Resistenza dell'alluminio: cosa vale la pena sapere?

Redazione di EstrusiAlluminio.it

Profilo in alluminio è il nome collettivo di una serie di prodotti metallici utilizzati in vari settori industriali e costruttivi. Di solito, quando si parla di "alluminio", si intende un materiale composto da una qualche lega di alluminio, non l'alluminio puro. Questo perché l'alluminio in sé è un materiale strutturale debole, con una resistenza alla trazione di circa 90 MPa. Tuttavia, con l'aggiunta all'alluminio di piccole quantità di elementi di lega come manganese, silicio, rame, magnesio o zinco, e un adeguato trattamento termico o una deformazione plastica a freddo, la resistenza alla trazione dell'alluminio o di una lega di alluminio può raggiungere i 700 MPa.

Caratteristiche dell'alluminio puro e delle sue leghe

L'alluminio si divide in tre classi:

- L'alluminio "puro" è un metallo con vari gradi di purezza.

- Leghe di alluminio per la fusione.

- Le leghe di alluminio per la fabbricazione di prodotti con metodi di formatura dei metalli, cioè pressatura (estrusione), laminazione, forgiatura, stampaggio, sono leghe di alluminio deformabili.

Le leghe di alluminio per colata contengono uno o più elementi di lega in quantità non superiore al 12%. Alcune leghe per colata hanno una composizione chimica che consente loro di essere trattate termicamente per migliorarne le proprietà meccaniche. Selezionando la giusta composizione chimica e il giusto trattamento termico è possibile ottenere un'elevata resistenza dell'alluminio con una buona duttilità.

La maggior parte delle leghe di alluminio per la formatura dei metalli non contiene più del 7% di elementi di lega. Regolando la quantità e il tipo di elementi di lega, le proprietà dell'alluminio vengono migliorate e le sue proprietà tecnologiche potenziate. Ad esempio, sono state sviluppate leghe di alluminio speciali per processi produttivi specifici come lo stampaggio (estrusione) e la forgiatura.

Leleghe di alluminio (così come le leghe per colata) si dividono in leghe indurenti termicamente e leghe non indurenti termicamente. Tali processi migliorano le proprietà dell'alluminio. La resistenza alla trazione è migliorata dalla tempra a freddo seguita da una parziale ricottura. Una maggiore resistenza alla flessione dell'alluminio si ottiene con la tempra a temperatura adeguata e il successivo invecchiamento. Per alcune leghe termoindurenti, si utilizza una combinazione di trattamento termico e tempra a freddo.

Come si misura la resistenza dell'alluminio?

Qual è la resistenza statistica dell'alluminio? La resistenza alla trazione si riferisce alla capacità del materiale di sopportare un carico positivo, noto anche come forza o tensione. Di solito viene visualizzata da una curva sforzo-deformazione. Queste curve vengono solitamente costruite utilizzando un campione di materiale contenente alluminio e utilizzando una pressione di trazione per spostare la deformazione fino a un fattore di rottura. La pressione, e quindi la resistenza del tessuto, viene solitamente misurata in megapascal (MPa) o kilo-libbre per pollice quadrato (ksi). La resistenza dell'alluminio può essere misurata utilizzando diversi indici:

- Resistenza alla trazione: la forza o la pressione massima che un materiale può sopportare sotto sforzo di trazione. La resistenza alla trazione è solitamente espressa in megapascal. (Mpa).

- Resistenza alla flessione dell'alluminio. Il punto in cui un materiale inizia a deformarsi plasticamente. È la capacità del metallo di resistere alla deformazione. La resistenza allo snervamento è solitamente espressa in megapascal. (Mpa).

Qual è la resistenza di una lega di alluminio?

I materiali possono essere suddivisi in leghe di alluminio a bassa resistenza, leghe di alluminio a media resistenza e leghe di alluminio ad alta resistenza. La classificazione della resistenza non è una linea di demarcazione rigida e diversi materiali in lega di alluminio possono sovrapporsi sotto questo aspetto. Inoltre, anche la composizione specifica e il processo di trattamento termico influiscono sulle proprietà di resistenza dell'alluminio. Ad esempio, la resistenza della lega di alluminio 3004 è significativamente superiore a quella delle leghe 1050, 1060, 1100 e altre. Anche la resistenza alla temperatura dell'alluminio varia. Il punto di fusione dell'alluminio è di circa 660 gradi Celsius. Grazie alla resistenza alla temperatura dell'alluminio, questo materiale viene spesso utilizzato negli impianti di riscaldamento.