Alluminio e leghe di alluminio

L'alluminio è il metallo più comunemente utilizzato e disponibile in commercio. È leggero peso e l'elevato rapporto resistenza/peso ne fanno una buona scelta per tutto, dagli aerei alle torce, alle dime e a qualsiasi altra cosa si possa realizzare in metallo. Alluminio puro, principalmente nella serie 1xxx di prodotti in ferro battuto. leghe di alluminioha una scarsa resistenza, ma possiede un'elevata conducibilità elettrica, riflettività e resistenza alla corrosione. Per questo motivo è stata sviluppata un'ampia gamma di leghe di alluminio.

L'alluminio è un metallo bianco-argenteo che presenta una forte resistenza alla corrosione e, come l'oro, è piuttosto malleabile. È un metallo relativamente leggero rispetto a metalli come l'acciaio e il nichel, ottonee rame, con un peso specifico di 2,7. L'alluminio è facilmente lavorabile e può avere un'ampia varietà di finitura superficiale. Ha anche una buona conducibilità elettrica e termica ed è altamente riflettente al calore e alla luce. A temperature estremamente elevate (200-250°C) le leghe di alluminio tendono a perdere parte della loro resistenza. Tuttavia, a temperature inferiori allo zero temperaturaLa loro forza aumenta pur conservando la loro duttilità, rendendo l'alluminio una lega estremamente utile per le basse temperature.

Le leghe di alluminio hanno una forte resistenza alla corrosione che è il risultato di una pelle di ossido che si forma in seguito a reazioni con l'atmosfera. Questa pelle corrosiva protegge l'alluminio dalla maggior parte delle sostanze chimiche, dagli agenti atmosferici e anche da molti acidi, ma è noto che le sostanze alcaline possono penetrare nella pelle protettiva e corrodere il metallo.

L'alluminio ha anche una conducibilità elettrica piuttosto elevata, che lo rende utile come conduttore. Il rame è il conduttore più utilizzato, con una conduttività di circa 161% rispetto all'alluminio. I connettori in alluminio tendono ad allentarsi dopo un uso ripetuto, provocando archi elettrici e incendi, il che richiede una maggiore precauzione e una progettazione speciale quando si utilizza il cablaggio in alluminio negli edifici.

L'alluminio è un metallo molto versatile e può essere fuso in qualsiasi forma conosciuta. Può essere laminato, stampato, trafilato, filato, profilato, martellato e forgiato. Il metallo può essere estruso in una varietà di forme e può essere tornito, fresato e alesato nel processo di lavorazione. L'alluminio può essere rivettato, saldato, brasato o resinato. Per la maggior parte delle applicazioni, l'alluminio non ha bisogno di rivestimenti protettivi in quanto può essere rifinito in modo da avere un aspetto gradevole, tuttavia viene spesso anodizzato per migliorare il colore e la resistenza.

1100 | 3003 | 5005 | 5052 | 5083 | 5086 | 5454 | 2011 | 2024 | 6061 | 6101 | 6063 | 6262 | 7075 | Alluminio | Temporizzatori in alluminio | Identificazione CEN | Alluminio puro | Tempra del lavoro | Trattabile termicamente | Proprietà meccaniche delle leghe di alluminio | Proprietà fisiche delle leghe di alluminio | Leghe di alluminio Composizione chimica | Specifiche standard | Resistenza alla corrosione dell'alluminio per gli scambiatori di calore a piastre e alette | Resistenza dei tubi in alluminio per la meccanica | Tabella di confronto delle leghe di alluminio | Alluminio Densità Peso specifico

Leghe non trattabili termicamente

1100 - Alluminio commercialmente puro. Eccellente resistenza alla corrosionelavorabilità e saldabilità. Da 14.000 a 24.000 psi.

3003 - Legato con manganese 1,2%. Ottima lavorabilità, saldabilità e resistenza alla corrosione. Resistenza alla trazione gamma da 17.000 a 30.000 psi .

5005 - Legato con magnesio .8%. Eccellente lavorabilità, saldabilità e resistenza alla corrosione. Resistenza alla trazione da 18.000 a 30.000 psi.

5052 - Legato con magnesio 2.5%. Ottima resistenza alla corrosione, buona lavorabilità, saldabilità e resistenza. Resistenza alla trazione tra 31.000 e 44.000 psi.

5083 - Lega con magnesio 4.45%, manganese .65 % e cromo .15%. Eccellente saldabilità, leggerezza e buona =resistenza alla corrosione. Resistenza alla trazione tra 40.000 e 59.000 psi .

5086 - Lega con magnesio 4,0%, manganese .45% e cromo .15%. Molto buono resistenza alla corrosione, buona lavorabilità. Resistenza alla trazione tra 40.000 e 54.000 psi.

5454 - Lega con 2,7% di magnesio, 0,8% di manganese e 0,12% di cromo. Buona formabilità, saldabilità e resistenza alla corrosione. Spesso utilizzato per i recipienti a pressione. Resistenza alla trazione tra 36.000 e 47.000 psi.

Leghe trattabili termicamente

2011- è la più lavorabile tra le leghe di alluminio comunemente disponibili.

2024 - In lega con rame 4,5%. Discreta lavorabilità e resistenza alla corrosione. Utilizzato per applicazioni strutturali.  Resistenza alla trazione tra 30.000 e 63.000 psi.

6061 - in lega con 1,0% di magnesio e 0,6% di silicio. Buona formabilità, saldabilità e resistenza alla corrosione. Ottima lavorabilità.  Rendimento tra 7.000 e 39.000 psi.

6101 è il più adatto per applicazioni che richiedono una resistenza moderata e la massima conduttività elettrica.

6063 - Buona formabilità, spesso chiamato alluminio architettonico

6262 è stata progettata come lega di alluminio per operazioni che richiedono una lavorazione significativa.

7075 - In lega con zinco e magnesio, rame e cromo. Scarsa formabilità, buona lavorabilità.  Rendimento tra 32.000 e 76.000 psi.

Il proprietà dell'alluminio che contribuiscono alla sua diffusione sono:

• L'alluminio è leggero; la sua densità è solo un terzo di quella dell'acciaio.
• L'alluminio è resistente alle intemperie, ai comuni gas atmosferici e a un'ampia gamma di liquidi.
• L'alluminio può essere utilizzato a contatto con un'ampia gamma di alimenti.
• L'alluminio ha un'elevata riflettività e, di conseguenza, viene impiegato in numerose applicazioni decorative.
• Le leghe di alluminio possono eguagliare o addirittura superare la resistenza del normale acciaio da costruzione.
• L'alluminio ha un'elevata elasticità, che rappresenta un vantaggio per le strutture sottoposte a carichi d'urto.
• L'alluminio mantiene la sua tenacità fino a temperature molto basse, senza diventare fragile come l'acciaio al carbonio.
• L'alluminio è facilmente lavorabile e plasmabile; può essere laminato fino a ottenere uno spessore molto ridotto. calibro.
• L'alluminio conduce l'elettricità e calore quasi quanto il rame.

L'alluminio puro è morbido, duttile, resistente alla corrosione e ha un'elevata conducibilità elettrica (vedi Tabella 1). Di conseguenza, è ampiamente utilizzato per la produzione di fogli e cavi conduttori, ma la lega con altri elementi è necessaria per ottenere le resistenze più elevate necessarie per altre applicazioni.

Tabella 1. Proprietà tipiche dell'alluminio

Designazioni per le leghe di alluminio fuso e battuto

I principali elementi di lega sono rame, zinco, magnesio, silicio, manganese e litio. Si aggiungono anche piccole aggiunte di cromo, titanio, zirconio, piombo, bismuto e nichel, mentre il ferro è sempre presente in piccole quantità. Esistono più di 300 leghe da taglio, di cui 50 di uso comune. Vengono normalmente identificate con un sistema a quattro cifre, nato negli Stati Uniti e ormai universalmente accettato. La Tabella 2 descrive il sistema per le leghe battute. Le leghe fuse hanno denominazioni simili e utilizzano un sistema a cinque cifre (tabella 2). La tabella 3 elenca le denominazioni, le caratteristiche, gli usi comuni e le forme di alcune leghe ampiamente utilizzate.

Tabella 2. Designazioni per le leghe di alluminio battute e colate.

Tabella 3. Alcune leghe di alluminio comuni, le loro caratteristiche e gli usi più comuni.

Dove: * = leghe più comunemente utilizzate, S = lastre, P = lamiere ed E = estrusioniDesignazioni per le leghe battute

Queste leghe si dividono in due categorie distinte

1. Quelli che derivano le loro proprietà dall'indurimento in lavorazione.
2. Quelle che dipendono dal trattamento termico in soluzione e dalla tempra per invecchiamento.Leghe di alluminio indurite in lavorazione

Le leghe delle serie 1000, 3000 e 5000 hanno le loro proprietà regolate dalla lavorazione a freddo, di solito dalla laminazione a freddo.

Le proprietà di queste leghe dipendono dal grado di lavorazione a freddo e dal trattamento termico di ricottura o stabilizzazione che segue la lavorazione a freddo. Per descrivere queste condizioni viene utilizzata una nomenclatura standardizzata.

Utilizza una lettera, O, F o H, seguita da uno o più numeri. È presentata in forma sintetica nella Tabella 4 e definita nella Tabella 6.

Tabella 4. Nomenclatura standard per le leghe di alluminio indurite dalla lavorazione.

Tabella 5. Spiegazione dei simboli utilizzati nella tabella 4.

A titolo esemplificativo, facendo riferimento alle tabelle 2 e 4, si può notare che la 3103-0 è una lega di alluminio e manganese allo stato morbido di ricottura e la 3103-H16 è la stessa lega a tre quarti di durezza.

Grazie alla flessibilità delle composizioni, al grado di lavorazione a freddo e alla variazione della temperatura di ricottura, è possibile ottenere un'ampia gamma di proprietà meccaniche, soprattutto nei prodotti in lastra.Leghe di alluminio trattate termicamente in soluzione e temprate all'invecchiamento

Le leghe delle serie 2000, 4000, 6000, 7000 e 8000 rispondono in questo modo.

L'ampia scelta di composizioni di leghe, temperature e tempi di trattamento termico in soluzione, velocità di spegnimento dalla temperatura, scelta del trattamento di invecchiamento artificiale e grado di deformazione del prodotto finale consentono di ottenere un'ampia gamma di proprietà. Per descrivere le varie condizioni viene utilizzato un sistema di denominazioni standard, basato sulla lettera T seguita da un numero dopo la designazione della lega. Queste sono definite nella Tabella 6.

Tabella 6. Definizione delle denominazioni dei trattamenti termici per l'alluminio e le leghe di alluminio.