comportamento na atmosfera natural) e uma resistência mecânica comparável às ligas 2024· Meyer et áL fazem enumerações extensas de elementos que constituem ligas, que quando combinados com Al, podem produzir ligas, que podem ser submetidas ao referido tratamento final da têmpera. Os intervalos de valores referidos, incluem 1-4 Li, 0-5 Cu e 0-7 &g· Enquanto a referência apresenta intervalos de valores muito extenso8 dos elementos que constituem as ligas, as ligas que na realidade Meyer et al utilizam são as ligas convencionais. 8090» 2091 e CP276. Assim, ííeyer e colaboradores não mencionam a formação de novas composições de ligas, mas simplesmente mencionam um método de preparação das conhecidas ligas Al-Li.

mais elevado limite de elasticidade realizado de acordo com o processo de l’eyer e outros é de 525 KPa (76 Esi) para a liga CP276 (2,0 Li, 3,2 Cu, 0,3 Eg» 0,11 Zr, 0,04 Fe, 0,04 Si, sendo a parte restante constituída por Al) numa condição de trabalho a frio e envelhecida artificialmente. Além disso, o método final de têmpera de 1’eyer et al melhora a resistência à corrosão por esfoliação nas ligas Al-Li, pelo que a sensibilidade ao ensaio de corrosão de esfoliação EXCO é melhorado para uma cetação inferior ou igual a EB.

Em contraste, as ligas da presente invenção não necessitam da operação final de têmpera a fim de obterem um nível favorável de resistência à corrosão por esfoliação.

Pedido de Patente U.K. 2 134 925» cedido a Sumitono Light Ketal Industries Ltd. refere-se às ligas Al-Li que possuem uma elevada resistividade eléctrica. As ligas são adequadas para serem usadas em aplicações estruturais, tais como

veículos a motor linear e reactores de fusão nuclear, onde se desenvolvem grandes correntes eléctricas induzidas. Λ função primária de Li nas ligas de Sumitomo á aumentar a resistividade eléctrica. A referência faz extensas enumerações dos elementos que constituem as ligas que, quando combinados con Al, podem produzir ligas estruturais que tenham uma maior resistividade eléctrica. Os referidos intervalos de valores são 1,0-5,0 Li, um ou mais agentes de refinação de grãos escolhidos de ?i, Cr, Zr, V e W, sendo a parte restante constituída por Al. A liga pode ainda incluir 0-5,0 Kn e/cu 0,05 * 5,0 Cu e/ou 0,05 - 8,0 Kg. Sumitomo revela composições particulares de ligas à base de Al-Li-Cu e Al-Li-Lg, que possuem propriedades eléctricas melhoradas. Sumitomo revela tambám uma liga de AlÍ-Li-Cu-Kg, com a compoeição 2,7 Li, 2,4 Cu, 2,2 Kg, 0,1 Cr, 0,06 ?i, 0,14 Zr, sendo a parte restante constituída per alumínio, que possui o aumento desejado em resistividade eléctrica, As resistências mecânicas mencionadas por Sumitomo são muito inferiores àquelas obtidas na presente invenção. Por exemplo, nas ligas mencionadas à base de Al-Li-Cu, Sumitomo indica resistências mecânicas à tracção de cerca de 17 a 35

O kg/mm (24 a 50 Ksi). Nas ligas mencionadas à base de Al-Li-ííg, Sumitomo refere resistências mecânicas à tracção de 43 a 52 kg/mm^ (61 a 74 Ksi).

A Patente Norte Americana n®. 3 306 717 concedida a Lindstrand et al refere-se a varetas demetal (eléctrodos) para a soldadura de ligas à base de Al-Zn-Lg. a vareta de metal compreende Al com 2-8 por cento em peso de Kg, 0,1 - 10 por cento em peso de Ag, e até 8 por cento em peso de Si. Além disso, a vareta de metal pode conter até 1,0 por cento em peso de cada elemento Hn e Cr, até 0,5 em por cento em peso de cada elemento Cu, ?i e V, e até 0,1 por cento em peso de cada elemento Li, Zre 3. C único exemplo dado por Lindstrand et al menciona uma composição para vareta de metal de Al-5 - 0,9 Ag.

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Convém salientar que as ligas de Al-Cu-Li-Mg da técnica anterior têm limitado, quase invariavelmente, a quantidade de Cu a 5 por cento em peeo no máximo, devido aos efeitos prejudiciais conhecidos de um conte fido mais elevado de Cu, tal como uk aumento de densidade. De acordo com .'ondolfo, as quantidades de Cu acima de 5 por cento em peso não aumentam a resistência mecânica e tendem a diminuir a tenacidade à fractura e a reduzir a resistência à corrosão. (/ondolfo, páginas 7061-707). Sstes efeitos podem surgir porque nas ligas para fins técnicos, o limite prático de solubilidade sólida de Cu é ! aproximadamente 5 por cento em peso e por isso qualquer Cu j presente acima de cerca de 5 por cento em peso forma a indese! jada fase-teta* primária. Além disso, /ondolfo afirma que no sistema quaternário Al-Cu-Li-Mg, a solubilidade de Cu é anda mais reduzida. Conclui: As solubilidades sólidas de Cu e Mg são reduzidas por Li, e as solubilidades sólidas de Cu e Li são reduzidas por Mg, induzindo-se assim o endurecimento por envelhecimento e os VTS obtido (Mondolfo, página 641). Assim, o Cu adicional não deverá entrar na solução sólida durante o ή

! tratamento térmico da dissolução e não pode intensificar a resistência de precipitação, e a presença da fase-teta insolôvel reduz a tenacidade e a resistência à corrosão.

Uma referência que menciona o uso de mais do que 5 por cento em peso de Cu, é a Patente Norte-Americana ηδ. 2 915 391 concedida a Crimer, cedida a Alcoa. A referência revela ligas & base de Al-Cu-Γη que contêm Li, Mg e Cd e até 9 por cento em peso de Cu. crimer explica que Mn é essencial para o desenvolvimento de uma elevada resistência mecânica a alta temperatura e que Cd, em combinação com Mg e Li, é essencial para o aumento da resistência do sistema constituído por Al-Cu-Μη, Crimer não consegue propriedades comparáveis àquelas da presente invenção, isto é, uma resistência mecânica ultra-alta, uma intensa resposta ao envelhecimento natural, elevada ductilidade

em vários níveis de resistência à tracção utilizados tecnologicamente, soldabilidade resistência à formação de fendas, projvocadas por corrosão sob tensão etc.

As seguintes referências revelam outras ligas que contêm Al, Cu, Li e Kg: a Patente Norte-Americana n². 4 603 029 concedida a Quist e outros; a Patente Norte-Americana nS. 4 601 172 concedida a Skinner e outros; a Publicação do Pedido de Patente Europeia n®, 0188762 de Hout e outros; a Publicação do Pedido de Patente uropeia n²· 0149193; a Patente Japoneza n®. J6-0238439; a Patente Japonesa n®. J6-113358; e a Patente Japonesa n². J6-1231145. Nenhuma destas referências revela o uso da prata ou do zinco, como adiçõeB que fazem parte das ligas.

A Patente Norte Americana n². 4 584 173 concedida a Cray et al refere-se a ligas à base de Al-Li-Lg que contém pequenas quantidades de Cu. As ligas compreendem 2,1 - 2,9 por cento de Li, 3,C - 5,5 por cento de Mg, e 0,2 - 0,7 por cento de Cu, Por outro lado, Cray et al revelaram que pode adicionar-se Zn a estas ligas num intervalo compreendido entre cerca 0 - 2,0 por cento.

A Patente Norte Americana n². 4 758 286 concedida a Dubost et al faz referência a ligas à base de alumínio que compreendem 0,2 - 1,6 por cento de Cu, 1,8 - 3,5 por cento de Li e 1,4-6,0 por cento de Pg. Dubost et al explicam que até 0,35 por cento de Zn pode ser incluído nas ligas. Contudo, nenhuma das ligas de Al-Cu-Li-Mg produzidas realmento por Dubost et al contêm zinco.

A Patente Norte Americana n². 4 626 409 concedida a Miller revela ligas à base de alumínio, que compreendem 1,6 - 2,4 por cento de Cu, 2,3 - 2,9 por cento de Li e 0,5 - 1,0 por cento de i-g. Piller explica que pode adicionar-se a estas ligas até

I

2,C por cento de Zn, mas nenhuma das ligas especificas produzidas por íZiller contém zinco.

A Patente Norte-Americana ηδ. 4 64S 913 concedida a Hunt et al cedida a Alcoa, cujo conteúdo é aqui incorporado para referência, refere-se a um método para o trabalho a frio de ligas Al-Li, em que as ligas tratadas termicamente em solução e temperadas são submetidas a um estiramento mecânico maior do que 3 por cento à temperatura ambiente. A liga é então envelhecida artíficialmente de forma a produzir um produto final de liga* i 0 trabalho a frio proporcionado pelo processo de Hunt et al | faz aumentar a resistência mecânica, embora provoque uma peI quena diminuição ou nenhuma da tenacidade à fractura das ligas.

As ligas específicas utilizadas por Hunt et al são escolhidas de tal forma, que reagem ao trabalho a frio e ao tratamento de envelhecimento revelados. Isto é, as ligas devem apresentai' uma resistência mecânica melhorada com uma perda mínima na tenacidade à fractura, quando sujeitas ao tratamento de trabalhe a frio mencionado, (estiramento mecânico maior do que 3 por cento) em contraste, com o resultado obtido com a mesma liga, se for trabalhada a frio com menos de 3 por cento. Hunt et al enumeraram de forma extensa os elementos contidos nas ligas que, quando combinados com Al, podem produzir ligas que respoxi dem a um estiramento superior a 3 por cento. Cs intervalos de valores revelados são: 0,5 - 4,0 11, O - 5,0 Hg» até 5,0 Cu,

- 1,0 Zr, 0 - 2,0 Mn, 0-7,0 Zn, sendo a parte restante constituída por Al. Embora Hunt et al revelem intervalos muito amplos dos vários elementos que constituem as ligas, há apenao uma gama limitada de composições de liga que apresentariam • realmente a combinação exigida de uma resistência mecânica me-¹ lhorada e uma tenacidade à fractura fixa, quando submetida a um estiramento mecânico maior do que 3 por cento. Em contraste, não são necessárias grandes valores de estiramento mecânico, a fim de se produzirem as propriedades favoráveis nas li-·

gas da presente invenção.

Além disso, os limites de resistência obtidos nas ligas da presente invenção, estão substancialmente acima daquelas obtidas nas composiçÕeB das ligas de Kunt et al. ííunt et al indicam ainda que é preferível no seu processo envelhecer arti.ficialmente a liga, depois do trabalho a frio, em vez do envelhecimento natural. Em contraste, as ligas da presente invenção respondem de uma forma extre mam ente forte, ao envelhecimento natural.

A Patente forte-Americana n². 4 795 502 concedida a Alcoa, cujo conteúdo é aqui incorporado por referência, refere-se a um método de preparação de produtos, com forma de folha, de Al-Li orjadoB e não recristalizados que tenham níveis aperfeiçoados de resistência mecânica e tenacidade e à fractura.

No processo de Cho, um lingote homogenizado de liga de alumínio é laminado a quente, pelo menos uma vez, é laminado a frio e submetida a -m novo tratamento térmico controlado. 0 produto reaquecido passa então por um tratamento térmico de dissolução, arrefecimento rápido, tratamento a frio, a fim de Induzir o equivalente a um estiramento mecânico superior a 3 por cento, e é envelhecido artificialmente de forma a proporcionar um produto ccm forma de folha substancialmente não recrietallzado que tenha níveis aperfeiçoados de resistência mecânica e tenacidade à fractura. O produto final caracteriza-se por uma microestrutura altamente trabalhada com ausência de grãos bem desenvolvidos. A referência de Cho, parece ser uma modificação da referência anteriormente mencionada, de Ilunt et al pelo facto de ser realizado adicionaimente um tratamento de reaquecimento controlado antes do tratamento térmico de dissolução, que evita a re cristalização no produto final formado. Cho afiijma especif icamente, que as ligas à base de aluc.ínio, que se inserem nas seguintes classes de composição, adaptam-se ao j

ΠΤΤΤΓΓΎΜΠΤιΒΓ^

WJWgweniarwinM— processo mencionado: 0,5 - 4,0 Li, 0 - 5,0 Mg, até 5,0 Cu,

- 1,0 Zr, 0 - 2,0 Mn, e 0 - 7,0 Zn.

Como na referência de fíunt et al, as ligas específicas utilizadas por Cho são geraimente escolhidas de tal forma, que apre sentam uma combinação de resistência mecânica aperfeiçoada e tenacidade à fractura, quando são submetidas a um trabalho a frio superior a 3 por cento. As ligas de Cho devem ainda ser susceptíveis ao mencionado tratamento de reaquecimento. Embora .ho apresente um processo que pretende fazer aumentar a resistência mecânica nas ligas de Al-Li conhecidas tal como a 2C91, as resistências à tracção obtidas são substancialmente inferiores àquelas conseguidas nas ligas da presente invenção.

Cho indica também que o envelhecimento artificial deverá ser utilizado no seu processo, de forma a obterem-se propriedades vantajosas. Em contraste, as ligas da presente invenção não necessitam de envelhecimento artificial. Mais, as presentes ligas apresentam uma receptividade extremamente intensa ao envelhecimento natural, o que permite o seu uso em aplicações onde o envelhecimento artificial é impraticável.

Pedido de Patente Morte-Americano da Série n®. 07/327 666 de Pickens et al, depositado em 23 de Março de 1989, que é uma Continuação parcial do Pedido de Patente Sorte-Americano da Série N®. 07/ 233 705, depositado em 18 de Agosto de 1988, e que é aqui incorporada por referência, revela ligas Al-Ca-Lg-Li, que tenham composições contidas dentro das seguintes gamas: 5-7 Cu, 0,1 - 2,5 Li, 0,05 - 4 Mg, 0,01 - 1,5 do agente de refinação dos grãos seleccionado de Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, B TIB₂, e sendo a parte restante constituída por alumínio. 0 Pedido de Patente Norte-Americano da Série 7⁵.... 07/327 565 também revela ligas Al-Cu-Vg-Li com um baixo teor de Cu, que têm composições contidas dentro das seguintes gamas: 3,5 - 5 Ou, 0,6 - 1,6 Li, 0,25 - 1,0 Mg, 0,01 - 1,5 de ag&ate de refinação dos grãos seleccionado de Sr, Cr, Mn, Ti, •If, V, Kb, B e Til?2» sendo a parte restante constituída por alumínio.

C pedido 07/327666 menciona ainda que elementos auxiliares tais como Ge, Sn, Cd, In, Be, Sr, Ca e Zn podeis adicionar-se individualmente ou combinados, em quantidades compreendidas em cerca de 0,01 por cento a cerca de 1,5 por cento em peso.

Pedido de Patente Norte-Americano da Série N². 07/32/ 927 de Pickens et al, depositado em 23 de Março de 1989, que é una continuação parcial do Pedido de Patente Norte-Americana da Série R2. 07/083 333, depositado em 10 de Agosto de 1987, e que é aqui incorporado por referência, revela uma liga Al-Cu-Mg-Li-Ag, com composições contidas na seguinte gama de valores ampla: 0 - 9,79 Cu, 0,05 - 4,1 Li, 0,01 - 9,8 Mg, 0,01-2,0 Ag, 0,05 - 1,0 de agente de refinação dos grãos seleccionado de Zr, Cr, í’n, Ti, B, V, Hf e TiBg e sendo a parte restante constituída por Al. Nenhuma referência é mencionada no pedido 07/327 927 da adição do zinco, ou qualquer dos elementos germênio, estanho, cádmio, índio, berílio, estrôncio, escândio, ítrio e cálcio, em relação às ligas Al-Cu-Mg-Li-Ag. De acordo coe a presente invenção, as adições de Zn podem usar-se para reduzir os níveiB de Ag presentes nas ligas referidas no pedido 07/327 927. Assim, Zn pode substituir-se por uma porção de Ag, reduzindo assim os custos. As propriedades de resistência à tracção são aperfeiçoadas nas ligas da presente invenção, que contêm Zn. Além disso, a resistência à formação de fendas provocadas por corrosão sob tensão podem também ser melhorada.

SUURIC LA INVENÇÃO

Um objecto da presente invenção é revelar uma nova composição de liga metálica à base de alumínio.

Um outro objecto da presente invenção é revelar uma liga à base de alumínio com excelentes propriedades de envelhecimento natural, trabalhada a frio tanto com o estado de têmpera (23) coso sem o estado de têmpera (21), o que inclui uma elevada ductilidade, soldabilidade, excelentes propriedades criogénicas, e boas propriedades a alta temperatura.

Um outro objecto da presente invenção consiste em revelar uma liga à base de alumínio, com propriedades substancialmente melhoradas, no estado de têmpera (25) envelhecido artificialmente e não trabalhado a frio, tais como uma resistência mecânica ultra-alta combinada com elevada ductilidade, soldabilidade, excelentes propriedades criogénicas, e boas propriedades a temperatura elevada.

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Um outro objecto da presente invenção consiste es revelar uma liga à base de alumínio com excelentes propriedades no estado de têmpera (78), tal como uma resistência mecânica ultra-alta combinada com elevada ductilidade, soldabilidade, excelentes propriedades criogénicas, boas propriedades a alta temperatura, e uma boa resistência à formação de fendas, provocadas por corrosão sob tensão.

Um outro objecto da presente invenção consiste em revelar uma liga à base de alumínio que compreenda entre cerca de 1 e cerca de 7 por cento em peso de Cu, entre cerca de C,1 e cerca de 4 por cento em peso de Li, entre cerca de C,01 e cerca de 4 por cento do peso total de, pelo menos, um elemento seleccio nado de Zn, Ge, Sn, Cd, In, Be, Sr, Sc, V, e Ca, entre cerca

RB tf (Λ de C,C5 e cerca de 3 por cento em peso de Mg, entre cerca de C,C1 e cerca de 2 por cento em peso de Ag, entre cerca de 0,01 e cerca de 2 por cento em peso de um agente de refinação dos grãos escolhido de Zr, Cr, En, Ti, Hf, V, Kb, B, TiBj e as suas combinações sendo a parte restante constituída por alumínio e eventuais impurezas.

Tm outro objectivo da presente consiste em obter uma liga à base de alumínio que contenha entre cèrca de 1 e cerca de 7 por cento em peso dç Cu, entre cerca de 0,1 e cerca de 4 por cento em peso de Li, entre cerca de 0,1 e cerca de 4 por cento em peso de Zn, entre cerca de 0,05 e cerca de 3 por cento em peso de Mg, entre cerca de 0,01 e cerca de 2 por cento em pese de Ag, entre cerca de C,01 e cerca de 2 por cento em peso de ua agente de refinação dos grãos escolhido de Sr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, B, TiBg e suas combinações, sendo a parte restante constituída por alumínio e eventuaiB impurezas, * um outro objecto da presente invenção revelar uma liga à base de alumínio que contenha Cu, Li, Hg, Ag, pelo menos um elemento seleccionado de Sn, Ge» Sn, Cd, In, Be, Sr, Sc, Y e Ca, pelo menos um agente de refinação dos grãos escolhido de Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, B e TiB₂, sendo a parte restante constituída por alurrínlo e eventuais ImpurezaB, em que a proporção em peso entre Cu e Li á relativamente elevada, por exemplo, maior do que cerca de 2,5 ou 3,

A não ser que seja afirmado o contrário, todas as composições são apresentadas em percentagem em peso.

BREVE DESCRIÇÃO 33GS DESENHOS

Λ Figura 1 representa uma curva de envelhecimento, onde figuram a resistência mecânica e o alongamento versus. 0 tempo para uma liga da presente invenção trabalhada a frio. A liga é constituída por uma composição de 4,75 por cento de Cu, 1,3 por cento de Li, 0,5 por cento de Zn, 0,4 por cento de Mg, 0,4 por cento de âg, 0,14 por cento de Zr, sendo a parte restante constituída por alumínio.

A Figura 2 representa uma curva de envelhecimento, onde figuram a resistência mecânica e o alongamento versus o tempo para a mesma liga, num estado não trabalhada a frio.

DESCRICÃO FORKEuCRIZAI

IftV iiavAO

As ligas da presente invenção contém os elementos Al, Cu, Li, Mg» Ag, pelo menos, um elemento escolhido de Zn, Ge, Sn, Cd, In, Be, Sr, Sc, Y e Ca, e um agente de refinação dos grãos ou a combinação de agentes de refinação dos grãos escolhidos do grupo que consiste em Zr, Ti, Cr, Mn, B, Nb, V, Hf e TiBj·

Fe tes elementos estão presentes dentro das seguintes gamas:

- 7 Cu, 0,1 - 4 Li, 0,35 - 3 Mg, 0,01 - 2 Ag, 0,01 - 4 X 0,01 - 2 de agente de refinação de grãos, sendo a parte restante constituída por Al e eventuais impureaas, em que λ representa 2n, Ge, Sn, Cd, In, Be, Sr, Sc, Y, Ca ou uma sua combinação.

G zinco é a adição na liga mais altamente preferida, além do grupo já mencionado constituída por Zn, Gc, Sn, Cd, In, Be, Sr, Sc, Y e Ca. Por conseguinte, a presente exposição incidi-

rá principalmente nas composições da liga que contêm o elemento Zn. Contudo, convém frisar que o uso das adições de liga constituídas por Ge, Sn, Cd, In, Be, Sr, Sc, Y e Ca está dentro do âmbito da presente invenção, e que a substituição parcial ou total de Zn, por um ou mais destes elementos, foi contemplada. Be acordo com a presente invenção, as gamas preferidas são entre cerca de 3,0 e cerca de 5,5 de Cu, entre cerca de 0,5 o cerca de 2,6 de Li, entre cerca de 0,C5 e cerca de 2 de Zn, entre cerca de C,1 e cerca de 1,5 de Mg, entre cerca í

de 0,05 e cerca de 1 de Ag, entre cerca de 0,05 e cerca de 0,5 de agente(s) de refinação de grãos, sendo a parte restante constituída essencialmente por Al. As gamas mais preferidas estão compreendidas entre cerca de 3,5 e cerca de 5,5 de Cu, entre cerce de 0,6 e cerca de 2,0 de Li, entre cerca de 0,2 e cerca âe 1,5 de Zn, entre cerca de 0,2 e cerca de 0,8 de Mg, entre cerca d: 0,1 e cerca de 0,5 de Mg, entre cerca de 0,08 e cerca de 0,2 de um agente(s) de refinação de grãos, sendo a parte restante constituída essencialmente por Al. As gamas da maior preferência estão compreendidas entre cerca de 4,0 e cerca de 5,0 de Cu, entre cerca de 1,0 e cerca de 1,6 de Li, entre cerca de 0,25 e cerca de 7,5 de Zn, entre cerca de 0,3 e cerca de 0,5 de ..g, entre cerca de C,1 e cerca de 0,4 de Ag, entre cerca de 0,06 e cerca de 0,2 de um agente(s) de refinação de grãos, sendo a parte restante constituída essencialmente por Al. Os agentes de refinação de grãos compreendem Zr e Ti, sendo Sr o de maior preferência, visto que Zr pode também servir como um potente inibidor de re cristalização. Se Ge, Sn, Cd, In, Be, Sr, Sc, Y e Ca fossem usados em vez de Zn, ou além deste, a percentagem do peso total destes elementos coincidirá com a gama mais ampla mencionada anteriormente, entre cerca de C,01 e cerca de 4 por cento. Quando Zn está presente na gama preferida entre cerca de 0,05 e cerca de 2 por cento, as ligas da presente invenção podem compreender ainda uma gama preferida entre cerca de 0,01 e cerca de 1,5 por cento de pelo menos um dos elementos Ge, Sn, Cd, In, 3e, Sr, Sc, Y e Ca. A Tabela I menciona as gamas da composição, para as ligas da presente invenção.

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As eventuais impurezas associadas ao alumínio, tais como Si e Fe, podes estar presentes, especialmente quando a liga foi vazada, laminada, forjada, submetida a extrusão, comprimida ou trabalhada e tratada termicamente de qualquer outro modo.

De acordo com a presente invenção, o uso de Cu em conceatra?ções relativamente elevadas entre cerca de 1 e cerca de 7 por cento e preferivelmente em quantidades maiores do que cerca de 3,0 por cento, provoca tua aumento da resistência à tracção e do limite de elasticidade c da resistência à tracção superior às ligas convencionais Al-Li. 0 uso de mais do que cerca de 3,5 por cento de Gu é necessário, a fim de originar a soldabilidade das ligas, sendo a soldabilidade extremamente boa acima de cerca de 4,5 por cento de Cu, A soldabilidade define-se como a resistência ao fendilhamento a quente, por solidificação. As concentrações de Cu superiores a cerca de 3,0 por cento são também fiteis, a fim de proporcionarem quantidades suficientes de Cu e formarem fracções volumétricas elevadas de precipitados de aumento da resistência mecânica no estado de têmpera (AlgCuLi) em têmperas envelhecidas artificialmente. Estes precipitados actuam de forma a melhorar a resistência mecânica nas ligas da presente invenção, substancialmente superiores, às resistências mecânicas obtidas nas ligas convencionais Al-Li. Embora as concentrações de Cu superiores a cerca de 3,0 por cento sejam preferidas, podem-se usar quan·· tidades inferiores de Cu, até cerca de 1 por cento, por exemplo, a fim de reduzir a densidade. Além disso, embora as concentrações de Cu até 7 por cento tenham sido apresentadas nas gamas gerais da composição da presente invenção, é possível exceder esta quantidade, embora o cobre adicional acima de 7 por cento, possa resultar numa diminuição da resistência à corrosão e da tenacidade à fractura, enquanto a densidade aurmenta.

..

i uso de Li nas Ligas da presente invenção permite uma redução significativa da densidade sobre as ligas convencionais de Al. Também o Li aumenta a resistência mecânica e melhora o módulo elástico. Podem obter-se propriedades mecânicas e físicas vantajosas com as concentrações de Li compreendidas entre cerca de 0,1 e entre cerca de 4 por cento. Abaixo de 0,1 por cento não se obtém reduções significativas na densidade, enquanto acima de cerca de 4 por cento, o limite de solubilidade do Li pode ser excedido. Os limites de elasticidade são máximizados com'os níveis de Li compreendidos entre cerca de 0,9 e cerca de 1,5 por cento, reduzindo-se as resistências mecânicas abaixo e acima desta gama. As resistências mecânicas máximas são obtidas com valores que estão compreendidos entre cerca de 1,3 ^: e cerca de 1,4 por cento.

Para as aplicações com limitação da densidade, níveis mais elevados de Li, isto é, 1,8 ou 2,0 por cento e ainda mais elevados, podem usar-se para reduzir a densidade, embora as resistências mecânicas inferiores possam realizar-se a estes níveis mais elevados.

Proporções elevadas de percentagem em peso entre Cu e Li podem ser utilizadas nas ligas da presente invenção a fim de proporcionar propriedades mais satisfatórias. Por exemplo, as proporções de percentagem em peso entre Cu e Li maiores do que cerca de 2,5 ou 3,0 podem-se usar nas ligas que contêm mais do que cerca de 0,8 por cento de Li, de forma a produzir porções volumétricas altas de precipitados de aumento da resistência mecânica no estado de têmpera Tp num estado de têmpera 78.

uso de Zn nas ligas da presente invenção aumenta significativamente as propriedades da resistência à tracçâo. Por exemplo, a resistência mecânica e a ductilidade transversal peque·· i

i

na sofrem aumento em algumas têmperas. Também a presença de Zn pode intensificar a resistência à corrosão.

C uso de Ge, Sn, fd, In, Se, Sr, Sc, Y e/ou Ca podem ajudar,por exemplo na nucleaçSo e na refinação de precipitados.

C uso de Mg nas ligas da presente invenção favorece a nucleação, aumentando assim, a resistência mecânica. Kg também intensifica a resposta ao envelhecimento natural sem trabalho prévio a frio. As resistências à tracção das presentes ligas podem variar, dependendo do teor de Kg. As propriedades físicas e mecânicas favoráveis obtêm-se com concentrações de Mg compreendidas entre 0,05 e 3 por cento, sendo as resistências mecânicas máximas obtidas com valores compreendidos entre cerca de 0,2 e cerca de 0,8 por cento.

uso de Ag nas ligas da presente iavençSo melhora a soldabilidade e pode, até certo ponto', intensificar a resistência mecânica. As mais elevadas resistência mecânicas podem-se obter nas presentes ligas com concentrações de Ag compreendidas entre cerca de 0,1 e cerca de 0,4 por cento.

Pe acordo com a presente invenção, prepararam-se várias ligas, que têm as seguintes composições, como está fixado na Tabela II.

'•Λ.

I

Composições Nominais das Ligas em peso)

TABELA II i

i '1

I

Comp.	Cu	Li	Zn		Aê	Zr	AI
I	4,75	1.3	0,25	0,4	0,4	0,14	Parte restante
II	4,75	1,3	0,5	0,4	0,4	0,14	Parte restante
III	4,75	1,3	0,75	0,4	0,4	0,14	Parte restante
IV	4,75	1,3	1,0	0,4	0,4	0,14	Parte restante
V	4,75	1,3	1,5	0,4	0,4	0,14	Parte restante
VI	4,75	1,3	2,0	0,4	0,4	0,14	Parte restante
VII	4,75	1,3	0,75	0,4	0,2	0,14	Parte restante
VIII	4,75	1,3	0,75	0,4	0,1	0,14	Parte restante
IX	4,0	1,5	0,5	0,4	0,4	0,14	Parte restante
X	4,5	1,25	1,0	0,4	0,4	0,13	Parte restante
XI	4,5	1,25	1,0	0,4	0,25	0,13	Parte restante
XII	2,7	2,2	1,0	0,4	0,4	0,12	Parte restante
XIII	2,7	2,2	1,0	0,4	0,25	0,12	Parte restante
XIV	1.2	2,4	1,0	0,7	0,4	0,12	Parte restante

As ligas I a .IX referidas na Tabela II, foram submetidas a vazamento e extrusSo, em que se usaram as seguintes técnicas. Os elementos foram fundidos por indução sob uma atmosfera ine: te de árgon e vazadas em lingotes de 23 kg (50 lb) com um diâmetro de 160 mm (61. 4 in.). Os lingotes foras homogeneizados a fim de se afectar a uniformidade de composição do lingote, em que se usou um tratamento de homogeneização em duas operações. Na primeira operação, os lingotes foram aquecidos durante 16 horas a 454°C (8502 P) de forma a pôr as fases de baixa temperatura de fusão em solução sólida, e na segunda operação os lingotes são aquecidos durante 8 hras a 504°C (940® P), A primeira operação realizou-se abaixo do ponto de fusão de qua: quer fases de temperatura de fusão baixa longe do equilíbrio que formam estruturas tal como vazadas, devido ao facto da fusão destas fases poder produzir propriedade no lingote e/ou fraca aptidão para o trabalho mecânico. A segunda operação realizou-se à mais elevada temperatura possível sem fusão, a fim de assegurar a difusão rápida para homogeneizar as composições. Os lingotes foram limpos e depois submetidos a extrusão a uma velocidade de 25 mm/s aproximadamente a 37O°C (700° P) a fim de formar barras rectangulares que tenham secções transversais com 10 mm por 102 mm (3/8** por 4**)· As ligas extrudiram bastante bem, não provocam fendas nem estragos na superfície. As barras rectangulares extrudidas foram posterio: mente submetidas a tratamento térmico de dissolução a 5O4°C (940® P) durante 1 hora e a arrefecimento rápido em água. Alguns segmentos da extrusão foram alinhados por estiramento aproximadamente 3 por cento. Este processo de alinhamento por estiramento alinha as eXrusões e também realiza o trabalho a frio. Alguns dos segmentos, tanto com trabalho a frio como sei trabalho a frio, foram envelhecidas naturalmente aproximadamente a 2C®C (68®P). Outros segmentos foram envelhecidos artificialmente a lóO®G (320®P) se foram trabalhados a frio, ou a 180®C (356®?) ee não foram trabalhados a frio.

As ligas X a XIV referidas acima foram vazadas e laminadas, usando-se as seguintes técnicas. Os elementos foram fundidos por indução sob uma atmosfera inerte de árgon e vazados para formarem lingotes de 13,6 kg (30 lb). Os lingotes foram homogeneizados a 499°C (93O^s?) durante 24 horas, usando-se uma taxa de aquecimento lento de 282C (502?) por hora. Os lingotes homogeneizados foram reduzidos a aproximadamente 82,5 por 127 mm em secção transversal por lamlnação primária e então lamií nado8 a quente na forma de uma chapa de 12,7 mm (0,5^w) de espessura nominal a uma temperatura compreendida entre 482 ⁵C i (aoosp) _e entre 37i²C (7002?). As chapas laminadas foram subí metidas a tratamento térmico da dissolução a 5C4⁸C (940²?) dui rante 1 hora e arrefecidas rapidamente em água fria. Algumas das chapas sofreram um estiramento de 3 por cento e foram envei-hecidas artificialmente a cerca de 1S08C (32O^aF) durante 24 horas a fim de se obter 1 chapa com o estado de têmpera ?8. As outras chapas foram envelhecidas artificialmente a cerca de 177²C (35O²?) sem sofrerem estiramente, a fim de se obte una chapa com o estado de têmpera T6.

Para facilidade de referência, as designações de têmpera para as várias combinações de tratamento de envelhecimento e presença ou ausência de trabalho a frio foram reunidas na Tabela

3.

TABELA III

BesignaçSes de Têmpera

Tgmpera * Descrição

T3 tratada terEicamente por dissolução trabalhada a frio **

Envelhecida naturalmente até uma condição substancialmente estável.

'4 tratado termicamente por dissolução Envelhecida naturalmente até uma condição substancialaente estável.

Τδ tratado termicamente por dissolução

Envelhecida artificialmente

TS tratado termicamente por dissolução trabalhada a frio.

nvelhecida artificialmente.

* Sempre que aparecem números adicionais depois da designação normal de têmpera, tal como ESI, isto indica simplesmente um tipo específico de têmpera T8, por exemplo, a uma certa j temperatura de envelhecimento ou durante um certo período de , tempo.

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i ** Embora uma têmpera M ou têmpera Τδ possam ter trabalha a frio para promover a integridade geométrica, este trabalho a frio não inluencia significativamente as respectivas propriedades de envelhecimento. i

A Tabela IV representa as propriedades da resistência à tracção i

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envelhecido naturalmente, para a liga da composição II da presente invenção. A náo ser que seja afirmado o contrário, as propriedades da resistência à tracção da presente Memória Descritiva são tomadas no sentido longitudinal. Em alguns exemplos, as propriedades no sentido transervsal longa (2?) são também dadas e designadas dessa maneira.

TABELA IV

PROPRIEDADES DA RESISTÊNCIA A TRACÇÃO CON'

ENVELECIEENTO NATURAL

Composição da liga Têmpera

Limite de elasticidade

Orientação (iZPa)

Resistência de ruptura à tracção

-Alongamento #

II	T3	L	397	534	17,0
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	T4	L	472	613	14,9
	14	L	465	622	17,0

Como é evidenciado pelas propriedades referidas acima, a liga de composição II da presente invenção apresenta uma resposta fenomenal ao envelhecimento natural. As propriedades da resistência à tracção da Composição II na condição de envelhecimento natural sem trabalho a frio prévio no estado de têmpera T4, são mesmo superior àquelas da liga 2219 na condição de envelhecimento artificial com trabalho a frio prévio, isto é, em condição de tratamento térmico pleno ou no estado de têmpera T81. £ significativo que esta excepcional resposta ao envelhecimento natural exista sem trabalho a frio prévio, porque proporciona uma via, para intensificar a resistência mecânica

das soldaduras e das peças forjadas, no qual a indução do trabalho a frio não é possível. As propriedades mínimas especificadas para extrudldor de 2219-T81, a liga aeroespacial Standard corrente, são 303 MPa (44»O Ksi) para limite de elasticidade, 421 F?a (61,0) para resistência à ruptura à tracção, e 6 He alongamento, 0 estado de têmpera T81 é a têmpera padrão de mais elevada resistência mecânica para as extrusões 2219, de geometria semelhante à liga da Composição II As Composições II nas têmperas envelhecidas naturalmente têm também vantajosas propriedades sobre a liga 2024, no estado de têmpera TS1, de elevada resistência mecânica, uma das principais ligas usadas na aviação, que tem 400 KPa (58 Ksi) YS, 455 KPa (66 KSi) UIS e 5 por cento de alongamento com mínimos estabelecidos, A liga 2024 apresenta uma resposta ao envelhecimento natural isto é, no estado de têmpera T42, mas é muito menor do que àquela da Composição II. As propriedades superiores da Composição II sobre as ligas convencionais 2219 e 2024 estão representadas na Tabela V.

Dever-se-ia salientar que as condições de envelhecimento natural nos estados de têmpera T3 e T4 para a Composição II são comparadas a condições óptimas de elevadas resistências mecânicas num estado de têmpera T8, para as ligas convencionais 2219 e 2024, assim como em relação ao estado de têmpera T4 para a liga 2024.

3:

TABELA V

PROPRIEDADES DA RESISTÊNCIA MECÂNICA

Liga Têmpera

A TRACgÃO

Resistência de Ruptura à tracção

Limite de

Elasticidade (MPa)

Alongamento (/)

Comp.

II	74	472	612	14,9
	74	465	621	17,0
	73	397	534	17,0
2219	781	mínima 303	421	6,0
	781	típicas 252	455	10,0
2024	742	mínima 262	393	12,0
	781	mínima 400	453	5,0

Estudos sobre o envelhecimento indicam que se podem obter resistências mecânicas próximas do máximo em períodos de tempo realizados tecnologicamente, como se segue; entre cerca de 160®C para o material submetido a estiramento, ou cerca de 180®C para o material não submetido a estiramento. A temperatura mais baixa á escolhida para o material sujeito a estiramento, porque as deslocações introduzidas pelo trabalho a fric aceleram & cinética de envelhecimento. Contudo, reconhece-se que estas temperaturas podem ser variadas.

:*uma condição de envelhecimento artificial, as ligas da presente invenção atingem uma resistência mecânica ultra-alta. De particular importância á o facto de as máximas resistências à tracção (UTS) bem superiores a 690 PPa (100 Ksi) com alonga-

mentos de 5 por cento podem ser obtidos tanto em têmperas no jestado T8 como no estado ϊβ. Isto indica que o trabalho a frio não é necessário para ee obterem resistências mecânicas ultra-altas nas ligas da presente invenção, como acontece tipicamente nas ligas convencionais 2xxx. De facto, a dureza Rockwell 3 (uma medida de dureza da liga, que corresponde aproximadamente um por um com o valor UTS para estas ligas) atinge 'substancialmente o mesmo valor final para as presentes ligas, • independeatemente da quantidade de trabalho a frio (alonga^· 'mento) após um período suficiente de envelhecimento. Isto deveria proporcionar uma considerável liberdada nos processos ide fabricação associados a estrutura na aviação e na tecnolo:igia aeroespacial. Além disso, alongamentos até 25 por cento e mais elevados realizam-se em certas têmperas sub-envelhecidas, isto é, invertidas, li )As têmperas com elevada ductilidade, tal como esta, podem ser jjextremamente áteis na fabricação de componentes estruturais aeroespaciais devido aos limites amplos de laboração a frio.

A Tabela VI indica as propriedades da resistência mecânica à •ίtraeção com envelhecimento artificial, para as várias ligas da presente invenção.

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A Figura 1 representa a resposta de envelhecimento da Composição da liga II na condição de trabalho a frio. A resistência de ruptura â tracção, o limite de elasticidade e alongamento são representados graficamente contra o tempo de envelhecimento a lóOSC, Os valores mais à esquerda do gráfico, isto é, o tempo s o, representam as propriedades no estado de têmpera 2^ envelhecidas naturalmente. A Figura 2 representa a resposta ao envelhecimento da liga da Composição II numa condição não trabalhada a frio. A resistência de ruptura à tracção, o limite de elasticidade e o alongamento são representados graficamente contra o tempo de envelhecimento a 1SO°C. As propriedades no estado de têmpera 24 com envelhecimento natural são representadas no lado esquerdo do gráfico.

Geralmente as ligas produzidas de acordo com a presente invenção têm composições compreendidas entre cerca de 4,0 e cerca de 5,5 de Cu, entre cerca de 0,9 e cerca de 1,6 de Li, entre cerca de 0,2 e cerca de 1 de Zn, entre cerca de 0,2 e cerca de 0,5 Kg, entre cerca de 0,1 e cerca de 0,5 de Ug, entre cerca de 0,05 e cerca de 0,5 de um agente de refinação de grãos, sendo a parte restante constituída por Al, possuem alongamen* tos e resistências mecânicas longitudinais extremamente úteis. Por exemplo, no estado de têmpera 23, as ligas que se inserem nas Composições Já mencionadas (isto á, nas gamas de Composição já mencionadas) podem apresentar um limite de elasticidade longitudinal compreendido entre cerca de 345 KPa (50 Ksi) e cerca de 517 íiPa (75 Ksi), uma resistência de ruptura à tracção longitudinal compreendida entre cerca de 446 K?a (65) e cerca de 607 KPa (88 Ksi), e um alongamento longitudinal compreendido entre cerca de 8 e cerca de 25 por cento. So estado de têmpera T4» as ligas que se inserem nestas gamas de Composição podem apresentar um limite de elasticida longitudinal compreendido entre cerca de 379 KPa (55) e cerca de 531 KPa (77 Ksi), uma resistência de ruptura à tracção longitudinal compreendida entre cerca de 462 KPa (67) e cerca de 690 MPa (100 Ksi), e um alongamento longitudinal compreendido entre cerca de 8 e cerca de 25 por cento. Além disso, no estado de têmpera ?6, estas ligas podem apresentar um limite de elasticidade longitudinal compreendido entre cerca de 483 KPa (70) e cerca de 759 KPa (110 Isi), uma resistência de ruptura à tracção longitudinal compreendida entre cerca de 552 e 814 KPa (80 e 118 Ksi) e um alongamento longitudinal compreendido ãentro do intervalo de cerca de 1 a cerca de 10 por cento. Ainda no estado têmpera T8, as ligas que se inserem nas gamas de composição mencionada anteriormente, apresenta um limite de elasticidade compreendido entre cerca de 483 KPa e cerca de 759 KPa (70 e 110 Ksi) uma resistência de ruptura à tracção compreendida entre cerca de 552 KPa e cerca de 814 KPa (80 e 118 Ksi), e um alongamento compreendido dentro do intervalo de cerca de 2 a cerca de 15 por cento. Convém frisar que as propriedades anteriormente mencionadas em têmperas envelhecidas naturalmente no estado de têmpera 23 e T4 são para períodos de tempo de envelhecimento praticadoe tecnologicamente, isto é, de 500 a 12 00 horas, e Que as resistências mecânicas intensificar-ee-So indefinidamente com um envelhecimento natural de longa duração. Também pode ser possível aumentar os limites de elasticidade e as resistências de ruptura à tracçSo já mencionadas em têmperas trabalhadas a frio, no estado de têmpera 23 e 28, trabalhando-se com elevadas relaçêes de redução, isto é, elevadas relaçêes de extrusão.

As ligas da presente invenção podem ser rapidamente produzidas por técnicas de produção à escala comercial. Para exemplificar, um lingote de 4500 kg foi submetido a vazamento e laminação usando-se os seguintes processos. Uma liga de alumínio cue é constituída entre cerca de 4,7 por cento em peso de Kg, cerca de 0,37 por cento em peso de Ag, e cerca de C,14 por cento em peso de Zn, sendo a parte restante constituída essen?cialmente por alumínio e impurezas, foi vazada num lingote com aproximadamente 4500 kg que tem uma secção transversal de 305 mm de espessura por 1143 mm de largura, C lingote foi homogeneizado num forno a uma temperatura de 471®C (880® P) durante 8 horas, seguida por uma temperatura de 499®C (930® F) durante 3ó horas e foi arrefecido ao ar. 0 lingote foi limpo e cortado até 25C mm de espessura, 1016 mm de largura e 3429 ma de comprimento. 0 lingote foi então previamente aquecido num forno durante 2 horas a 482®C (900® F) e laminado a quente na forma de uma chapa com 12,7 mm de espessura, A chapa foi trata da termicamente em dissolução a 504®C (940® P) durante 1,5 hora e foi arrefecida rapidamente em água fria. A chapa foi então, estirada cerca de 6 por cento no sentido da laminação à temperatura ambiente, 0 estiramento foi seguido por um envelhecimento artificial a 154®C (310® ?) durante 4 e 8 horas.

Cs resultados do ensaio da resistência à tracção e os resultados do ensaio da tenacidade à fractura por meio de amostras de resistência à tracção compactas, são mencionados na Tahela VIII. Os valores da propriedade mecânica dados, são os valores médios a partir dos duplicados.

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Convém notar que embora certas operações de processamento sejam reveladas para a produção dos produtos das ligas da presente invenção, estas operações podem-se modificar a fim de se obter os vários resultados desejados.

Por exemplo, os períodos de envelhecimento artificial e/ou as temperaturas podem-se alterar os tempos e/ou temperatura de homogeneização podem variar, e a quantidade de trabalho a frio que foi empregada pode-se variar. Assim, as operações que incluem vazamento, homogeneização, trabalho, tratamento térmico e envelhecimento podem-se alterar, ou podem-se adicionar outras operações, para afectar, por exemplo, as propriedades mecânicas e físicas do produto final formado.

As caracteristicas tais como o tipo, tamanho e distribuição dos precipitados da resistência mecânica podem, assim, ser controlada até certo ponto, o que depende das téc .icas utilizadas na sua preparação. Também o tamanho do grão, a proporção do aspecto do grão, e a quantidade de recristalização do produto final, podem-sé controlar até certo ponto. Além disso, durante a preparação, as temperaturas de envelhecimento e o período de envelhecimento podem-se alterar de forma a aumentai as taxas de produção. Por conseguinte, além das técnicas de processamento contidas na presente memória, podem-se usar várias modificações na preparação das ligas da presente invenção.

Embora na formação dos lingotes das ligas presentes, a técnica de vazamento seja a preferida, as ligas podem também ser preparadas numa forma de lingote consolidado a partir de finas partículas. 0 pó ou o material formado de partículas pode ser preparado por processos tais como atomização, vazamento mecânico e fiação da massa fundida. Nestas técnicas do processamento do pó, pode ser possível aumentar o nível de um agente

de refinação de grãos e/ou os elementos de liga presentes dentro das ligas, Por exemplo, os níveis de Zr podem ser aumentados em quantidades de cerca de 2 ou cerca de 3 por cento em peso, ou mais.

Adicionalmente às técnicas convenoionais de trabalho, dos metais, tais como extrusão, forja, laminação,âe formação plástica, ede formação semi-sélida, as ligas da presente invenção podem ser submetidas a técnicas de solidificação rápida, que inclue a formação por pulverização, atomização, arrefecimento, fiação de massa fundida e semelhantes· As técnicas adequadas de formação por pulverização incluem o processo de Csprey e a compactação dinâmica liquida.

As ligas da presente invenção possuem proprieôades que as tornam excelente para aplicação com soldadura. A sua capacidade de atingirem elevadas resistências mecânicas sem necessitarem de trabalho a frio, é muito vantajosa em operações de soldadu-jra, em que a utilização do trabalho a frio não é muitas vezes praticável. Também a resposta intensa ao envelhecimento natural das presentes ligas permite o seu uso em aplicações com soldadura, onde o envelhecimento artificial, depois da operação de soldadura não é possível. As presentes ligas são altamente resistentes à formação de fendas a quente que podem ocorrer durante a soldadura, e podem ser soldadas usando tant<)>

i varetas convencionais como varetas do metal de origem, ou as suas modificações. Para exemplificar a soldabilidade das pressentes ligas, ducfe chapa da Composição II foi soldada com um fio de vareta à base de alumínio que tem a seguinte composição: 5,C por cento em peso de Cu, 1,3 por cento em peso de Lil 0,4 ;or cento em peso de Kg, 0,4 por cento em peso de Ag, 0,14 por cento em peso de Zr, 0,1 por cento em peso de Ti, sendo a parte restante constituída por alumínio. Uma soldadura de arco de plasma com polaridade variável (VPPA) de uma passagem, for··

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tenente forçada foi realizada com uma corrente de 160 A e com uma tensão igual a 20V a uma velocidade de deslocação igual a 5,5 ipm. e uma taxa de alimentação do eléctrodo de soldadura igual a 50 ipm. Á liga da Composição II foi facilmente sidada, sem mostrar vestígios de fendas a quente, apeBar da farte re: gressão a que foi sujeita.

As técnicas de soldadura convencionais, tais como o arco de plasma de polaridade variável (VPPA), o arco de tungsténio protegido com gás, o arco de metal protegido com gás, o feixe electrénico, a fricção etc, são apropriados para soldarem ae | ligas da presente invenção.

As presentes ligas, nomeadamente aquelas que contém mais do

I ! que cerca de 4 ou 4,5 por cento de Cu, são adequadas para serem utilizadas como ligas de varetas de soldadura. Assim, as presentes ligas podem-se usar como ligas de vareta de soldadura para soldar as ligas à base de alumínio, que incluem as ligas mencionadas pela presente invenção, assim como as ligas convencionais à base de alumínio. Para exemplificar o uso das presentes ligas como ligas de soldadura, realizou-se um ensaio de soldadura, em que se usou a chapa da composição II. 0 ensaio, conhecido como ensaio circular, processa-se fazendo uma soldadura circular na chapa da liga, e mede-se o comprimento da fenda na soldadura. Esta geometria propositadamente solicita fortemente soldadura em solidificações o que pode causar a formação de fendas a quente por solidificação. Numa soldadura circular a autogénio com cerca de 5 cm de diâmetro foi depositada (gota sobro a chapa) numa chapa da liga da Composição II, de espessura 9,5 mm.

Não originou nenhuma fenda, isto é, comprimento de fenda igua. í a 0, na var--ta da Composição II, o que indica que a liga da — Composição II é extremamente adequada como uma liga de solda-

dura. Em contraste, o mesmo ensaio realizou-se utilizando as ligas comerciais 2090 e 2091, e desenvolveu-se um comprimento de fenda cerca de 0,71 mm numa soldadura 2090, e um comprimento de fenda cerca de 16,2 mm numa soldadura 2091.

Quando as ligas da presente invenção são utilizadas como ligas de vareta de soldadura, as composições Inseridas nas seguinteB.gamas são adequadas: compreendidas entre cerca de 4,0 e cerca de 6,5 por cento em peso de Cu, entre cerca de 0,5 e cerca de 2,6 por cento em peso de Li, entre cerca de 0,05 e cerca de 2 por cento em ρεβο de Zn, entre cerca de 0,05 e cerca de 0,8 por cento em peso de Hg, entre cerca de 0,05 e cercfi de 1 por cento em peso de Ag, entre cerca de 0,01 e cerca de 2 por cento em peso de um agente de refinação dos grãos escolhido de Zr, Cr, -'n, Ti, Hf, V, Nb, B, TiBg e suas combinações, sendo a parte restante constituída por alumínio. As Composições de liga de soldadura preferidas contêm entre cerca de 4,5 e 6 por cento em peso de Cu, entre cerca de 0,8 e cerc^ de 1,6 por cento em peso de L, entre cerca de 0,25 e cerca de C,75 por cento em peso de Zn, entre cerca de C,2 e cerca de C,5 por cento em peso de Hg, entre 0,5 por cento em peso de Lg, entre cerca de 0,1 e cerca de 0,4 por cento em peso de Ag, entre cerca de 0,05 e cerca de C,5 por cento em peso de um agente de refinação de grãos escolhido de Zr, Cr, Hn, Ti, Hf,

V, Eb, B, TiB₂ e suas combinações, sendo a parte restante constituída por alumínio. 0 zircónio é o mais preferido agente de refinação dos grãos. Pequenas quantidades de elementos adicionais escolhidos de Ge, Sn, Cd, In, Be, Sr, Sc, Y e Ca podem também ser adicionadas às composições de liga de soldadura mencionadas anteriormente, por exemplo, para actuarem como auxiliares de nucleaçâo. Estes exemplos podem ser adicionados num intervalo total compreendido entre cerca de 0,01 e cerca de 1,5 por cento.

As ligas da presente invenção possuem excelentes propriedades

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a temperaturas altas, ao manterem grande parte da sua resistência mecânica e valores úteis de alongamento a temperaturas de 14323 (3002 p) θ superiores.

as ljgas da presente invenção possuem também excelentes propriedades criogénicas. As resistências mecânicas submetidas a temperaturas criogénicas au?.entam, efectivamente, em relaçãc âsresistências mecânicas submetidas à temperatura ambiente.

Além disso, os valores úteis de alongamento mantêm-se a temperaturas criogénicas. As temperaturas criogénicas incluem -320 ? (-1952c) e -8023? (-5820). As excelentes propriedades criogénicas obtidas com as ligas da presente invenção permitem importantes implicações relacionadas com as aplicações do espaço, onde as ligas criogénicas são, muitas vezes, necessárias para 0 armazenamento de combustíveis e comburentes. Tipicamente as ligas de alumínio com elevada resistência mecânica têm baixa resistência aos vários tipos de corrosão, particularmente à formação de fendas provocadas por corrosão sob tensão SJC, 0 que tem limitado a utilização de muitas ligas da alta tecnologia. Lm constraste, as ligas da presente invenção possuem excelente resistência à formação de fendas provocad.s por corrosão sob tensão. Além disso, as presentes ligas têm apenas usa mínima susceptibilidade de corrosão à esfoliação. Iara ilustrar a elevada resistência à formação de fendas provocadas por corrosão sob tensão, que as presentes ligas possuem, realizou-se um ensaio à corrosão, duma liga de composição íl. Dez amostras de liga de Composição II foram submetidas a extrusão, trabalhada a frio e envelhecida artificialmente numa têmpera (5 amostras envelhecidas durante 5 horas a 15O°C e 5 amostras envelheceram durante 16 horas a 16C⁵C), preparadas de acordo com a norma AS1Y 549, foram carregadas com 4»9 Kg/cm (70 hsi) o sentido transversal ao comprimento. As amoá tras foram submetidas a um ensaio de imersão alternado, de acordo com a norma Α2ΣΙ 644 que implica exposição a seco durajj β» ipaTKT..

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JUSXJfiúb^MU» ι — te 50 minutos, alternando com as exposições solhadas durante

I ι 10 minutos, numa solução que contém 3,5 por cento de NaCl. Todas as amostras se mantiveram intactas ao fim do ensaio paJ drão de 40 dias (A3TE norma 664), o que indica uma resistên| cia extremamente forte à formação de fendas provocadas por corrosão sob tensão· Isto é significativo, porque demonstra a excelente resistência à formação de fendas provocadas por corrosão sob tensão, a níveis acima dos limites de elasticidade das ligas existentes utilizadas na tecnologia aeroespacial tais como 2024 e 2014·

Devido às inesperadas elevadas propriedades das ligas da pref sente invenção, pode ser conveniente fazer adições de Zn e Ag| nas quantidades especificadas na Tabela I, nas ligas comerciais 2091 e 2760?. Verificou-se que as Composições XII e XIII da presente invenção representam a adição de Zn, Ag e I'g, à liga 2090 de lítio, à base de alumínio, comercializada recentemente, e que a Compoeição XIV representa a adição de Zn e Ag à liga comercial 8090. Do mesmo modo, as adições de Zn e Ag podem-se realizar nas ligas 2091 e 276 CP. Consequentemente estas adições consideram-se dentro do âmbito da presente invenção.

Convém frisar, que a descrição da presente invenção mencionada anteriormente é susceptível de várias modificações, altera}» ções e adaptações pelos peritos na matéria, e que as mesmas devem ser consideradas dentro do espírito e âmbito da invençãb como é realçado pelas reivindicações que se seguem.

Claims (19)

1. BEimMCAÇQSS:

   1 * Processo para a preparação de ligas metálicas à base de alumínio com uma resistência mecanica ultra-alfa, caracterizado pelo facto de se misturar, fundir e afinar uma mistura de componentes metálicos de tal maneira que se obtenha uma liga matálica que contém essencialmente entre cerca de 1 e cerca de 7 por cento em peso de Cu; entre cerca de 0,1 e cerca de 4 por cento em peso de Li; entre cerca de 0,01 e cerca de 4 por cento em peso total de, pelo menos, um elemento escolhido do grupo que consiste em Zn, Ge, Sn, Cd, In, Be, Sr e Ca;

   entre cerca de 0,05 e cerca de 3 por cento em peso de Mg; entre cerca de 0,01 e cerca de 2 por cento em peso de Ag; entre cerca de 0,01 e cerca de 2 por cento em peso de um agente de refinação dos grãos escolhidos do grupo que consiste em Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, B, TiB₂ e as suas combinações, sendo a parte restante constituída por alumínio e eventuais impurezas.

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2. 2 Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de, na liga, o Cu constituir entre cerca de 3,0 e cerca de 6,5 por cento em peso;

   o Li constituir entre cerca de 0,5 e cerca de 2,6 por cento em peso;

   o total dos elementos escolhidos de Zn, Ge, Sn, Cd, In, Be, Sr e Ca constituir entre cerca de 0,05 e cerca de 2 por cento em peso;

   o Mg constituir entre cerca de 0,1 e cerca de 1,5 por cento em peso;

   o agente de refinação dos grãos constituir entre cerca de 0,05 e cerca de 0,5 por cento em peso.
3. 3 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a composição da liga ser a seguinte:

   Cu- cerca de 3,5 a cerca de 5,5 por cento em peso;

   Li- cerca de 0,8 a cerca de 2,0 por cento em peso;

   total dos elementos escolhidos de Zn, Ge, Su, Cá, In, Be, Sr e Ca- cerca de 0,2 a cerca de 1,5 por cento em peso;

   Mg- cerca de 0,2 a cerca de 0,8 por cento em peso;

   Ag- cerca de 0,1 a cerca de 0,5 por cento em peso: e agente de refinação dos grãos - cerca de 0,08 a cerca de 0,2 por cento em peso.
4. 4 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a composição da liga ser a seguinte:

   Cu- cerca de 4,0 a cerca de 5,0 por cento em peso;

   Li- cerca de 1,0 a cerca de 1,6 por cento em peso;

   total dos elementos escolhidos de Zn, Ge, Su, Cá, In, Be, Sr e Cà- cerca de 0,25 a cerca de 0,75 por cento em peso; Mg- cerca de 0,3 a cerca de 0,5 por cento em peso;

   Ag- cerca de 0,1 a cerca de 0,4 por cento em peso: e agente de refinação dos grãos - cerca de 0,08 a cerca de 0,2 por cento em peso.
5. 5 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o agente de refinação dos grãos compreender Zr, Ti ou uma sua combinação.
6. 6 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a composição da liga ser a seguinte:

   cerca de 1 até cerca de 7 por cento em peso de Cu;

   cerca de 0,1 até cerca de 4 por cento em peso de Li;

   cerca de 0,01 até cerca de 4 por cento em peso de Zn; cerca de 0,05 até cerca de 3 por cento em peso de Mg; cerca de 0,01 até cerca de 2 por cento em peso de Ag; cerca de 0,01 até cerca de 2 por cento em peso de agente de

   refinação dos grãos escolhidos do grupo que consiste em Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, B, Tií^ e as suas combinações, sendo a parte restante constituída por alumínio e eventuais impurezas.
7. 7 -Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo facto de o agente de refinação dos orgãos compreender Zr.
8. 8 Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo facto de o agente de refinação dos orgãos compreender Ti.
9. 9 Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo facto de o agente de refinação dos orgãos constituir entre cerca de 0,05 e cerca de 0,5 por cento em peso.

   θ
10. 10 Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo facto de o agente de refinação dos orgãos constituir entre cerca de 0,08 e cerca de 0,2 por cento em peso da liga.
11. 11^a Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo facto de o agente de refinação dos orgãos constituir entre cerca de 3,0 e cerca de 6,5 por cento em peso da liga.

    a
12. 12 Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo facto de o agente de refinação dos orgãos constituir i entre cerca de 3,5 e cerca de 6,5 por cento em peso da i liga.

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    1
13. 13 - Processo de acordo com a reivindicação 6, |í caracterizado pelo facto de o agente de refinação dos orgãos constituir entre cerca de 4,0 e cerca de 5,0 por í cento em peso da liga.

    i
14. 14 - -Processo de acordo com a reivindicação 6, ; caracterizado pelo facto de o agente de o Li constituir entre cerca de 0,5 e cerca de 2,6 por cento em peso da liga.
15. 15 - Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo facto de o agente de o Li constituir entre cerca de 0,8 e cerca de 2,0 por cento em peso da liga.

    â
16. 16 - Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo facto de o agente de o Li constituir entre cerca de 1,0 e cerca de 1,6 por cento em peso da liga.

    de acordo com a reivindicação 6, facto de o agente de o Zn constituir e cerca de 2 por cento em peso da liga.

    de acordo com a reivindicação 6, facto de o agente de o Zn constituir
17. 17^a - Processo caracterizado pelo entre cerca de 0,05
18. 18^a - Processo caracterizado pelo entre cerca de 0,2 e cerca de 1,5 por cento em peso da liga.
19. 19 - Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo facto de o agente de o Zn constituir entre cerca de 0,25 e cerca de 0,75 por cento em peso da liga.

    27 - Processo para a preparação de ligas metálicas à base de alumínio caracterizado pelo facto de se misturar, fundir e afinar uma mistura de componentes metálicos de tal maneira que se obtenha uma liga matálica que contém essencialmente entre cerca de 3,0 e cerca de 6,5 por cento em peso de Cu; entre cerca de 0,5 e cerca de 2,6 por cento em peso de Li; entre cerca de 0,05 e cerca de 2 por cento em peso Zn; entre cerca de 0,01 e cerca de 1,5 por cento em peso de Mg; entre cerca de 0,05 e cerca de 1 por cento em peso de Ag; entre cerca de 0,01 e cerca de 2 por cento em peso de um agente de refinação dos grãos escolhidos do grupo que consiste em Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, B, TiB₂ e as suas combinações, sendo a parte restante constituida por alumínio e eventuais impurezas.

    28 - Processo para a preparação de ligas metálicas à base de alumínio caracterizado pelo facto de se misturar, fundir e afinar uma mistura de componentes metálicos de tal maneira que se obtenha uma liga matálica que contém essencialmente

    entre cerca de 3,5 e cerca de 5,5 por cento em peso de Cu; entre cerca de 0,8 e cerca de 2,0 por cento em peso de Li; entre cerca de 0,2 e cerca de 1,5 por cento em peso Zn;

    entre cerca de 0,01 e cerca de 1,5 por cento em peso de Mg; entre cerca de 0,1 e cerca de 2 por cento em peso de Ag; entre cerca de 0,Úl e cerca de 2 por cento em peso de um agente de refinação dos grãos escolhidos do grupo que consiste em Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, B, TiB₂ e as suas combinações, sendo a parte restante constituida por alumínio e eventuais impurezas.

    â j 30 - Processo para a preparação de ligas metálicas à base

    I j de alumínio caracterizado pelo facto de se misturar, fundir e afinar uma mistura de componentes metálicos de tal maneira que se obtenha uma liga matálica que contém essencialmente entre cerca de 4,0 e cerca de 5,0 por cento em peso de Cu; entre cerca de 1,0 e cerca de 1,6 por cento em peso de Li; entre cerca de 0,25 e cerca de 0,75 por cento em peso Zn; entre cerca de 0,3 e cerca de 0,5 por cento em peso de Mg; entre cerca de 0,05 e cerca de 1 por cento em peso de Ag; entre cerca de 0,01 e cerca de 2 por cento em peso de um agente de refinação dos grãos escolhidos do grupo que consiste em Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, B, TiB₂ e as suas combinações, sendo a parte restante constituída por alumínio e eventuais impurezas.

    i:

    31θ - Processo de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo facto de, na liga para fins criogénicos, o Cu constituir entre cerca de 4,0 e cerca de 5,0 por cento em peso;

    o Li constituir entre cerca de 1,0 e cerca de 1,6 por cento em peso; e o agente de refinação dos grãos constituir entre cerca de 0,08 e cerca de 0,2 por cento em peso.

    P 32^ - Processo de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo facto de, liga para fins criogénicos, o ) agente de refinação dos grãos compreender Zn.

    33^a - Processo para a preparação de ligas metálicas à base de alumínio soldáveis caracterizado pelo facto de se i misturar, fundir e afinar uma mistura de componentes I metálicos de tal maneira que se obtenha uma liga matálica soldável que contém essencialmente entre cerca de 4,0 e cerca de 6,5 por cento em peso de Cu;

    entre cerca de 0,8 e cerca de 2,0 por cento em peso de Li; entre cerca de 0,2 e cerca de 1,5 por cento em peso Zn; entre cerca de 0,2 e cerca de 0,8 por cento em peso de Mg; entre cerca de 0,1 e cerca de 0,5 por cento em peso de Ag; entre cerca de 0,01 e cerca de 2 por cento em peso de um

    agente de refinação dos grãos escolhidos do grupo que consiste em Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, Β, T1B2 e as suas ; combinações, sendo a parte restante constituida por |!

    !' alumínio e eventuais impurezas.

    |í 34^a - Processo de acordo com a reivindicação

    33,caracterizado pelo facto de na liga soldável, o Cu i constituir

    Ϊ entre cerca de 4,5 e cerca de 5,5 por cento em peso; ΐ o Li constituir entre cerca de 1,0 e cerca de 1,6 por cento i em peso;

    ; Zn constituir entre cerca de 0,25 e cerca de 0,75 por cento em peso;

    I ij Mg constituir entre cerca de 0,3 e cerca de 0,5 por cento :i em peso; 1 íj a Ag constituir entre cerca de 0,1 e cerca de 0,4 por cento · í em peso; ;

    o agente de refinação dos gráos constituir entre cerca de 0,08 e cerca de 0,2 por cento em peso.

    ! 35_a - Processo de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo facto de o agente de refinação dos gráos compreender Zr.

    36^a - Processo para a preparação de ligas metálicas à base

    I ; de alumínio trabalhadas a frio envelhecidas naturalmente caracterizado pelo facto de se misturar, fundir e afinar uma mistura de componentes metálicos de tal maneira que se obtenha uma liga matálica que contém essencialmente entre cerca de 4 e cerca de 5,5 por cento em peso de Cu; entre cerca de 0,9 e cerca de 1,6 por cento em peso de Li;

    entre cerca de 0,2 e cerca de 1 por cento em peso Zn; entre cerca de 0,2 e cerca de 0,5 por cento em peso de Mg entre cerca de 0,1 e cerca de 0,5 por cento em peso de Ag entre cerca de 0,05 e cerca de 0,5 por cento em peso de

    agente de refinação dos grãos escolhidos do grupo que consiste em Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, Β, TiB₂ e as suas combinações, sendo a parte restante constituída por alumínio· e eventuais impurezas, a qual, no estado de ’ tempera T3, possui um limite elástico compreendido entre 9 cerca de 3500 e cerca de 5250 kgf/cm (50 a 70k si), uma i resistência de ruptura à tracção compreendida entre cerca Í de 4550 e cerca de 6160 kgf/cm² (65 a 88 Ksi) e um I alongamento compreendido entre cerca de 8 e cerca de 25 por cento.

    ^! 37 - Processo para a preparação de ligas metálicas à base

    1 de alumínio não trabalhadas a frio envelhecidas ) naturalmente caracterizado pelo facto de se misturar, • fundir e afinar uma mistura de componentes metálicos de tal maneira que se obtenha uma liga matálica que contém !

    I . I i essencialmente i

    entre cerca de 4,0 e cerca de 5,5 por cento em peso de Cu; entre cerca de 0,9 e cerca de 1,6 por cento em peso de Li; entre cerca de 0,2 e cerca de 5,5 por cento em peso Zn; entre cerca de 0,2 e cerca de 0,5 por cento em peso de Mg; entre cerca de 0,1 e cerca de 0,5 por cento em peso de Ag; entre cerca de 0,05 e cerca de 0,5 por cento em peso de um

    agente de refinação dos grãos escolhidos do grupo que consiste em Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, B, TiB₂ e as suas combinações, sendo a parte restante constituída por alumínio e eventuais impurezas, a qual, no estado de tempera T4, possui um limite elástico compreendido entre 0 cerca de 3850 e cerca de 5390 kgf/cm (55 a 77 ksi), uma resistência de ruptura a tracção compreendida entre cerca de 4690 e cerca de 70000 kgf/cm² (67 a 100 Ksi) e um alongamento compreendido entre cerca de 8 e cerca de 25 por cento a

    38 - Processo para a preparação de ligas metálicas à base de alumínio não trabalhadas a frio envelhecidas artificialmente caracterizado pelo facto de se misturar, S r

    fundir e afinar uma mistura de componentes metálicos de tal maneira · que se obtenha uma liga matálica que contém essencialmente entre cerca de 4,0 e cerca de 5,5 por cento em peso de Cu;

    entre cerca de 0,9 e cerca de 1,6 por cento em peso de Li;

    entre cerca de 0,2 e cerca de 1 por cento em peso Zn;

    j entre cerca de 0,2 e cerca de 0,5 por cento em peso de Mg;

    entre cerca de 0,1 e cerca de 0,5 por cento em peso de Ag;

    entre cerca de 0,05 e cerca de 0,5 por cento em peso de um agente de refinação dos grãos escolhidos do grupo que

    I ¹ consiste em Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, B, TiB₀ e as suas

    I combinações, sendo a parte restante constituída por alumínio e eventuais impurezas, a qual, no estado de tempera T6, possui um limite elástico compreendido entre cerca de 4900 e cerca de 7700 kgf/cm² (70 a 100 ksi), uma resistência de ruptura à tracção compreendida entre cerca de 5600 e cerca de 8260 kgf/cm² (80 a 118 Ksi) e um alongamento compreendido entre cerca de 1 e cerca de 10 por ·,

    I cento.

    í

    2a

    39 - Processo para a preparação de ligas metálicas à base de alumínio trabalhadas a frio artificialmente envelhecidas, caracterizado pelo facto de se misturar, i fundir e afinar uma mistura de componentes metálicos de tal l

    maneira que se obtenha uma liga matálica que contém essencialmente entre cerca de 4 e cerca de 5,5 por cento em peso de Cu; entre cerca de 0,9 e cerca de 1,6 por cento em peso de Li;

    entre cerca de 0,2 e cerca de 1 por cento em peso Zn; entre cerca de 0,2 e cerca de 0,5 por cento em peso de Mg; entre cerca de 0,1 e cerca de 0,5 por cento em peso de Ag; entre cerca de 0,05 e cerca de 0,5 por cento em peso de um

    agente de refinação dos grãos escolhidos do grupo que consiste em Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, Β, T1B2 e as suas combinações, sendo a parte restante constituída por alumínio· e eventuais impurezas, a qual, no estado de tempera T8, possui um limite elástico compreendido entre cerca de 4900 e cerca de 7700 kgf/cm^ (70 a 100 ksi), uma resistência de ruptura à tracção compreendida entre cerca de 5600 e cerca de 8260 kgf/cm^ (80 a 118 Ksi) e um alongamento compreendido entre cerca de 1 e cerca de 10 por cento.

    40 - Processo para a preparação de ligas metálicas para varetas de soldadura para ligas à base de alumínio trabalhadas a frio artificialmente envelhecidas, caracterizado pelo facto de se misturar, fundir e afinar uma mistura de componentes metálicos de ,tal maneira que se ¹ obtenha uma liga matálica que contém essencialmente j entre cerca de 4 e cerca de 6,5 por cento em peso de Cu; entre cerca de 0,5 e cerca de 2,6 por cento em peso de Li;

    entre cerca de 0,05 e cerca de 2 por cento em peso Zn; j !

    entre cerca de 0,05 e cerca de 0,8 por cento em peso de Mg; í entre cerca de 0,1 e cerca de 1 por cento em peso de Ag; | entre cerca de 0,05 e cerca de 0,5 por cento em peso de um j agente de refinação dos grãos escolhidos do grupo que [

    I consiste em Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, Β, T1B2 e as suas combinações, sendo a parte restante constituída por alumínio e eventuais impurezas.

    41 - Processo de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pelo facto de, na liga das varetas de soldadura o Cu constituir

    r.

    il ι· i

    :j t _ti I b'- entre cerca de 4,5 e cerca de 6 por cento em peso;

    o Li entre cerca de 0,8 e cerca de 1,6 por cento em peso;

    Zn constituir entre cerca de 0,25 e cerca de 0,75 por cento em peso;

    o Mg constituir entre cerca de 0,2 e cerca de 0,5 por cento em peso;

    a Ag constituir entre cerca de 0,1 e cerca de 0,4 por cento em peso; · o agente de refinação dos grãos constituir entre cerca de 0,05 e cerca de 0,5 por cento em peso.

    42^a - Processo de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pelo facto de o agente de refinação dos grãos compreender Zn.

    43^a - Processo de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pelo facto de a liga ainda conter cerca de 0,01 até cerca de 1,5 por cento em peso de um elemento escolhido do grupo que consiste em Ge, Sn, Cd, In, Be, Sr, Sc, Y, Ca e as suas comcinações.

    44 - Processo para a preparação de ligas metálicas à base de alumínio, caracterizado pelo facto de se misturar, fundir e afinar uma mistura de componentes metálicos de tal maneira que se obtenha uma liga matálica que contém essencialmente entre cerca de 3,0 e cerca de 6,5 por cento em peso de Cu; entre cerca de 0,5 e cerca de 2,6 por cento em peso de Li; entre cerca de 0,05 e cerca de 2 por cento em peso Zn; entre cerca de 0,1 e cerca de 1,5 por cento em peso de Mg; entre cerca de 0,05 e cerca de 1 por cento em peso de Ag; entre cerca de 0,01 e cerca de 2 por cento em peso de um agente de refinação dos grãos escolhidos do grupo que consiste em Zr, Cr, Mn, Ti, Hf, V, Nb, B, T1B2 e as suas combinações, sendo a parte restante constituída por