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Comportamento ad impatto di una lamiera in lega di alluminio

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4 Alluminio - magnesio. Il magnesio mostra una buona solubilità nell’alluminio (seconda solo allo zinco) e, per questo, leghe con concentrazioni minori del 7% non mostrano una apprezzabile precipitazione (tuttavia, se sono presenti altri elementi, questa percentuale diminuisce) ma è possibile, comunque, ottenere un discreto effetto indurente tramite la lavorazione a freddo, visto che il magnesio permette di conservare un’ottima duttilità. Il magnesio fornisce, inoltre, un’eccellente resistenza alla corrosione ed una buona saldabilità: queste caratteristiche vengono sfruttate nella costruzione delle carrozzerie in alluminio. L’eutettico Al-Mg 2 Al 3 si ha ad una concentrazione del 35% di Mg in peso ad una temperatura di 450 °C. Per causare la precipitazione di Mg 2 Al 3 (fase b), che ha un reticolo CFC, la lega deve essere trattata a temperature fra 200 e 300 °C e per un tempo dipendente dalla temperatura scelta. La precipitazione avviene preferenzialmente sui piani {100}, seguita da quella sui piani {120}. La lega Al-Mg, in genere, non richiede trattamento termico di invecchiamento. 6xxx (6000): leghe Al-Mg-Si (e derivate Al-Mg 2 Si, ecc.). Hanno buone proprietà meccaniche. Sono generalmente caratterizzate da buona lavorabilità per deformazione plastica e buona resistenza all’ossidazione. Sono leghe autotempranti da semilavorato e facili da estrudere a caldo. Si utilizzano per finestre ottenute tramite estrusione ed in strutture saldate. Alluminio - magnesio - silicio. Questo sistema costituisce la classe principale di leghe per i pezzi lavorati a caldo e per quelli ricavati da fusione. Esse riescono a combinare alcune caratteristiche favorevoli: buone resistenze meccaniche, sensibilità relativamente bassa alla tempra, buona resistenza alla corrosione. L’indurimento avviene soprattutto per precipitazione del composto Mg 2 Si. Per ottenere prodotti estrusi con questa lega normalmente si mantengono Mg e Si al di sotto dell’1.5% in peso. Il silicio, infine, aumenta la fluidità del fuso e riduce il coefficiente di dilatazione, come già detto anche per le leghe Al-Si. 7xxx (7000): leghe Al-Zn (e derivate Al-MgZn 2 , Al-Mg-Zn-Cu, ecc.). Sono quelle con migliori proprietà meccaniche. Sono generalmente caratterizzate da resistenza meccanica a freddo e lavorabilità. Si utilizzano per impieghi strutturali specialmente nell'industria aeronautica. Alluminio - zinco. Lo zinco è l’elemento che ha la solubilità più elevata nell’alluminio e con esso forma un eutettico ad una concentrazione del 95% in peso di Zn alla temperatura di 382 °C. Così, per quasi tutte le composizioni, si ha solidificazione di una soluzione solida primaria; al calare della temperatura il suo campo di stabilità crolla e si ha precipitazione di zinco. Generalmente le leghe binarie Al-Zn non vengono usate, ma vengono preferite leghe Al-Zn-Mg, impiegate nelle costruzioni aeronautiche. Alluminio - magnesio - zinco ed alluminio - rame - magnesio – zinco. Questi sistemi formano una classe importante di leghe trattabili termicamente e, per il sistema quaternario, possono sopportare gli sforzi più alti di qualunque altra lega di alluminio commerciale (eccetto quelle rinforzate per dispersione di particolato ceramico). In molti casi lo zinco è il maggior elemento alligante. Il rinforzo avviene per precipitazione di composti intermetallici come MgZn 2 , Mg 3 Zn 3 Al 2 , Mg 5 Al 3 o CuMgAl 2 . 8xxx (8000): leghe speciali e sperimentali fra cui si possono annoverare, ad esempio, le leghe antifrizione Al-Sn o le nuovissime leghe per impieghi aeronautici Al-Li. Alluminio - litio. Il sistema Al-Li permette di ottenere densità molto basse e, allo stesso tempo, elevati moduli elastici. Infatti è l’unico elemento (oltre al berillio) che riduce la densità e che, contemporaneamente, aumenta il modulo elastico dell’alluminio: ogni aumento percentuale (in peso) di litio, diminuisce la densità dell’alluminio di circa il 3% ed aumenta il suo modulo elastico del 6%. Queste leghe, tuttavia, non sono del tutto mature tecnologicamente e mostrano una bassa duttilità. La composizione eutettica si ha per il 9.9% di Li (in peso) e per una temperatura di 602 °C. L’effetto indurente deriva dalla precipitazione, soprattutto quella del composto intermetallico metastabile Al 3 Li. Alluminio - rame - litio. L’aggiunta di rame al sistema Al-Li riduce significativamente la solubilità del litio attorno all’1.5% in peso di litio alla temperatura di 515 °C (senza Cu si era a 2.55% a 500 °C). Nella zona del diagramma di stato ad alta concentrazione di Al, vi sono tre composti in equilibrio con l’allumino; a seconda delle composizioni e delle temperature è possibile variare la quantità delle diverse fasi presenti per ottimizzare le particolari caratteristiche meccaniche desiderate. Alluminio - magnesio - litio. L’aggiunta di magnesio al sistema binario Al-Li porta ad una diminuzione di densità e ad un certo aumento dei moduli elastici della lega. In particolare il magnesio contribuisce al rinforzo in due modi: aggiunge una componente alla soluzione solida e riduce la solubilità del litio nell’alluminio, aumentando (a parità di altri fattori) la frazione volumica del precipitato Al 3 Li.
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Comportamento ad impatto di una lamiera in lega di alluminio

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Informazioni tesi

  Autore: Angelo Rozza
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2004-05
  Università: Politecnico di Torino
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Meccanica
  Relatore: Giovanni Belingardi
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 104

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