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CAPITOLO 2 - MATERIALI
2.1 - LEGHE DI ALLUMINIO
2.1.2 - Proprietà ed applicazioni strutturali delle leghe di alluminio

La qualità fondamentale dell’alluminio è la leggerezza, con una densità di 2.7 kg/dm 3contro i 7.8 kg/dm 3 dell’acciaio. Per contro il modulo elastico è inferiore, essendo pari a 70 GPa contro i 210 GPa dell’acciaio.

Il conseguente rapporto rigidezza/densità risulta quindi pressoché uguale e pari rispettivamente a 26 e 27 GPa/(kg/dm 3).

Tuttavia la resistenza meccanica scadente (R p0.2=20 Mpa) rendono necessaria l’aggiunta di elementi alliganti, con le quali si ottiene un a notevole quantità di leghe differenti. Proprietà meccaniche e lavorabilità dipendono in massima parte dal tipo di lega considerata.

Una prima distinzione viene fatta tra leghe da bonifica, trattabili termicamente (HT, Heat Treatable) e leghe non trattabili termicamente.

Le prime presentano buona resistenza ma al crescere di questa la saldabilità e la formabilità decrescono. Le seconde sono più saldabili ma presentano una resistenza moderata.

Una seconda distinzione è fatta tra leghe semilavorate (ottenute per lavorazione plastica) e leghe da getto.

La classificazione più utilizzata è quella della Aluminum Association, cui di seguito si farà riferimento. Essa prevede una diversa denominazione tra leghe semilavorate (wrought alloys) e leghe da getto (casting alloys).

Nelle seguenti tabelle sono riportate entrambe le classificazioni con le corrispondenti caratteristiche principali di ogni serie. Nella successiva Tabella 2.1.3 è riportata la denominazione dei trattamenti termici.

Serie

Elementi di lega

HT

UTS
[MPa]

Caratteristiche principali

1XXX

Al > 99.0%

-

70-180

  • Elevata conducibilità, resistenza a corrosione e formabilità
  • Scarse proprietà meccaniche.

2XXX

Al-Cu

·

180-430

  • Buona lavorabilità;
  • Modesta resistenza a corrosione;
  • Scarsa saldabilità.

3XXX

Al-Mn

-

110-280

  • Eccellente conducibilità;
  • Buona saldabilità, buona resistenza a corrosione,
  • Scarsa lavorabilità.

4XXX

Al-Si

·

170-380

  • Ottima fluidità e forgiabilità.

5XXX

Al-Mg

-

120-350

  • Ottima saldabilità;
  • Buona resistenza a corrosione (anche marina).

6XXX

Al-Mg-Si

·

120-400

  • Eccellente lavorabilità;
  • Eccellente resistenza alla corrosione;
  • Modesta saldabilità.

7XXX

Al-Zn

·

220-610

  • Eccellente resistenza meccanica;
  • Discreta resistenza a corrosione;
  • Modesta lavorabilità.
Classificazione delle leghe di alluminio da lavorazione plastica (AA)
(fonte: The Aluminum Association, Inc.)

Serie

Elementi di lega

HT

UTS [MPa]

Caratteristiche principali

2XX.X

Al-Cu

·

130-450

  • Ottima resistenza meccanica;
  • Buona tenacità;
  • Modesta colabilità;
  • Scarsa saldabilità.

3XX.X

Al-Si+Cu

Al-Si+Mg

·

130-280

  • Buona resistenza meccanica;
  • Eccellente fluidità;
  • Buona resistenza e tenacità;

4XX.X

Al-Si

-

120-170

  • Eccellente fluidità;
  • Buona colabilità;
  • Buona saldabilità.

5XX.X

Al-Mg

-

120-170

  • Buona resistenza a corrosione;
  • Media colabilità.

7XX.X

Al-Zn

·

210-380

  • Eccellente lavorabilità;
  • Scarsa colabilità.
HT = Heat Treatable; UTS = Ultimate Tensile Strength
Classificazione delle leghe di alluminio da getto (AA)
(fonte: The Aluminum Association, Inc.)

Sigla

Trattamento termico

0

Completa ricottura: 1-5 ore a 350- 500°C

H

Incrudimento per deformazione plastica a freddo

T1

Riscaldamento a temperatura di estrusione + invecchiamento naturale

T4

Tempra di soluzione + invecchiamento naturale

T5

Riscaldamento a temperatura di estrusione + invecchiamento artificiale

T6

Tempra di soluzione + invecchiamento artificiale

Denominazione dei trattamenti termici

    • Tempra di soluzione:
      riscaldamento a 450- 550 °C e raffreddamento a 200 °C in acqua o aria;
    • Invecchiamento naturale: 4-10 ore a 160- 190 °C;
    • Invecchiamento artificiale: 4-10 ore a 160- 190 °C.
(continua...)
 
 
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