A seconda degli elementi leganti e del trattamento termico, i gradi di alluminio possono mostrare una vasta gamma di proprietà, da un buon aspetto visivo, alla facilità di fabbricazione, dalla buona resistenza alla corrosione ad un alto rapporto resistenza-peso, dalla buona saldabilità ad una elevata resistenza alla frattura.
La scelta del tipo alluminio giusto dipende in ultima analisi l'applicazione necessaria e dalle condizioni di lavoro.
Gradi di alluminio della serie 1xxx
Questi gradi di alluminio (1050, 1060, 1100, 1145, 1200, 1230, 1350 ecc.) sono caratterizzati da un'ottima resistenza alla corrosione, elevata conducibilità termica ed elettrica, basse proprietà meccaniche e ottima lavorabilità. Moderati aumenti della resistenza possono essere ottenuti tramite incrudimento. Ferro e silicio costituiscono le maggiori impurità.
Gradi di alluminio della serie 2xxx
Queste leghe di alluminio (2011, 2014, 2017, 2018, 2124, 2219, 2319, 201,0, 203,0, 206,0, 224,0, 242,0, ecc.) richiedono trattamento termico di solubilizzazione per ottenere proprietà ottimali; con questo trattamento le proprietà meccaniche sono simili, e talvolta superiori, a quelle dell'acciaio a basso tenore di carbonio. In alcuni casi, il trattamento termico di precipitazione (invecchiamento) è impiegato per aumentare ulteriormente le proprietà meccaniche. Questo trattamento aumenta la resistenza allo snervamento, con conseguente perdita di allungamento, il suo effetto sulla resistenza alla trazione non è così elevato.
Le leghe di alluminio della serie 2xxx non hanno una buona resistenza alla corrosione come la maggior parte delle altre leghe di alluminio, e in certe condizioni possono essere soggette a corrosione intergranulare. Gradi di alluminio della serie 2xxx sono buoni per componenti che richiedono una buona resistenza a temperature fino a 150°C (300°F). Fatta eccezione per il grado 2219, queste leghe di alluminio hanno saldabilità limitata, ma alcune leghe di questa serie hanno lavorabilità superiore. In alluminio di grado 2024 è la lega più popolare ed è comunemente usato nella costruzione di aerei.
Gradi di alluminio della serie 3xxx
Queste leghe di alluminio (3003, 3004, 3105, 383.0, 385.0, A360; 390.0) generalmente non sono trattabili termicamente, ma hanno una resistenza circa il 20% in più rispetto alle leghe di alluminio serie 1xxx. Poiché solo una limitata percentuale di manganese (fino a circa 1,5%) può essere efficacemente inserita nell'alluminio, il manganese è usato come elemento importante solo in alcune leghe.
Gradi di alluminio della serie 4xxx
Il principale elemento di lega in leghe della serie 4xxx (4032, 4043, 4145, 4643 ecc.) è il silicio, che può essere aggiunto in quantità sufficiente (fino al 12%) al fine di causare l'abbassamento sostanziale dell'intervallo di fusione. Per questo motivo, le leghe alluminio-silicio sono usate nei fili di saldatura e come leghe di brasatura per unire alluminio, in cui è richiesto un intervallo di fusione inferiore a quello del metallo base. Le leghe di alluminio che contengono quantità apprezzabili di silicio diventano da grigio scuro a nero-carbone, quando finiture di ossido anodico vengono applicate e quindi sono molto richieste per applicazioni architettoniche.
Gradi di alluminio della serie 5xxx
Il principale elemento di lega è il magnesio; quando viene utilizzato come elemento di lega maggiore o con manganese, il risultato è una moderata-alta resistenza. Il magnesio è molto più efficace del manganese come induritore - circa 0,8 di Mg% è pari a 1,25% di Mn - e può essere aggiunto in quantità notevolmente superiori. Leghe di alluminio di questa serie (5005, 5052, 5083, 5086, ecc.) possiedono buone caratteristiche di saldatura e resistenza alla corrosione relativamente buona in atmosfere marine. Tuttavia, limitazioni dovrebbero essere immesse sul carico di lavorazione a freddo sulle temperature di funzionamento (150°F) ammissibili per la maggiore di leghe di magnesio-alluminio per evitare suscettibilità alla criccatura da corrosione.
Gradi di alluminio della serie 6xxx
Leghe di alluminio della serie 6xxx (6061, 6063) contengono silicio e magnesio approssimativamente nelle proporzioni necessarie per la formazione di siliciuro di magnesio (Mg2Si), rendendole così trattabili termicamente. Anche se non è forte come la maggior parte delle leghe 2xxx e 7xxx, le leghe di alluminio della serie 6xxx hanno buona lavorabilità, saldabilità, lavorabilità di macchina, e relativamente buona resistenza alla corrosione, con una resistenza media. Gradi di alluminio con questo gruppo trattabile dal punto di vista termico possono essere trattati con tempra T4 (solubilizzazione senza precipitazione) e rinforzati ulteriormente dopo la formazione di proprietà T6 tramite un trattamento termico di precipitazione.
Gradi di alluminio della serie 7xxx
Lo zinco, in quantità da 1 a 8% è il principale elemento di lega della serie 7xxx (7075, 7050, 7049, 710.0, 711.0, ecc.), e quando viene accoppiato con una percentuale inferiore di magnesio dà luogo a leghe trattabili termicamente con resistenza a trazione da media a alta. Di solito gli altri elementi, come rame e cromo, sono aggiunti in piccole quantità. Leghe della serie 7xxx sono utilizzate in strutture di forza in campo aeronautico, apparecchiature mobili, e altre parti sottoposte a forti sollecitazioni. Leghe di alluminio con resistenza superiore della serie 7xxx mostrano ridotta resistenza alla criccatura da corrosione e sono spesso utilizzate dopo tempra da invecchiamento prolungato per fornire una migliore combinazione di forza, resistenza alla corrosione e resistenza alla frattura.
Gradi di alluminio della serie 8xxx
La serie 8xxx (8006, 8111, 8079, 850.0, 851.0, 852.0) è riservata a elementi leganti diversi da quelli utilizzati per la serie 2xxx a 7xxx. Ferro e nichel sono usati per aumentare la resistenza senza una significativa perdita di conducibilità elettrica, e quindi sono utili in leghe conduttrici come la 8017. La lega di alluminio-litio 8090, che ha una eccezionale resistenza e rigidità, è stata sviluppata per applicazioni aerospaziali. Leghe di alluminio della serie 8000 corrispondono al sistema UNS A98XXX ecc.
Gradi di alluminio della serie 9xxx
Questa serie non è attualmente utilizzata.
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