Che cosa è una lega di alluminio?
Una lega di alluminio è una composizione chimica in cui altri elementi vengono aggiunti all'alluminio puro per migliorarne le proprietà, principalmente per aumentarne la resistenza. Questi altri elementi includono ferro, silicio, rame, magnesio, manganese e zinco in quantità che, combinate, possono raggiungere fino al 15% in peso della lega. Alle leghe viene assegnato un numero di quattro cifre, in cui la prima cifra identifica una classe generale, o serie, caratterizzata dai suoi principali elementi di lega.
Alluminio puro
Serie 1xxx
Le leghe della serie 1xxx sono composte da alluminio con purezza pari o superiore al 99%. Questa serie presenta un'eccellente resistenza alla corrosione, un'eccellente lavorabilità e un'elevata conduttività termica ed elettrica. Per questo motivo, la serie 1xxx è comunemente utilizzata per le linee di trasmissione o per le reti elettriche. Le denominazioni più comuni delle leghe di questa serie sono 1350, per applicazioni elettriche, e 1100, per i vassoi per il confezionamento alimentare.
Leghe trattabili termicamente
Alcune leghe vengono rinforzate mediante trattamento termico di solubilizzazione e successivo raffreddamento rapido. Il trattamento termico preleva il metallo solido legato e lo riscalda fino a un punto specifico. Gli elementi della lega, chiamati soluto, vengono distribuiti omogeneamente con l'alluminio, immergendoli in una soluzione solida. Il metallo viene successivamente raffreddato rapidamente, congelando gli atomi di soluto. Di conseguenza, gli atomi di soluto si combinano in un precipitato finemente distribuito. Questo processo avviene a temperatura ambiente, il cosiddetto invecchiamento naturale, o in un forno a bassa temperatura, il cosiddetto invecchiamento artificiale.
Serie 2xxx
Nella serie 2xxx, il rame è utilizzato come principale elemento di lega e può essere notevolmente rinforzato mediante trattamento termico di solubilizzazione. Queste leghe possiedono una buona combinazione di elevata resistenza e tenacità, ma non presentano i livelli di resistenza alla corrosione atmosferica di molte altre leghe di alluminio. Pertanto, queste leghe vengono solitamente verniciate o rivestite per tali esposizioni. Sono generalmente rivestite con una lega ad alta purezza o una lega della serie 6xxx per un'elevata resistenza alla corrosione. La lega 2024 è forse la lega aeronautica più conosciuta.
Serie 6xxx
Le leghe della serie 6xxx sono versatili, trattabili termicamente, altamente formabili, saldabili e presentano una resistenza moderatamente elevata, unita a un'eccellente resistenza alla corrosione. Le leghe di questa serie contengono silicio e magnesio per formare siliciuro di magnesio al loro interno. I prodotti estrusi della serie 6xxx sono la prima scelta per applicazioni architettoniche e strutturali. La lega 6061 è la lega più utilizzata in questa serie e viene spesso impiegata nei telai di camion e imbarcazioni. Inoltre, alcune custodie per telefoni cellulari sono state realizzate con la lega della serie 6xxx.
Serie 7xxx
Lo zinco è il principale agente legante di questa serie e, aggiungendo una quantità minore di magnesio, si ottiene una lega ad altissima resistenza, trattabile termicamente. Anche altri elementi come rame e cromo possono essere aggiunti in piccole quantità. Le leghe più note sono la 7050 e la 7075, ampiamente utilizzate nell'industria aeronautica.
Leghe non trattabili termicamente
Le leghe non trattate termicamente vengono rinforzate tramite la deformazione a freddo. La deformazione a freddo avviene durante i processi di laminazione o forgiatura ed è l'azione di "lavorare" il metallo per renderlo più resistente. Ad esempio, la laminazione dell'alluminio a spessori più sottili ne aumenta la resistenza. Questo perché la deformazione a freddo crea dislocazioni e vuoti nella struttura, che a loro volta inibiscono il movimento degli atomi l'uno rispetto all'altro. Questo aumenta la resistenza del metallo. Elementi di lega come il magnesio intensificano questo effetto, con conseguente ulteriore aumento della resistenza.
Serie 3xxx
Il manganese è il principale elemento di lega in questa serie, spesso con aggiunta di piccole quantità di magnesio. Tuttavia, solo una percentuale limitata di manganese può essere aggiunta efficacemente all'alluminio. La lega 3003 è una lega popolare per uso generale perché ha una resistenza moderata e una buona lavorabilità e può essere utilizzata in applicazioni come scambiatori di calore e utensili da cucina. La lega 3004 e le sue modifiche sono utilizzate nei corpi delle lattine per bevande in alluminio.
Serie 4xxx
Le leghe della serie 4xxx sono combinate con silicio, che può essere aggiunto in quantità sufficienti per abbassare il punto di fusione dell'alluminio, senza causare fragilità. Per questo motivo, la serie 4xxx produce eccellenti fili per saldatura e leghe per brasatura dove è richiesto un punto di fusione più basso. La lega 4043 è una delle leghe d'apporto più utilizzate per la saldatura delle leghe della serie 6xxx per applicazioni strutturali e automobilistiche.
Serie 5xxx
Il magnesio è il principale agente legante della serie 5xxx ed è uno degli elementi leganti più efficaci e ampiamente utilizzati per l'alluminio. Le leghe di questa serie possiedono caratteristiche di resistenza da moderate ad elevate, nonché una buona saldabilità e resistenza alla corrosione in ambiente marino. Per questo motivo, le leghe alluminio-magnesio sono ampiamente utilizzate in edilizia, serbatoi di stoccaggio, recipienti a pressione e applicazioni marine. Esempi di applicazioni comuni delle leghe includono: 5052 in elettronica, 5083 in applicazioni marine, fogli anodizzati 5005 per applicazioni architettoniche e 5182 per la produzione dei coperchi in alluminio per le lattine per bevande.
