Composizione chimica delle Leghe

 

 

 

Leghe da incrudimento (le loro caratteristiche meccaniche possono essere aumentate solo mediante deformazione plastica a freddo):

 

Leghe tipo Alluminio Puro Industriale (serie 1000)

Lega

Si

Cu

Mn

Mg

Zn

Al

1050A

 

 

 

 

 

>=99.5

1250

 

 

 

 

 

>=99.5

 

 

 

 

 

 

 

 

Leghe tipo Peraluman (serie 5000)

Lega

Si

Cu

Mn

Mg

Zn

Altri

5005

 

 

 

0.5-1.1

 

 

5052

 

 

 

2.2-2.8

 

 

5056

 

 

 

4.5-5.6

 

 

5083

 

 

0.5-1.0

4.0-4.9

 

 

5086

 

 

 

3.5-4.5

 

 

5154

 

 

 

3.1-3.9

 

 

5454

 

 

 

2.4-3.0

 

 

5754

 

 

 

2.6-3.6

 

 

 

 

Leghe da trattamento termico (le loro caratteristiche meccaniche possono essere aumentate mediante l'esecuzione di opportuni trattamenti termici):

 

Leghe tipo Avional (serie 2000)

Lega

Si

Cu

Mn

Mg

Zn

Altri

2011

 

4.5-6.0

0.2-0.8

 

 

Pb

2014

0.5-0.9

3.9-5.0

0.4-1.2

0.2-.08

 

 

2017

0.2-0.8

3.5-4.5

0.4-1.0

0.4-1.0

 

 

2024

 

3.8-4.9

0.3-0.9

1.2-1.8

 

 

2030

 

3.3-4.5

0.2-1.0

0.5-1.3

 

Pb

2219

 

5.8-6.8

0.2-0.4

 

 

 

2618

 

1.8-2.6

 

1.2-1.8

 

Ni

 

 

 

 

 

 

 

 

Leghe tipo Anticorodal (serie 6000)

Lega

Si

Cu

Mn

Mg

Zn

Altri

6060

0.3-0.6

 

 

0.35-0.6

 

 

6061

0.4-0.8

0.15-0.40

 

0.8-1.2

 

 

6063

0.2-0.6

 

 

0.45-0.9

 

 

6082

0.7-1.3

 

0.4-1.0

0.6-1.2

 

 

 

Leghe tipo Ergal (serie7000)

Lega

Si

Cu

Mn

Mg

Zn

Altri

7020

 

 

 

1.0-1.4

4.0-5.0

 

7049

 

1.2-1.9

 

2.1-3.1

7.2-8.4

 

7050

 

2.0-2.6

 

1.9-2.6

5.7-6.7

Zr

7075

 

1.2-2.0

 

2.1-2.9

5.1-6.1

 

 

 

I sistemi di saldatura maggiormente utilizzati sono:

 

Ø   Saldatura MIG = saldatura ad arco con atmosfera protettiva inerte e filo di alimentazione continuo. Il flusso di gas inerte, l’Argon, protegge l’Alluminio dall’ossidazione riducendo così i rischi di corrosione ed i conseguenti danni alla resistenza meccanica.

Ø   Saldatura TIG = saldatura ad arco con atmosfera protettiva inerte ed elettrodo infusibile. E’ adatta alla realizzazione di giunti fra lembi di spessore ridotto. Offre le medesime garanzie della saldatura MIG.

 

E’ consigliato trattare termicamente, dopo saldatura, le leghe Alluminio-Magnesio-Zinco, per garantire nelle zone termicamente alterate (ZTA) le stesse prestazioni meccaniche della lega di base.

 

 

 

Influenza dello Scandio nelle leghe di Alluminio

 

L’aggiunta di Scandio produce in generale un effetto positivo sulla struttura e sulle proprietà delle leghe di Alluminio. Lo Scandio è classificato tra i metalli di transizione del gruppo 3d (TM=transition metal), la natura della reazione di questi metalli con l’Al, in combinazione con il loro basso coefficiente di diffusione nell’Al solido e liquido, fanno in modo che si abbia la formazione di soluzioni solide soprasature di Sc nell’Al durante la solidificazione. Nel corso di susseguenti trattamenti termici queste soluzioni si decompongono formando dispersioni. Queste dispersioni aumentano la temperatura di ricristallizzazione della lega e le sue proprietà meccaniche.

Le dispersioni di Al3Sc hanno caratteristiche tali (struttura cristallina intermetallica, morfologia delle particelle, densità di distribuzione delle particelle) da causare un’elevata influenza sulle proprietà e sulla struttura dell’Al e delle sue leghe.

L’alto effetto antiricristallizzante dell’addizione di Scandio è attribuito all’elevata densità (numero di particelle in un’unità volumetrica di matrice) delle particelle di Al3Sc. Queste particelle precipitano omogeneamente durante la decomposizione della soluzione solida sotto forma di particelle sferiche che hanno una struttura molto coerente con la matrice. Quando questa coerenza svanisce si ha una rapida crescita delle particelle, e l’effetto antiricristallizzante praticamente scompare; per ridurre la suscettibilità alla coalescenza di queste particelle di Al3Sc si addiziona circa lo 0.1% di Zr, il quale mantiene l’effetto antiricristallizzante.

 

Figura 1: Effetto della concentrazione di elementi di transizione sulla temperatura di ricristallizzazione di una lega binaria deformata a freddo.

 

 

Lo stato di elevata dispersione delle particelle di Al3Sc causa un notevole effetto rinforzante; la microdurezza incrementa di 2.5 volte, salvo un eccessivo prolungamento del trattamento  perché in tal caso si ha coagulazione delle particelle di Al3Sc.

 

Figura 2: Microdurezza di una lega Al – 0,41% Sc in funzione del tempo di ricottura a varie temperature.

Figura 3: Precipitati di Al3Sc formatisi durante la decomposizione dello Scandio.

 

Anche in questo caso un’aggiunta di Zr inibisce la coagulazione delle particelle, con effetto stabilizzazione sulle proprietà della lega (come evidenziato dal diagramma sottostante).

Figura 4: Influenza dello Zr sull’andamento temporale della microdurezza della lega Al – 0,4% Sc.

 

Un altro effetto dell’aggiunta di Sc è quello di modificare la forma dei grani nella struttura della lega di Alluminio. Un esempio è mostrato nella figura seguente:

Figura 5: Struttura cristallina equiassica di una lega commerciale prodotta per colata continua. A Sinistra: lega addizionata di Scandio.

 

Questo effetto di modificazione è causato da due fattori: un largo numero di nuclei di cristallizzazione, nella forma di particelle di Al3Sc disciolti nell’unità di volume, e un’elevata efficacia dell’azione inoculante di queste particelle. Tale effetto modificante fa sì che si abbia anche un notevole aumento delle proprietà meccaniche dei giunti saldati.

Le leghe commerciali di Alluminio addizionate di Sc contengono, oltre allo Zr, a volte anche Ti. Nel caso di queste addizioni l’effetto modificante sopra descritto dello Sc avviene a concentrazioni più basse. Si nota inoltre che leghe commerciali di Alluminio con Sc < 0.8% e Zr 0.1% hanno praticamente sempre una struttura non dendritica, che però non cambia di molto le proprietà della lega.

 

 

 

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