L'alluminio è un materiale molto versatile, utilizzato in un'ampia gamma di applicazioni. I diversi requisiti di prestazione determinano la richiesta di diversi gradi di alluminio. Ogni grado ha la sua utilità. Alcuni eccellono per l'elevata rigidità specifica. Altri invece sono apprezzati per la loro resistenza alla corrosione. Con la trattazione di questo argomento, i lettori acquisiranno una chiara comprensione dei diversi gradi di alluminio. Restate sintonizzati!
Classificazione dei gradi di alluminio
Lamiera di alluminio è disponibile in una varietà di gradi. I gradi di alluminio sono classificati in base alla loro composizione chimica e alle proprietà che ne derivano. Gli elementi di lega più comuni includono rame, manganese, silicio, magnesio e zinco. In ogni tipo di lamiera di alluminio esiste una composizione unica di elementi di lega. La presenza o l'assenza di elementi di lega produce proprietà fisiche e meccaniche diverse. Da qui la necessità di identificare in modo univoco le composizioni utilizzando un sistema di classificazione.
Sistema di numerazione in lega di alluminio
L'Aluminum Association ha formulato un sistema di numerazione a quattro cifre per i gradi di alluminio. In questo sistema a quattro cifre, la prima cifra identifica i principali elementi di lega. Ad esempio, 2xxx indica che il rame è l'elemento di lega principale. Mentre in 3xxx, il manganese è l'elemento di lega principale, e così via.
| Serie Alloy | Principali elementi di lega | Ruolo degli elementi consentiti | Proprietà | Applicazioni |
| 1xxx | Alluminio puro | Conduttività e resistenza alla corrosione | Elevata resistenza alla corrosione, eccellente conduttività e bassa resistenza. | Conduttori elettrici |
| 2xxx | Rame | Alta resistenza | Elevata resistenza, buona lavorabilità, ma bassa resistenza alla corrosione | Aerospaziale |
| 3xxx | Manganese | Rafforzamento moderato | Buona formabilità con buona resistenza alla corrosione | Coperture, lattine e scambiatori di calore |
| 4xxx | Silicio | Resistenza all'usura e basso punto di fusione | Buona resistenza all'usura e buona saldabilità | Fili per saldatura e parti del motore |
| 5xxx | Magnesio | Forza e resistenza alla corrosione | Alta resistenza ed eccellente resistenza marina | Strutture e serbatoi marini |
| 6xxx | Magnesio e silicio | Prestazioni equilibrate | Media resistenza, ma buona resistenza alla corrosione e facilità di estrusione | Cornici architettoniche e automotive |
| 7xxx | Zinco con aggiunte minori di Mg e Cu | Resistenza molto elevata | Resistenza molto elevata ma minore saldabilità | Aerospaziale e difesa |
Ruolo degli elementi di lega
Nelle diverse qualità di alluminio, gli elementi di lega migliorano una particolare caratteristica. L'alluminio puro è noto per l'eccezionale conduttività, ma non per l'elevata resistenza. La serie 7xxx, invece, con l'aggiunta di zinco, aumenta la resistenza meccanica. Allo stesso modo, ogni elemento di lega ha una propria funzione.
Leghe trattabili termicamente e leghe non trattabili termicamente
I gradi di alluminio appartenenti alle serie 2xxx, 6xxx e 7xxx sono trattabili termicamente. I gradi di alluminio delle serie 1xxx, 3xxx, 4xxx e 5xxx, invece, non sono trattabili termicamente. I gradi di alluminio trattabili termicamente acquistano resistenza attraverso l'indurimento per precipitazione. L'esempio più significativo è quello del duralluminio. I gradi di alluminio non trattabili termicamente si ottengono attraverso la lavorazione a freddo. Sono preferiti per la loro resistenza alla corrosione, per la formabilità e per l'elevata resistenza alla corrosione. saldabilità.
Gradi di alluminio comuni utilizzati nella lavorazione della lamiera
Le lamiere di alluminio sono disponibili in diversi gradi. Ogni grado ha il suo significato. L'idoneità di un particolare grado dipende dall'applicazione. Alcuni gradi sfruttano l'elevata rigidità specifica, mentre altri offrono una buona formabilità. Spetta allo sviluppatore del prodotto svolgere le dovute verifiche per selezionare un grado appropriato.
Alluminio 3003
La lamiera di alluminio 3003 è nota per la sua eccellente formabilità e facilità di lavorazione. Il principale elemento di lega è il manganese. Questo elemento conferisce una resistenza moderata ma un'eccezionale duttilità. Queste proprietà rendono le lamiere di alluminio 3003 utili per le operazioni di lavorazione della lamiera. La buona resistenza alla corrosione rende il grado di alluminio 3003 adatto ad applicazioni esterne.
Alluminio 5052
Le lastre di alluminio 5052 offrono un'eccellente resistenza alla corrosione anche in ambienti marini. Queste lamiere di alluminio possono adattarsi a raggi di curvatura stretti. Queste eccellenti prestazioni di piegatura consentono la produzione di forme complesse. Inoltre, offrono un'impressionante resistenza meccanica in condizioni non trattate termicamente. Di conseguenza, le lastre di alluminio 5052 sono ampiamente utilizzate in ambienti marini. Le applicazioni più comuni includono pannelli, serbatoi di carburante, recipienti a pressione, telai elettronici e componenti automobilistici.
Alluminio 6061
L'alluminio 6061 è una lega molto versatile, utilizzata in numerose applicazioni. Offre una combinazione equilibrata di forza, resistenza alla corrosione e lavorabilità. Tuttavia, la sua formabilità è leggermente inferiore a quella dei tipi di alluminio 3003 e 5052. L'alluminio 6061 è comunemente utilizzato come lamiera spessa. L'alluminio 6061 è utilizzato in pannelli strutturali, staffe, telai e piastre di base.
Alluminio 7075
L'alluminio 7075 offre la massima resistenza meccanica. La sua resistenza è pari a quella dell'acciaio. Tuttavia, la sua densità è un terzo di quella dell'acciaio. Questo elevato rapporto resistenza-peso lo rende ideale per applicazioni ad alta rigidità. È comunemente usato nei pannelli strutturali aerospaziali, negli accessori per aerei e nei componenti della difesa.
Confronto tra i gradi di alluminio per la lavorazione della lamiera
In generale, il confronto tra i gradi di alluminio si basa su fattori quali la resistenza alla corrosione, la resistenza meccanica, la saldabilità, la piegabilità e la lavorabilità. La tabella mostra un confronto tra i diversi gradi di alluminio:
| Grado | Tipo di lega | Resistenza meccanica | Formabilità | Resistenza alla corrosione | Saldabilità | Lavorabilità |
| 3003 | Al-Mn | Basso -Moderato | Eccellente | Buono | Eccellente | Buono |
| 5052 | Al-Mg | Moderato | Molto buono | Eccellente | Eccellente | Buono |
| 6061 | Al-Mg-Si | Alto | Moderato | Buono | equo | Eccellente |
| 7075 | Al-Zn (trattabile termicamente) | Molto alto | Limitato | Moderato | Povero | Eccellente |
Perché la tempra dell'alluminio è importante?
Il temperamento conta molto in fabbricazione di metalli processi per le lamiere di alluminio. La tempra definisce la condizione meccanica delle lamiere di alluminio. Due lamiere dello stesso grado possono differire per resistenza, durezza e duttilità. I suffissi comunemente usati per la tempra sono riportati di seguito:
| Suffisso | Condizione di temperamento |
| O | Ricotto |
| T4 | Invecchiato naturalmente |
| T6 | Invecchiato artificialmente |
| H | Non trattabile a caldo ma lavorato a freddo |
Ad esempio, il grado 6061-O è più duttile dei gradi 6061-T4 o 6061-T6. Un altro esempio è il 5052-H. Il suffisso "H" indica che non è trattabile a caldo, ma è lavorata a freddo.
Spessore delle lamiere di alluminio e tolleranze delle lamiere
Lo spessore delle lamiere di alluminio si misura in unità SI o in unità imperiali. Un altro metodo, più vecchio e meno affidabile, è quello di misurarlo in BWG. Attualmente, la maggior parte dei fornitori offre lastre di alluminio in spessori millimetrici. Negli Stati Uniti si usano spesso i pollici e i mil. In ogni caso, questi valori sono facilmente convertibili. La tabella può essere utilizzata per convertire i valori in BWG, pollici e mm. Un'altra variazione riguarda l'uso di termini per riferirsi alla gamma di spessori. Per spessori superiori a 6 mm, si usa il termine "piastra". Per spessori inferiori a 0,15 mm, si usa il termine "lamina". Ciò che si trova tra questi due termini è chiamato "foglio".
| BWG | Pollici (in) | Millimetri (mm) | Tolleranze |
| 42 | 0.004 | 0.102 | ± 10% |
| 41 | 0.0048 | 0.122 | ±10% |
| 40 | 0.005 | 0.127 | ±10% |
| 39 | 0.0056 | 0.142 | ± 10% |
| 38 | 0.006 | 0.152 | ±10% |
| 37 | 0.0064 | 0.163 | ±10% |
| 36 | 0.007 | 0.178 | ±10% |
| 35 | 0.0076 | 0.193 | ±10% |
| 34 | 0.008 | 0.203 | ±10% |
| 33 | 0.0096 | 0.244 | ±10% |
| 32 | 0.01 | 0.254 | ±10% |
| 31 | 0.0116 | 0.295 | ±10% |
| 30 | 0.012 | 0.305 | ±10% |
| 29 | 0.0136 | 0.345 | ± 10% |
| 28 | 0.014 | 0.356 | ±10% |
| 27 | 0.016 | 0.406 | ±10 % |
| 26 | 0.018 | 0.457 | ±10% |
| 25 | 0.02 | 0.508 | ± 0,05 mm |
| 24 | 0.022 | 0.559 | ±0,05 mm |
| 23 | 0.024 | 0.61 | ±0,05 mm |
| 22 | 0.028 | 0.711 | ±0,05 mm |
| 21 | 0.032 | 0.813 | ±0,05 mm |
| 20 | 0.036 | 0.914 | ± 0,05 mm |
| 19 | 0.04 | 1.016 | ±0,05 mm |
| 18 | 0.048 | 1.219 | ±0,08 mm |
| 17 | 0.056 | 1.422 | ± 0,08 mm |
| 16 | 0.064 | 1.626 | ±0,08 mm |
| 15 | 0.072 | 1.829 | ± 0,12 mm |
| 14 | 0.08 | 2.032 | ±0,12 mm |
Come scegliere il giusto grado di alluminio per la vostra parte in lamiera
La scelta dell'alluminio più appropriato deve essere attentamente valutata. In questa sezione vengono discussi alcuni criteri di selezione.
Selezione in base al metodo di fabbricazione
Fattori come la duttilità, la piegabilità, la saldabilità e il comportamento di imbutitura giocano un ruolo fondamentale nella fabbricazione. Ad esempio, la lega 3003 è adatta all'imbutitura profonda, mentre la 6061 potrebbe non esserlo. D'altra parte, la 6061 può essere preferita per la lavorazione rispetto alla lega 3003.
Requisiti ambientali e di carico
Leghe come la 5052 possono resistere in modo impressionante ad ambienti chimicamente aggressivi. D'altra parte, la lega 7075 ha una capacità di carico molto elevata. Nessuna di queste leghe può quindi essere utilizzata in modo intercambiabile.
Bilanciare costi, prestazioni e disponibilità
A volte è necessario bilanciare fattori come il costo, le prestazioni e la disponibilità. La 3003 è una lega di uso generale con un costo moderato. È sufficiente per essere utilizzata in applicazioni generiche. D'altra parte, il grado 5052 è più resistente alla corrosione. Ma è costosa. Pertanto, dovrebbe essere utilizzata solo quando necessario. Allo stesso modo, nelle applicazioni a carico moderato, si possono utilizzare molte leghe comuni. Ma per carichi ultra-elevati, solo la più costosa 7075 può servire allo scopo.
Domande frequenti
Qual è la differenza tra le lamiere di alluminio 3003 e 5052?
Il grado 3003 ha il manganese come principale elemento di lega, mentre il 5052 ha il magnesio. Il 3003 è utilizzato in applicazioni generiche. Il grado 5052 è utilizzato in ambienti marini
Come scegliere il giusto grado di alluminio per la mia parte in lamiera?
Un attento studio dei requisiti applicativi guida nella scelta del grado corretto.
Quale organizzazione fornisce le linee guida per il confronto dei voti in lega?
L'Aluminum Association classifica le leghe di alluminio in serie.
Quale processo di lavorazione dei metalli viene utilizzato per produrre lattine per bevande?
L'imbutitura viene utilizzata per produrre lattine di alluminio
Conclusione
Le lamiere di alluminio sono utilizzate in molti settori industriali. Ogni industria utilizza alcuni gradi di lega specifici a seconda dei requisiti applicativi. L'Associazione Alluminio ha designato una serie di leghe. Essa classifica le leghe in base alle aggiunte di lega. La conoscenza di questi gradi aiuta a scegliere il migliore per un'applicazione specifica.