Maleabilidade: o que é, metais mais maleáveis, diferença para ductilidade e como se avalia

Maleabilidade é a capacidade de um material, sobretudo um metal, sofrer grande deformação plástica sob compressão (martelamento, prensagem ou laminação) sem trincar, sendo transformado em chapas ou lâminas finas. O ouro é o metal mais maleável: vira folhas de cerca de 0,1 µm.

A maleabilidade é a irmã da ductilidade: as duas dizem quanto um metal se deforma sem romper, mas a maleabilidade trata da compressão, que produz chapa, e a ductilidade da tração, que produz fio. Ao contrário da ductilidade, a maleabilidade não tem índice normalizado: é avaliada por ensaios de conformação, como a compressão de cilindros, o dobramento, o embutimento de chapas e o achatamento de tubos. Este artigo parte da definição, explica por que os metais são maleáveis, compara os metais, mostra como se avalia a maleabilidade no laboratório e termina em exercícios resolvidos. O conjunto das propriedades está em propriedades mecânicas dos materiais.

O que é maleabilidade

Os glossários de metalurgia chamam de maleável o material capaz de ser estendido ou conformado por martelamento ou laminação sem se romper; a base CAMEO, do Museum of Fine Arts de Boston, acrescenta que os metais maleáveis podem ser laminados ou martelados em chapas finas. A definição tem três partes, e cada uma exclui um mal-entendido comum.

Na foto, folhas de ouro sobre um bloco de madeira, papel-alumínio e uma chapa fina de cobre martelado: os três mostram a maleabilidade, a capacidade de virar lâmina sem trincar.

A primeira é o tipo de deformação. A deformação elástica some quando a carga é retirada; a deformação plástica é permanente. A maleabilidade trata só da plástica: uma borracha que se amassa e volta à forma é elástica, não maleável. A deformação plástica de um metal começa no limite de escoamento, e a maleabilidade diz quanto dela o material aceita antes de trincar.

A segunda é o modo de carregamento. Martelar, prensar e laminar comprimem o metal: a espessura diminui e o material escoa para os lados e para a frente. A terceira é o critério de falha, a trinca, na borda da chapa ou na lateral de um cilindro comprimido. Por isso maleável não é sinônimo de mole: um metal macio e cheio de impurezas pode trincar cedo.

Nas aulas de química, a maleabilidade aparece explicada pela ligação metálica; é o mesmo fenômeno visto pelo lado atômico, tratado na próxima seção. No sentido figurado, a palavra significa flexibilidade. Tecnicamente, é uma propriedade física, mais precisamente mecânica: se observa deformando o material, sem reação química.

Por que os metais são maleáveis

A explicação tem três níveis, do átomo ao cristal, e juntos eles explicam por que o ouro vira folha, o zinco trinca a frio e a cerâmica quebra.

Ligação metálica: a ligação se refaz

Num metal, os elétrons externos ficam deslocalizados, formando uma "nuvem" em volta dos íons positivos. Essa ligação não é direcional: quando um plano de átomos escorrega sobre outro, ela se refaz com os novos vizinhos e o material continua inteiro. Nas cerâmicas, a ligação é iônica ou covalente. Deslizar um plano de um cristal iônico põe íons de mesma carga frente a frente, e a repulsão abre uma trinca; na ligação covalente, deslizar significa romper ligações direcionais. Por isso cerâmicas e vidros são frágeis à temperatura ambiente.

Discordâncias: o escorregamento acontece aos poucos

Um plano inteiro de átomos não escorrega de uma vez: a força necessária seria muito maior que a observada. O escorregamento avança por discordâncias, defeitos lineares do cristal que se movem sob tensão e deslocam os átomos uma fileira de cada vez, como uma dobra que corre num tapete. Sem movimento de discordâncias não há deformação plástica (Rethwisch, Universidade de Washington, 2009). Quando elas se multiplicam e se emaranham, o metal endurece e fica mais difícil de deformar: é o encruamento.

Sistemas de escorregamento: a estrutura cristalina decide

As discordâncias se movem nos planos e direções mais compactos do cristal. Cada par plano e direção é um sistema de escorregamento, e quanto mais sistemas, mais formas de acomodar a deformação. A estrutura cúbica de faces centradas (CFC) tem 12 sistemas, dos quais 5 independentes, o mínimo para um grão de um policristal mudar de forma livremente (DoITPoMS, Universidade de Cambridge). A hexagonal compacta (HC) tem só 3 no plano basal (MIT OpenCourseWare 3.40J, 2009), e por isso os metais HC tendem a ser frágeis a frio. A tabela resume o efeito:

Estrutura	Sistemas principais	Exemplos	Maleabilidade a frio
CFC	{111}⟨110⟩, 12 sistemas	ouro, prata, cobre, alumínio, níquel, chumbo	alta: lideram o ranking
CCC	{110}⟨111⟩, 12 sistemas (até 48 no ferro α, somando outros planos)	ferro α, tungstênio, molibdênio	intermediária: escorregamento mais difícil
HC	{0001}⟨11−20⟩, 3 sistemas no plano basal	zinco, magnésio, cádmio, titânio	baixa; o titânio é exceção

Metais mais maleáveis: ranking e exemplos

O ouro é o metal mais maleável, e nisso as fontes concordam. A folha de ouro de douração tem cerca de 0,1 µm (Encyclopaedia Britannica, "Gold leaf"), fina a ponto de deixar passar luz esverdeada. O processo começa com uma fita laminada de cerca de 0,025 mm, depois batida entre folhas de separação. A folha do Egito antigo tinha cerca de 1 µm (ancientnano.org, 2016).

Depois do ouro, a ordem depende do processo. Não há unidade de maleabilidade, então todo ranking é qualitativo, e a base CAMEO registra duas listas diferentes: uma por martelamento, de Mayer (1969), e outra por laminação, de Untracht (1968). A tabela mostra as duas lado a lado:

Posição	Por martelamento (Mayer, 1969)	Por laminação (Untracht, 1968)
1	ouro	chumbo
2	prata	estanho
3	alumínio	ouro
4	cobre	prata
5	estanho	alumínio
6	platina	cobre
7	chumbo	platina
8	zinco (a quente)	não listado
9	aço doce	não listado

A diferença entre as colunas é física: no martelamento cada golpe é localizado, e na laminação a compressão é contínua e os rolos contêm o material, o que favorece metais muito macios como o chumbo e o estanho. Rankings sem fonte que põem o chumbo abaixo do ferro contradizem as duas listas.

O alumínio mostra o que a laminação industrial alcança. A folha parte de uma tira de 0,6 a 1,5 mm (GDA/International Aluminium, 2022) e chega a 6 µm nas mais finas; acima de 0,2 mm o produto já é chapa ou tira (European Aluminium Foil Association, EAFA). A folha doméstica tem cerca de 16 µm e a reforçada, 24 µm. As mais finas são laminadas em duas camadas juntas, e por isso um lado sai brilhante e o outro fosco. O gráfico abaixo compara essas espessuras com as do ouro numa escala logarítmica, em que cada divisão vale dez vezes a anterior: da tira ao produto final, o alumínio afina 100 vezes e o ouro, cerca de 250 vezes.

O ferro e o aço pedem ressalva. O ferro puro e o aço de baixo carbono são maleáveis e por isso são laminados em chapa e estampados; o aço duro e o ferro fundido comum, pela mesma base CAMEO, não são.

Maleabilidade e ductilidade: a diferença

As duas propriedades nascem do mesmo mecanismo, o escorregamento por discordâncias, e por isso costumam andar juntas: o ouro é o metal mais maleável e também o mais dúctil. A diferença está no esforço e no que encerra a deformação. Sob tração, o corpo de prova afina num ponto, forma um pescoço e rompe ali; essa instabilidade, a estricção, encerra cedo a deformação uniforme. Sob compressão não há estricção, e a trinca demora a aparecer. Por isso um ensaio de compressão costuma revelar mais capacidade de deformação que um de tração do mesmo metal.

O chumbo separa as duas. Ele lamina muito bem, mas não se trefila em fio fino (trefilar é tracionar o fio através de uma fieira que o afina): com resistência à tração de 12 a 17 MPa no chumbo puro, o fio rompe sob a própria força de trefilação, e os tubos de chumbo são feitos por extrusão (Uddin, 2016). Dizer que o chumbo "não é dúctil" é exagero; o correto é que ele é pouco dúctil em trefilação porque a resistência é baixa. A tabela resume a comparação:

Aspecto	Maleabilidade	Ductilidade
Esforço dominante	compressão: martelar, prensar, laminar	tração: esticar, trefilar
Produto típico	chapa, folha, lâmina	fio, arame
Como se mede	sem índice único; ensaios de conformação	alongamento A e estricção Z no ensaio de tração
O que encerra a deformação	trinca lateral ou de borda	estricção e ruptura

A ductilidade tem medida normalizada, o alongamento após a ruptura A e a redução de área Z, obtidos no ensaio de tração pela ABNT NBR ISO 6892-1:2024; as fórmulas e os valores por material estão no artigo de ductilidade. A tenacidade, outra vizinha, é a energia absorvida até a fratura, e não uma medida de conformação.

Como se quantifica a deformação na conformação

Como a maleabilidade não tem unidade, o que se mede é a deformação que o material aguentou num processo ou ensaio. Três grandezas bastam para quase todos os casos.

A redução de espessura é a mais intuitiva: r = (h₀ − h_f) / h₀ × 100, em %, com h₀ a espessura inicial e h_f a final. O problema dela é que não se soma entre passes: três passes de 30 % não dão 90 %. A deformação verdadeira, ε = ln(h₀ / h_f), resolve isso: como o logaritmo de um produto é a soma dos logaritmos, as deformações verdadeiras de passes sucessivos se somam. As duas se convertem por r = 1 − e^−ε. No ensaio de compressão, com a altura do cilindro, usa-se e = (h_f − h₀) / h₀ e ε = ln(h_f / h₀), ambas negativas.

A conservação de volume liga as dimensões: na deformação plástica o volume praticamente não muda, então h₀·w₀·L₀ = h_f·w_f·L_f, com w a largura e L o comprimento. Numa tira larga, em que a largura quase não muda, o comprimento cresce na proporção em que a espessura cai. Num cilindro comprimido sem atrito, o diâmetro cresce para d_f = d₀·√(h₀ / h_f), e a tensão verdadeira é a força dividida por essa área instantânea, σ = F / A. É o formalismo padrão de conformação, reunido no ASM Handbook Vol. 14A (2005).

Como se avalia a maleabilidade na prática

Na falta de um índice único, a indústria avalia a capacidade de deformar sem trincar com ensaios que reproduzem a conformação que o material vai sofrer, e cada um dá um resultado próprio. Os quatro mais usados vêm a seguir, do mais próximo do forjamento ao mais próximo da estampagem.

Compressão e recalque de cilindros

No ensaio de compressão de metais, pela ASTM E9-19 (reaprovada em 2025), um cilindro curto é comprimido entre pratos paralelos, o chamado recalque, e a máquina registra força e encurtamento. Sem estricção, a compressão estende a faixa de deformação útil, e a norma se aplica a processos como forjamento e laminação. Um metal dúctil não rompe: a curva sobe continuamente, porque o material encrua. Com atrito nos pratos, as faces ficam presas e o meio da altura se abaula; é o embarrilamento. A trinca surge na superfície lateral abaulada, onde a tensão circunferencial é de tração, e a maior redução de altura sem trinca é o número do material. Lubrificar os pratos reduz o atrito, que a ASTM E9 aponta como fonte de erro junto com a flambagem.

Dobramento

No ensaio de dobramento, pela ISO 7438:2020 ou pela ASTM E290-22, o corpo de prova é dobrado sobre um pino de diâmetro definido até um ângulo especificado, como 90° ou 180°. A face externa é tracionada e a interna, comprimida; o resultado é aprovado se a face convexa não trincar. É o ensaio mais usado no controle de chapas e vergalhões. A ABNT NBR 6153, que muitos textos ainda citam, foi cancelada em 2015 e substituída pela ABNT NBR ISO 7438.

Embutimento Erichsen

Para chapas finas, o ensaio de embutimento Erichsen, pela ISO 20482:2013, empurra um punção esférico de 20 mm contra uma chapa de 0,1 a 2 mm presa entre matriz e prensa-chapas, até a primeira trinca. O resultado é a profundidade do copo nesse instante, o índice Erichsen IE, em mm. O esforço é de estiramento biaxial, mas o ensaio responde quanto a chapa aceita ser conformada. A ABNT NBR 5902 foi cancelada em 2011; a ABNT NBR 16281:2014 trata do método Erichsen modificado em chapas de 0,3 a 5,0 mm. O equivalente americano, o ensaio Olsen da ASTM E643-24, avisa que não há correlação precisa entre o resultado e a conformabilidade na produção.

Achatamento de tubos

No achatamento, pela ISO 8492:2013, um anel cortado do tubo é comprimido entre pratos paralelos até uma distância H especificada, e o tubo é aprovado se não trincar. A ASTM A370-26 também traz esse ensaio. A tabela resume os quatro ensaios:

Ensaio	Norma	Esforço	Resultado
Compressão e recalque	ASTM E9	compressão axial	curva tensão-deformação; maior redução de altura sem trinca
Dobramento	ISO 7438, ASTM E290	flexão (tração fora, compressão dentro)	aprovado ou reprovado no ângulo e no pino
Embutimento Erichsen	ISO 20482, ABNT NBR 16281	estiramento biaxial da chapa	índice IE, em mm
Achatamento de tubo	ISO 8492, ASTM A370	compressão diametral do anel	aprovado se não trincar até a distância H

A dureza não entra nessa lista: ela mede a resistência à penetração, e não a capacidade de deformar até trincar. Um metal duro tende a ser menos maleável, mas não existe conversão de uma para a outra.

O que aumenta ou reduz a maleabilidade

A maleabilidade não é um número fixo do metal: depende da temperatura, do estado do material, da pureza e da composição.

Temperatura. Em geral, aquecer aumenta a maleabilidade: no trabalho a quente a força necessária cai e o grão se recristaliza, o que desfaz o encruamento durante a conformação (Kapoor, Davis e Li, Steel Research International, 2024). Por isso aços e ligas são laminados e forjados a quente nas primeiras etapas. O zinco é o caso extremo: frágil à temperatura ambiente e acima de 150 °C, só é trabalhável entre 100 °C e 150 °C (HyperPhysics, Georgia State University). Daí o "zinco a quente" no ranking de Mayer.

Encruamento e recozimento. Cada passe de laminação a frio multiplica as discordâncias, e o metal fica mais duro e menos capaz de continuar deformando. A folha de alumínio sai da laminação dura e frágil e é recozida no fim para voltar a ser flexível (GDA, 2022). O recozimento recristaliza o grão e devolve a maleabilidade, e por isso as rotas a frio alternam passes e recozimentos intermediários.

Impurezas. Pequenos teores de certos elementos causam fragilidade a quente, a trinca na conformação em alta temperatura. No ferro, Cain (National Bureau of Standards, 1924) não observou fragilidade com enxofre abaixo de 0,01 %; acima disso, manganês em cerca de três vezes o teor de enxofre a prevenia, e daí o manganês do aço. O cobre residual de sucata forma fase líquida sob a carepa, a camada de óxido da superfície, acima de cerca de 1.100 °C (Kapoor et al., 2024), e traços de chumbo e bismuto fragilizam o inoxidável austenítico (Melford, 1980).

Carbono e tratamento térmico. Quanto mais carbono, menor a conformabilidade do aço: o de baixo carbono é o de chapa e estampagem, e a têmpera, que produz martensita dura, reduz ainda mais a capacidade de deformar. As rotas de tratamento térmico servem, entre outras coisas, para devolver ao aço a maleabilidade de que a conformação precisa.

Ferro fundido maleável

"Ferro fundido maleável" é o nome de um material, e não uma afirmação de que ele seja maleável como o ouro. Ele parte de um ferro fundido branco, com o carbono na forma de cementita, dura e frágil. Um recozimento longo, a maleabilização, decompõe a cementita em nódulos irregulares de grafita, o "carbono revenido", numa matriz de ferrita ou perlita. No processo americano, de núcleo preto, o recozimento começa em torno de 950 °C (Infomet); no europeu, de núcleo branco, a peça é descarbonetada em meio oxidante.

A norma americana é a ASTM A47/A47M-99(2022)e1: o grau 32510, ou 22010 no sistema métrico, exige no mínimo 340 MPa de resistência à tração, 220 MPa de escoamento e 10 % de alongamento em 50 mm. Os três primeiros dígitos do grau são o escoamento mínimo e os dois últimos, o alongamento mínimo. Mesmo assim, é um material para peças fundidas, como conexões e suportes, e não para ser laminado em chapa.

Aplicações da maleabilidade na indústria

Toda conformação por compressão depende da maleabilidade: a laminação de chapas e folhas para embalagem e latas, o forjamento de peças de aço, a cunhagem de moedas, a ourivesaria e a douração com folha de ouro, as chapas dobradas e perfiladas da construção civil e as fachadas de zinco-titânio, liga usada porque o zinco puro é frágil demais para esses processos. Em todos os casos, a pergunta de engenharia é quanto o material aceita ser deformado, naquela temperatura e naquele processo, antes de trincar.

Exercícios resolvidos

Os cinco exercícios usam as grandezas da seção sobre como se quantifica a deformação: três de laminação, um de folha de ouro e um de compressão na máquina universal.

Exercício 1: redução num passe de laminação

Uma chapa de cobre de 3,0 mm passa no laminador e sai com 2,0 mm, com largura praticamente constante. Calcule a redução, a deformação verdadeira e o aumento de comprimento.

1. Redução: r = (3,0 − 2,0) / 3,0 × 100 = 33,3 %.
2. Deformação verdadeira: ε = ln(3,0 / 2,0) = ln 1,5 = 0,405.
3. Volume e largura constantes: L_f / L₀ = h₀ / h_f = 1,5, ou seja, a chapa fica 50 % mais longa.

Exercício 2: três passes de 30 %

Uma tira sofre três passes, cada um com 30 % de redução. Qual a redução total?

1. Cada passe deixa 70 % da espessura: h_f / h₀ = 0,70³ = 0,343.
2. Redução total: 1 − 0,343 = 65,7 %, e não 90 %.
3. Conferência: 3 × ln(1 / 0,70) = 3 × 0,357 = 1,070, igual a ln(1 / 0,343) = 1,070.

Exercício 3: da tira à folha de alumínio

A folha de alumínio parte de uma tira de 0,6 mm (GDA, 2022) e chega a 6 µm (EAFA). Calcule a redução, a deformação verdadeira e o ganho de comprimento.

1. Redução: (600 − 6) / 600 = 99 %.
2. Deformação verdadeira: ε = ln(600 / 6) = ln 100 = 4,61.
3. Com largura constante, o comprimento se multiplica por 100: 1 m de tira vira 100 m de folha.

O gráfico abaixo põe os três exercícios na curva que liga redução e deformação verdadeira. Ele mostra por que a soma das reduções engana: a curva se achata perto de 100 %, e cada ponto percentual a mais custa cada vez mais deformação.

Exercício 4: quanto 1 g de ouro cobre

Com densidade do ouro de 19,3 g/cm³ (Clarke, 2005) e folha de cerca de 0,1 µm (Britannica), que área 1 g de ouro cobre?

1. Volume: V = 1 / 19,3 = 0,0518 cm³.
2. Espessura: t = 0,1 µm = 1 × 10⁻⁵ cm.
3. Área: A = V / t = 5.181 cm², cerca de 0,52 m².

A frase popular "1 g de ouro cobre 1 m²" supõe uma folha de cerca de 0,05 µm: a ordem de grandeza está certa, mas a área depende da espessura.

Exercício 5: recalque de um cilindro na máquina universal

Cilindro de alumínio 6061 recozido, com d₀ = 10,0 mm e h₀ = 20,0 mm, comprimido entre pratos lubrificados até h_f = 10,0 mm. No fim, a célula de carga indica F = 30 kN (valor hipotético, para o cálculo). Supondo volume constante e sem embarrilamento, calcule as deformações e a tensão verdadeira.

1. Deformação de engenharia: e = (10 − 20) / 20 = −50 %; verdadeira: ε = ln(10 / 20) = −0,693.
2. Diâmetro final: d_f = 10,0 × √(20 / 10) = 14,14 mm; área A = π × 14,14² / 4 = 157,1 mm².
3. Tensão verdadeira: σ = 30.000 / 157,1 = 191 MPa.
4. Conferência: com os parâmetros de encruamento da liga 6061-O em Kalpakjian e Schmid (K = 205 MPa, n = 0,20), σ = 205 × 0,693^0,20 = 190 MPa.

Se a superfície lateral não trincou, o material aguenta 50 % de redução de altura a frio nessas condições, e com 30 kN o ensaio cabe numa máquina de 50 kN.

Erros comuns sobre maleabilidade

Quatro confusões aparecem com frequência em textos e provas:

1. Chamar de maleável o que é elástico. Elastômeros deformam e voltam: é deformação elástica. Vidros e cerâmicas, inclusive as odontológicas, são frágeis à temperatura ambiente.
2. Usar a dureza como medida de maleabilidade. A dureza mede a resistência à penetração; a maleabilidade se avalia deformando até a trinca.
3. Dizer que o chumbo é frágil em tração. Ele tem baixa resistência e deforma muito antes de romper; frágil é o que rompe quase sem deformar.
4. Tratar a ductilidade como caso particular da maleabilidade. São propriedades paralelas, sob esforços diferentes.

Normas para avaliar a maleabilidade

Como não há ensaio único, as normas aplicáveis são as dos ensaios de conformação e a do ferro fundido maleável. A tabela reúne as citadas neste artigo, com a edição vigente:

Norma	O que trata	Edição
ASTM E9	compressão de metais em temperatura ambiente	E9-19 (reaprovada em 2025)
ISO 7438	dobramento de materiais metálicos	2020
ABNT NBR ISO 7438	dobramento de materiais metálicos (substituiu a NBR 6153, cancelada em 2015)	2022
ASTM E290	dobramento para ductilidade	E290-22
ISO 20482	embutimento Erichsen em chapas e tiras de 0,1 a 2 mm	2013
ABNT NBR 16281	Erichsen modificado em chapas de 0,3 a 5,0 mm (a NBR 5902 foi cancelada em 2011)	2014
ASTM E643	ensaio Olsen de chapas (ball punch deformation)	E643-24
ISO 8492	achatamento de tubos	2013
ASTM A370	ensaios mecânicos de produtos de aço, incluindo achatamento de tubos	A370-26
ASTM A47/A47M	peças de ferro fundido maleável ferrítico	A47/A47M-99(2022)e1
ABNT NBR ISO 6892-1	tração de metais: mede A e Z, a ductilidade	2024
ISO 6892-1 e ASTM E8/E8M	tração de metais	2019 e E8/E8M-25

Máquina para avaliar a maleabilidade

Os ensaios que dão número à maleabilidade pedem uma máquina que comprima o corpo de prova com velocidade controlada e registre força e deslocamento. A máquina universal Biopdi da linha M2 é eletromecânica e recebe pratos de compressão no lugar das garras; nas grandes deformações do recalque, a deformação vem do deslocamento da travessa, com correção da rigidez da máquina, e o software BioLab traça a curva. O painel abaixo mostra a máquina, o papel de cada parte no ensaio e os pratos de compressão.

Para chapas finas, fitas de cobre e alumínio e cilindros pequenos como o do exercício 5, a faixa indicada é a da máquina universal de 5 a 50 kN (MBIOII-50-M2). Recalque de cilindros de aço e achatamento de tubos maiores pedem 100 kN ou mais, como a MBIOII-200-M2; para rotinas dedicadas de compressão há a prensa elétrica e hidráulica. O dispositivo de dobramento (ISO 5173:2023) faz parte da linha M2; dispositivos de embutimento ou achatamento para uma aplicação específica são avaliados sob consulta, pelo pedido de orçamento. As demais capacidades estão na página da máquina universal de ensaios.