Cos'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 a livelli che combinati possono costituire 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 costituite da alluminio con purezza pari al 99% o superiore. Questa serie ha un'eccellente resistenza alla corrosione, eccellente lavorabilità e un'elevata conduttività termica ed elettrica. Questo è il motivo per cui la serie 1xxx è comunemente utilizzata per le linee di trasmissione o di rete elettrica. Le denominazioni comuni delle leghe in questa serie sono 1350, per applicazioni elettriche, e 1100, per vassoi per imballaggi alimentari.
Leghe trattabili termicamente
Alcune leghe vengono rafforzate mediante trattamento termico in soluzione e quindi tempra o raffreddamento rapido. Il trattamento termico prende il metallo solido legato e lo riscalda fino a un punto specifico. Gli elementi della lega, detti soluti, si distribuiscono omogeneamente con l'alluminio mettendoli in soluzione solida. Il metallo viene successivamente spento o raffreddato rapidamente, il che congela gli atomi di soluto sul posto. Gli atomi del soluto si combinano quindi in un precipitato finemente distribuito. Ciò avviene a temperatura ambiente, processo chiamato invecchiamento naturale, oppure in un forno a bassa temperatura, processo chiamato invecchiamento artificiale.
Serie 2xxx
Nella serie 2xxx, il rame viene utilizzato come principale elemento di lega e può essere notevolmente rafforzato mediante solubilizzazione. Queste leghe possiedono una buona combinazione di elevata resistenza e tenacità, ma non hanno 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 rivestiti con una lega di elevata purezza o una lega della serie 6xxx per resistere notevolmente alla corrosione. La lega 2024 è forse la lega aeronautica più conosciuta.
Serie 6xxx
Le serie 6xxx sono versatili, trattabili termicamente, altamente formabili, saldabili e hanno una resistenza moderatamente elevata unita ad un'eccellente resistenza alla corrosione. Le leghe di questa serie contengono silicio e magnesio per formare siliciuro di magnesio all'interno della lega. I prodotti di estrusione della serie 6xxx sono la prima scelta per applicazioni architettoniche e strutturali. La lega 6061 è la lega più utilizzata in questa serie ed è spesso utilizzata nei telai di camion e imbarcazioni. Inoltre, alcune custodie del telefono sono state realizzate in lega della serie 6xxx.
Serie 7xxx
Lo zinco è l'agente legante principale di questa serie e quando il magnesio viene aggiunto in una quantità minore, il risultato è una lega trattabile termicamente e ad altissima resistenza. In piccole quantità possono essere aggiunti anche altri elementi come rame e cromo. Le leghe più conosciute sono la 7050 e la 7075, ampiamente utilizzate nell'industria aeronautica.
Leghe non trattabili termicamente
Le leghe non trattate termicamente vengono rinforzate mediante lavorazione a freddo. La lavorazione a freddo avviene durante i metodi di laminazione o forgiatura ed è l'azione di “lavorare” il metallo per renderlo più resistente. Ad esempio, quando l’alluminio viene laminato fino a raggiungere spessori più sottili, diventa più resistente. Questo perché la lavorazione a freddo crea dislocazioni e posti vacanti nella struttura, che quindi inibiscono il movimento degli atomi l'uno rispetto all'altro. Ciò aumenta la resistenza del metallo. Gli elementi leganti come il magnesio intensificano questo effetto, determinando una resistenza ancora maggiore.
Serie 3xxx
Il manganese è il principale elemento legante di questa serie, spesso con l'aggiunta di piccole quantità di magnesio. Tuttavia solo una percentuale limitata di manganese può essere efficacemente aggiunta all’alluminio. 3003 è una lega popolare per usi generali 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 vengono 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 produrre 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 l'agente legante principale 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 buona saldabilità e resistenza alla corrosione in ambiente marino. Per questo motivo, le leghe di alluminio-magnesio sono ampiamente utilizzate nell'edilizia e nelle costruzioni, nei serbatoi di stoccaggio, nei recipienti a pressione e nelle applicazioni marine. Esempi di applicazioni comuni delle leghe includono: 5052 nell'elettronica, 5083 in applicazioni marine, fogli anodizzati 5005 per applicazioni architettoniche e 5182 realizza il coperchio di lattine per bevande in alluminio.
