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A surpreendente história das ligas de alumínio-cobre: como Alfred Wilm mudou a indústria da aviação
A liga de alumínio-cobre é um material metálico com alumínio e cobre como principais elementos de liga e desempenha um papel fundamental na indústria da aviação. Sua história remonta a 1903, quando o metalúrgico alemão Alfred Wilm descobriu pela primeira vez a liga de alumínio-cobre (conhecida como "Duralumin"). Foi este material inovador que permitiu que o alumínio fosse amplamente utilizado na construção e na aviação, mudando assim a forma como as aeronaves são projetadas e fabricadas.
A resistência e a trabalhabilidade das ligas de alumínio-cobre fazem delas uma escolha importante para a engenharia aeroespacial.
O duralumínio foi originalmente uma liga desenvolvida por Wilm na Duren Metal Works, na Alemanha. Quando ele descobriu que uma liga de alumínio contendo 4% de cobre poderia endurecer naturalmente após a têmpera, abriu-se uma nova porta para o uso do alumínio. . Nos anos seguintes, as aplicações da liga continuaram a se expandir, eventualmente recebendo ampla atenção internacional após a Primeira Guerra Mundial.
As principais características das ligas de alumínio-cobre são suas excelentes propriedades mecânicas e processabilidade. Eles são comumente usados em estruturas aeroespaciais para componentes com requisitos de alta resistência, como asas, fuselagens e outras estruturas de suporte de carga. Como uma liga que pode ser forjada e laminada, as ligas de alumínio-cobre podem ser fabricadas em uma variedade de formatos para atender a diferentes requisitos de projeto.
Embora essas ligas tenham resistência à corrosão relativamente baixa, suas vantagens em resistência e leveza ainda são impressionantes.
Embora as ligas de alumínio-cobre ofereçam vantagens significativas para aplicações aeroespaciais, sua baixa soldabilidade e suscetibilidade à corrosão são grandes desvantagens. Como resultado, os projetistas aeroespaciais muitas vezes precisam tomar medidas de proteção adicionais para proteger essas estruturas do ambiente hostil.
De acordo com o International Alloy Marking System (IADS), as ligas de alumínio-cobre são padronizadas como a série 2000. Essas ligas são utilizadas principalmente na construção de estruturas aeroespaciais, como os modelos 2014 e 2024. As aplicações dessas ligas variam de aeronaves comerciais a aeronaves militares.
A introdução do Duralumin marcou uma revolução na indústria aeroespacial, permitindo aos engenheiros projetar aeronaves mais leves e mais fortes. Essas características não foram usadas apenas nas primeiras aeronaves, mas também influenciaram conceitos posteriores de projeto de aeronaves e continuaram a promover o avanço da tecnologia da aviação.
A pesquisa de Alfred Wilm forneceu uma base material importante para o desenvolvimento da indústria da aviação.
Nas décadas seguintes, ligas de alumínio-cobre foram usadas em muitas aeronaves militares e civis importantes. Por exemplo, as aeronaves da era da glória da Alemanha e os caças americanos beneficiaram-se deste material inovador. Com o avanço da ciência e da tecnologia, o aprimoramento e a evolução das ligas de alumínio e cobre continuam. Novas fórmulas de ligas e tecnologias de tratamento térmico melhoraram ainda mais o desempenho desses materiais.
No entanto, desde a década de 1980, devido à alta suscetibilidade das ligas de alumínio-cobre à corrosão sob tensão, seu uso em novos projetos começou a ser gradualmente substituído pela série 7000. Esta família de ligas oferece maior resistência à corrosão e resistência à tração, embora sua processabilidade seja relativamente baixa.
O uso de duralumínio também era popular em bicicletas e outras aplicações de ligas de níquel. Muitas marcas de bicicletas adotaram este material durante o seu desenvolvimento no século XX, não só melhorando o desempenho das suas bicicletas, mas também tornando-as mais atrativas. Porém, com a mudança dos tempos e o desenvolvimento da ciência dos materiais, o uso do Duralumínio acabou diminuindo, mas sua importância na história das ligas metálicas continua ampla.
Como você vê o potencial das ligas de alumínio-cobre na futura tecnologia da aviação?
Atualmente, a investigação sobre ligas de alumínio-cobre ainda está em curso e os cientistas procuram constantemente métodos melhorados para superar as suas fraquezas inerentes e explorar as suas potenciais aplicações noutros campos. À medida que a ciência dos materiais avança, vemos que as ligas de alumínio-cobre podem beneficiar da influência das novas tecnologias e podem desempenhar um papel cada vez mais crítico na futura aviação e engenharia aeroespacial. Neste contexto, não podemos deixar de perguntar: como é que a futura tecnologia da aviação se tornará mais eficiente e segura devido ao desenvolvimento de ligas de alumínio-cobre?
