Supplementi al Dizionario di Chimica e Chimica Industriale
Leghe di alluminio

 

Leghe di alluminio

Come la totalità dei metalli anche l'alluminio non è utilizzato allo stato puro ma legato ad altri componenti a formare leghe Infatti le sue proprietà meccaniche  sono modeste e allora si introducono elementi alliganti quali rame, magnesio, manganese, silicio, zinco che da soli o combinati tra loro migliorano le caratteristiche resistenziali:

Altri elementi quali cromo (resistenza a corrosione), zirconio, vanadio sono usati come correttivi (affinazione grano, bloccaggio di impurità...) ;nichel, titanio e zirconio (p. meccaniche),bismuto, piombo, cadmio e stagno,silicio per scopi particolari. Il ferro, é sempre presente come impurezza.

Nomenclatura

Queste leghe sono numerose e per indicarle si adottano diversi sistemi. Il più utilizzato in campo ciclistico è quello detto ASTM, organismo americano che si occupa delle prove sui materiali; ogni lega è caratterizzata da un codice di 4 numeri seguiti da una lettera (H o T) più un numero, ad esempio 7020-T6.


Nel caso di un tubo identificato come 7020 T6 siamo di fronte ad una lega a base di zinco senza altro legante e classificata al numero 20 nel catalogo ASTM e sottoposto a trattamento termico di tempra e rinvenimento (gettonatissimo in questo ambito!). 


Principali sistemi alliganti utilizzati nella realizzazione dei telai:

La classe 2000 è utilizzata per telai più economici, mentre le altre rappresentano praticamente l'intero panorama della telaistica in alluminio attualmente sul mercato. Ovviamente il modulo elastico resta lo stesso dell' alluminio puro, dipendendo infatti solamente dal tipo di cella atomica e vale E=70 (GPa).

TT

In generale leghe della serie 2000 - 4000 - 6000 - 7000 (in particolare queste ultime) permettono buone prestazioni meccaniche solo dopo trattamenti termici, mentre le leghe della serie  1000 - 3000 - 5000 sono in grado di dare buone prestazioni anche solo mediante deformazioni plastiche. 
Per le prime (che presentano % elementi in lega <8% e in generale =6%) descriviamo i TT più utilizzati, T4 e T6:

  1. Solubilizzazione : si porta la lega a temperature in grado di portare in soluzione tutti gli alliganti .Cioé 556°C e 470 °C rispettivamente per le 6000 e per le 7000.
  2. Rapido raffreddamento :tempra (in H2O) o annealing (in aria) a seconda della lega e dello spessore del pezzo che viene portato immediatamente dalle temperature di solubilizzazione a temperatura ambiente con lo scopo di congelarne la microstruttura.
  3. Eventuale invecchiamento (a seconda della lega):precipitano gli intermetallici.
    Il fenomeno può avvenire a temperatura ambiente ed é il caso di T4, e allora si parla di invecchiamento naturale oppure può essere stimolato a temperature maggiori, e allora si parla di T6. La differenza consiste nel numero di siti di nucleazione dei precipitati, molto maggiore nel secondo caso, che ne garantisce pertanto una più fine ed omogenea distribuzione.

Tra la fase 2 e la 3 compaiono eventuali trattamenti meccanici.

 

Scheda tratta dal documentato e ricchissimo sito di Diego Colombo, Università di Trento