L'alluminio è un metallo duttile, leggero e resistente, di colore argento, che viene usato in molte industrie per la fabbricazione di milioni di prodotti diversi ed è molto importante per l'economi...

Alluminio e leghe di alluminio

Tecnologia postato da egolemweb || 6 anni fa

L'alluminio è un metallo duttile, leggero e resistente, di colore argento, che viene usato in molte industrie per la fabbricazione di milioni di prodotti diversi ed è molto importante per l'economia mondiale. Componenti strutturali fatti in alluminio sono vitali per l'industria aerospaziale e molto importanti in altri campi dei trasporti e delle costruzioni nei quali leggerezza, durata e resistenza sono necessarie.

 

Le principali caratteristiche di queste leghe sono:

 

- bassa densità: il peso specifico è tra i più bassi dei materiali strutturali (2,7 g/cm³ contro i 7,9 g/cm³ dell'acciaio)

- elevata duttilità a causa della loro struttura cristallina cubico F (a facce centrate): questa proprietà rende possibile realizzare fogli sottilissimi di alluminio, come ciascuno di noi può sperimentare nelle applicazioni alimentari. A basse temperature, per la loro struttura cristallina, le leghe di alluminio sono comunque duttili.

- elevata conduttività termica ed elettrica: questa caratteristica rende alcune leghe di alluminio adatte alla realizzazione di pentole da cucina, o materiale elettrico.

- basso punto di fusione (circa 660 °C): la temperatura di fusione limita le applicazioni strutturali dell'alluminio a temperature d'esercizio massime di 200-300 °C (300 °C per leghe appositamente studiate).

- resistenza a corrosione in ambiente atmosferico: le leghe leggere resistono bene alla corrosione generalizzata, ma soffrono di alcuni altri tipi di corrosione, e per questo vengono trattate con procedimenti come l'anodizzazione o l'applicazione di vernice protettiva (primer). Se non trattata in maniera particolare, la superficie di un oggetto in lega d'alluminio appare lucida, essendo assenti fenomeni di corrosione generalizzata, a differenza degli acciai ferritici. Le leghe di alluminio possono sviluppare rapidi fenomeni di corrosione galvanica se poste a contatto con l'acciaio inossidabile o con il titanio e le sue leghe.

 

Le leghe di alluminio trovano impiego in numerosi rami dell'ingegneria strutturale. Si possono classificare mediante il sistema numerico definito dall'ANSI oppure secondo i criteri definiti dalle norme DIN e ISO che stabiliscono nomenclature che permettono di riconoscere gli elementi principali costituenti. La scelta della lega da impiegare necessita di considerazioni sulla resistenza statica, duttilità, lavorabilità, saldabilità e resistenza alla corrosione, e altri aspetti quali le caratteristiche meccaniche alle temperature di impiego. 

 

I principali campi di applicazione sono:

 

- campo aeronautico: a causa dell'importanza che riveste il peso strutturale, le leghe leggere sono estesamente utilizzate proprio per il favorevole rapporto proprietà meccaniche/peso che esse posseggono. Ancor oggi, nonostante i recenti sviluppi Boeing facciano pensare ad un utilizzo sempre più massiccio dei materiali compositi (vedi B787), le leghe d'alluminio trovano largo impiego. Per avere un'idea della questione, si pensi che, fino a dieci anni fa, più dell'80% della struttura di un aeroplano era costituita in lega leggera.

- applicazioni motoristiche: soprattutto nelle parti tiepide (fino ai 250 °C) del motore, e recentemente anche nelle parti calde, la soluzione in lega di alluminio consente risparmi in peso.

- campo ferroviario: con l'aumentare delle velocità di crociera dei moderni treni (i cosiddetti treni ad alta velocità), anche il campo ferroviario, che da sempre si era affidato all'acciaio, ha cominciato ad utilizzare le leghe d'alluminio in numerose applicazioni, anche strutturali, al fine di diminuire il peso.

- costruzione di telai di biciclette: attraverso l'utilizzo delle leghe leggere è possibile costruire telai più rigidi e meno pesanti.

- serbatoi e tubi in pressione, applicazioni criogeniche: l'elevata duttilità delle leghe d'alluminio anche a bassa temperatura, e la loro buona resistenza a corrosione, ne fanno materiale di impiego in questo campo.

- accessori da cucina: per queste applicazioni le leghe di alluminio sono considerate migliori rispetto al rame e all'acciaio. A livello professionale i cuochi apprezzano particolarmente le elevati doti di conducibilità del calore e considerano un compromesso accettabile le lievemente minori caratteristiche di igiene, durata meccanica e resistenza alla corrosione rispetto agli altri materiali[5].

- infissi e altre applicazioni domestiche: famosi gli infissi in alluminio anodizzato e più recentemente in alluminio verniciato con essiccatura a forno.

 

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