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Alluminio (leghe)

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Generalità

Le caratteristiche meccaniche, fisiche e tecnologiche che l’alluminio di prima fusione presenta possono essere notevolmente modificate con l’aggiunta di piccole percentuali di elementi di lega. I principali leganti dell’alluminio sono: Cu, Si, Mg, Zn, Mn. Essi formano leghe binarie, se presenti singolarmente insieme all’alluminio, o leghe complesse, se compresenti. Per migliorare le caratteristiche strutturali, possono essere aggiunti alle leghe altri elementi quali: Mn, Fe, Ni, Ti, Sn, Cr, B, Zr.
Le leghe di alluminio si suddividono in leghe da lavorazione plastica e leghe da fonderia: le prime sono destinate a lavorazioni per deformazione plastica sia a caldo che a freddo (laminazione, estrusione, fucinatura, imbutitura, trafilatura ecc.), le seconde sono destinate alla realizzazione di getti per colata in terra, in forma metallica o sotto pressione.

Leganti dell’alluminio

  • Rame (Cu)
    Aumenta la resistenza e la durezza in rapporto alla quantità presente nella lega; per tenori di rame al di sopra del 12% la lega presenta una spiccata fragilità. La presenza del rame migliora la lavorabilità, tuttavia diminuisce la resistenza alla corrosione, pur in piccole percentuali.
  • Silicio (Si)
    È il più diffuso legante dell’alluminio. Ne migliora le caratteristiche di resistenza e durezza, senza ridurne la duttilità, inoltre non diminuisce la resistenza alla corrosione. Le leghe di comune impiego hanno tenori di silicio compresi fra il 2 e il 15%.
  • Magnesio (Mg)
    Conferisce alla lega un buon comportamento alla corrosione, infatti le leghe Al-Mg, in presenza di elementi alcalini o in ambiente marino, hanno caratteristiche anche migliori dell’alluminio puro. Le leghe Al-Mg presentano buona duttilità e lavorabilità, per cui si prestano particolarmente bene alle giunzioni mediante saldatura. Il magnesio migliora le caratteristiche meccaniche, a fronte di una diminuzione della colabilità della lega e di un aumento della fragilità da ritiro (per aumentarne la colabilità, alle leghe Al-Mg viene aggiunto silicio). Nelle leghe da fonderia il contenuto di magnesio oscilla tra il 3 e il 10%; nelle leghe da lavorazione plastica tra l’1 e il 5%.
  • Zinco (Zn)
    È stato uno dei primi leganti dell’alluminio utilizzato per aumentarne la resistenza e la durezza, ma determina una scarsa resistenza alla corrosione a fronte di una buona lavorabilità. Si è cercato di eliminare tali difetti mantenendone i vantaggi mediante l’aggiunta di altri elementi in leghe complesse (leghe Al-Zn-Mg-Cu).
  • Manganese (Mn)
    È impiegato come correttivo, in quanto svolge una funzione di tampone nei confronti del ferro (elemento indesiderato): la sua presenza aumenta sensibilmente la tenacità, la duttilità e la resistenza alla corrosione della lega. La lega binaria Al-Mn trova impiego nelle lavorazioni plastiche; la lega ternaria Al-Mn-Mg viene utilizzata per lavorazioni da stampaggio, per la sua elevata deformabilità.
  • Ferro (Fe)
    Benché indesiderato, è sempre presente nelle leghe di Al come impurità. La presenza del ferro ha effetti positivi sulla resistenza meccanica, tuttavia diminuisce notevolmente la resistenza alla corrosione.
  • Nichel (Ni)
    Trova impiego con l’alluminio in quanto ne migliora sensibilmente la resistenza a caldo, per cui viene aggiunto nelle leghe destinate a impieghi con elevate temperature di esercizio.
  • Cromo (Cr)
    Il suo impiego è limitato, viene aggiunto come correttivo in tenori dello 0,35% ed esplica un’azione simile a quella del manganese.

 

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