O alumínio é o terceiro elemento mais proeminente na crosta terrestre. Devido à sua baixa densidade e outras propriedades, ele atende a quase todos os setores. Entretanto, muitas pessoas não sabem a densidade exata do alumínio e de suas ligas. Essa propriedade é o que torna o alumínio popular.
Então, qual é a densidade do alumínio? Como essa característica aumenta sua importância? Se você não sabe, não se preocupe! Este guia será dedicado à densidade do metal alumínio. Você entenderá todos os conceitos básicos. Então, vamos começar!
Visão geral da densidade
Antes de entrar em detalhes, vamos primeiro entender o significado de densidade. É um termo técnico que indica a massa de um objeto presente em uma unidade de volume. Em palavras simples, é o espaço que um objeto ocupa em uma unidade de volume. Vamos entender isso com um exemplo simples.
Suponha que você tenha um pedaço de ferro e um prato. Você coloca essa peça no prato. Esse espaço ocupado pelo pedaço de ferro será sua densidade. Se ele ocupar mais espaço, terá maior densidade, e vice-versa. O peso e a espessura são diretamente proporcionais um ao outro.
Se o ferro ocupa mais espaço, isso significa que ele também é mais pesado. Diferentes tipos de unidades são usados para indicar a densidade. Elas incluem kg/m3 (unidade SI) e g/cm3 (unidade FPS). Normalmente, a densidade é representada pela letra grega rho (ρ). Então, agora que você entende a densidade, vamos nos aprofundar e discutir a densidade do alumínio.
Qual é a densidade do alumínio e de suas ligas?
O alumínio puro tem densidade de 2700 kg/m3 (unidade SI) ou 2,70 g/cm3. Essas medidas podem variar nas ligas de alumínio. Lembre-se de que essa faixa de densidade é considerada pequena. Devido a essa densidade menor, o alumínio é leve em comparação com outros elementos.
Diferentes fatores podem influenciar a densidade do alumínio. Por exemplo, se o alumínio tiver pequenas impurezas, sua densidade não será a mesma mencionada acima. A densidade que mencionei acima se refere à forma mais pura do alumínio.
Geralmente, o alumínio é utilizado em liga com outros elementos diferentes. O elemento de liga torna o alumínio mais robusto e lhe confere características. Lembre-se de que esses elementos de liga têm densidades diferentes. Portanto, a liga de alumínio terá densidades diferentes, dependendo da liga.
Densidade das ligas de alumínio
Como eu disse, há diferentes ligas de alumínio. O alumínio é geralmente usado em sua forma de liga. O elemento de liga lhe confere diferentes características necessárias para outros projetos. Os elementos de liga padrão incluem cobre, zinco, magnésio, manganês e silício.
Esses elementos de liga têm densidades diferentes. Quando ligados ao alumínio, esses elementos alteram as densidades do alumínio. Vamos dar uma olhada nas várias ligas de alumínio e suas densidades:
| Liga de alumínio | Elementos de liga | Densidade (g/cm³) |
| Alumínio 1100 | cobre, ferro, magnésio, manganês, silício | 2.71 |
| Alumínio 2024 | Cobre, manganês, magnésio | 2.78 |
| Alumínio 3003 | Manganês | 2.73 |
| Alumínio 5052 | Magnésio, cromo | 2.68 |
| Alumínio 6061 | Magnésio, silício, ferro, cobre, cromo, zinco, titânio | 2.70 |
| Alumínio 6063 | Magnésio, silício | 2.69 |
| Alumínio 7075 | Zinco, magnésio, cobre | 2.81 |
| Alumínio 5083 | Magnésio, manganês, cromo | 2.66 |
| Alumínio 2011 | Cobre, bismuto, chumbo | 2.83 |
| 6060 | Magnésio, silício | 2.70 |
Como mencionado acima, o alumínio puro tem uma densidade de 2,70 g/cm3. Entretanto, diferentes alumínios têm densidades ligeiramente maiores ou menores na tabela. Você sabe por quê? Aposto que agora você sabe! Isso se deve à presença de elementos de liga.
Gráfico de densidade para ligas de alumínio
Na seção acima, mencionei as ligas de alumínio com suas respectivas densidades. Entretanto, existem inúmeros tipos de alumínio no mundo. Não é viável para mim escrever a densidade de cada um em um parágrafo. Portanto, aqui está um gráfico visual que mostra a densidade das ligas de alumínio.
Como calcular a densidade do alumínio?
O cálculo da densidade do alumínio é muito simples. Você não precisa nem mesmo de uma calculadora. Basta conhecer a fórmula usada para o cálculo da densidade. Primeiro, você anota a massa em gramas e o volume do alumínio.
Se esses dois parâmetros estiverem em vigor, tudo o que você precisa fazer é dividir a massa pelo volume. Isso lhe dará a densidade do alumínio. Se estiver trabalhando com cm3, isso lhe fornecerá a densidade em g/cm3. Se estiver trabalhando com m3, a densidade será kg/m3. Aqui está a fórmula a ser usada:
Densidade = Volume / Massa
Ao colocar os valores nessa fórmula, você poderá encontrar a densidade exata do alumínio. Não se confunda ao calcular as densidades da liga de alumínio. Você pode usar essa mesma fórmula para calcular suas densidades também.
Como a densidade varia de acordo com o tipo de alumínio?
Deixe-me confundi-lo por um momento. As ligas da série 1xxx têm uma densidade muito próxima à do alumínio puro. Algumas outras ligas têm densidade muito alta. Os exemplos incluem as ligas das séries 7xxx ou 8xxx. Além disso, algumas séries de ligas de alumínio, como a 4xxx, têm baixa densidade. Por que isso acontece?
Surge a pergunta: Por que há essa diferença, já que o alumínio está presente em todas as ligas? Essa diferença se deve à presença de elementos de liga com diferentes densidades individuais. Em séries de ligas com alta densidade, seus elementos de liga são pesados e densos, acrescentando densidade à liga geral.
Da mesma forma, os elementos de liga da série de ligas de baixa densidade são leves. Lembre-se de que essa variação na densidade ocorre em todas as ligas de alumínio. Nenhuma liga de alumínio tem a mesma densidade 100% do alumínio puro.
Como o alumínio se compara em densidade com outros metais?
O alumínio é leve, o que é sua principal característica. Devido a essa característica, é comum nos setores aeroespacial e automobilístico. O fato de ser leve também significa que sua densidade (2,70 g/cm3) está no lado inferior.
A densidade do alumínio é mínima em comparação com alguns dos metais. Aqui estão alguns dos metais e suas densidades:
- Ferro: 7,87 g/cm³
- Cobre: 8,96 g/cm³
- Zinco: 7,14 g/cm³
- Liderança: 11,34 g/cm³
- Titânio: 4,50 g/cm³
- Magnésio: 1,74 g/cm³
- Ouro: 19,32 g/cm³
- Prata: 10,49 g/cm³
Observando esses metais, você saberá como o alumínio é leve. Como você sabe, o aço inoxidável é um dos elementos mais importantes da metalurgia. A densidade do alumínio é 1/3 da do aço inoxidável. Entretanto, a baixa densidade do alumínio não significa sua baixa resistência.
O alumínio é um metal sólido. Sua baixa luminosidade e alta resistência proporcionam uma excelente relação peso/força. Devido a essas características, o alumínio é o elemento mais procurado para uso em metalurgia.
Benefícios e recursos do alumínio e suas ligas
Não é à toa que o alumínio é um dos metais mais usados. O principal motivo é sua baixa densidade, que o torna muito leve. Por isso, é utilizado por setores como o aeroespacial e o automobilístico.
As peças e os componentes feitos de alumínio são leves. Portanto, os veículos fabricados com essas peças consomem menos combustível. Da mesma forma, esses componentes leves são usados na fabricação das asas dos aviões. Vamos nos aprofundar na discussão do características do alumínio.
1- Resistência à corrosão
O alumínio produz óxido quando entra em contato com o oxigênio. Portanto, as peças feitas de alumínio tornam-se à prova de ferrugem. Quando uma peça de alumínio é usada ao ar livre, ela reage com o oxigênio e forma óxidos. Esse óxido atua como uma camada protetora. Isso protege as peças de alumínio da corrosão e de outros efeitos ambientais.
Essa é a principal razão por trás de seu uso extensivo em trabalhos em metal. As portas, janelas e peças usadas em ambientes externos são feitas de alumínio e são duráveis. Não requerem manutenção, exceto uma limpeza de vez em quando. Mesmo em condições climáticas adversas e chuvosas, essas peças permanecem em bom estado.
2- Reciclável
O que torna o alumínio uma escolha popular é sua capacidade de reciclagem. Ele tem a maior taxa de reciclagem de todos os metais. Isso significa que o alumínio pode ser reutilizado e reaproveitado várias vezes. A reciclagem do alumínio pode economizar até 95% de energia. Essa capacidade de reciclagem indica que o alumínio não agride o meio ambiente.
3- Durabilidade e resistência
O alumínio é um metal essencial devido à sua durabilidade. Os elementos usados na fabricação do alumínio permitem que ele tenha uma vida longa, e a camada protetora de óxido o torna à prova de ferrugem. Muitas pessoas consideram o alumínio um metal fraco devido à sua baixa densidade. Elas estão erradas.
Não apenas o alumínio, mas todas as suas ligas também são sólidas. Elas demonstram uma relação peso/força promissora. Isso torna o alumínio uma excelente opção para fins estruturais. Uma das ligas de alumínio mais resistentes é a 7050 (com densidade de 2,83 g/cm3). Ela é mais robusta do que o aço padrão, mas tem apenas um terço do seu peso.
4- Condutividade elétrica e térmica
O alumínio é utilizado na fabricação de fios e linhas de energia. Sua alta condutividade o torna a escolha ideal para esses fins. Devido à sua excelente condutividade térmica, o alumínio também é usado em trocadores de calor. Lembre-se de que sua condutividade térmica é maior do que a do cobre. Entretanto, sua condutividade elétrica é menor que a do cobre.
5- Custo-benefício
O alumínio não é muito caro. Seu processo de mineração e refinamento é relativamente mais simples e menos dispendioso. Isso é o que muitos fabricantes desejam. Todo fabricante tem como objetivo fazer um produto mais barato. O uso do alumínio os atende perfeitamente. Ele também torna o produto final menos caro para os consumidores.
Conclusão
É um fato inegável que o alumínio torna nossa vida possível. Muitos produtos ao nosso redor dependem desse metal. Entretanto, a forma pura do alumínio é menos comum do que suas ligas. Essa ampla utilização do alumínio se deve à sua menor densidade.
Este guia aborda todos os detalhes sobre as ligas de alumínio e suas densidades. Em resumo, o alumínio é um metal muito leve e é o coração da metalurgia. Na HXSCO, trabalhamos como uma fornecedor de alumínio. Se precisar de alumínio, entre em contato conosco.