Classificazione
Per le leghe da getto esiste in USA un sistema di designazione elaborato dalla Aluminium Association (A.A.), che prevede un simbolo base costituito da quattro indici numerici, i primi tre consecutivi, il quarto separato.
Il primo numero indica la famiglia di leghe secondo il seguente schema:
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Il secondo ed il terzo numero identificano le leghe, oppure nella serie 1XX.X indicano il grado di purezza dell'alluminio. L'ultimo numero, separato dal gruppo e preceduto da un punto, indica la forma della lega cioe' pane oppure getto. |
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Leghe serie 2XX.X (Al/Cu) Il tenore di rame puo' oscillare fra il 4-5%. L'aggiunta di rame produce un contemporaneo miglioramento delle caratteristiche di fonderia e delle caratteristiche meccaniche e tecnologiche dell'alluminio. In particolare vengono aumentate la resistenza e la durezza e migliora molto la lavorabilita' alle macchine utensili; le caratteristiche meccaniche si mantengono buone anche a temperature relativamente elevate. Come nel caso delle leghe da lavorazione plastica, anche qui le caratteristiche delle leghe Al/Cu sono migliorabili mediante trattamento termico. Caratteristica negativa di queste leghe nei confronti dell'alluminio e' la maggiore corrodibilita' dovuta alla notevole differenza di potenziale elettrochimico tra rame e alluminio. Per impieghi a temperature piu' elevate puo' essere addizionato del nichel che incrementa le caratteristiche a caldo della lega riducendone ampiamente la dilatazione termica. Infine le leghe Al/Cu richiedono tecnologie fusorie particolarmente raffinate perche' tendono a dar luogo nei getti a microcricche e microporosita'. |
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Leghe serie 3XX.X (Al-Si-Cu-Mg) e 4XX.X (Al-Si) Le leghe Al/Si si sono particolarmente affermate per le loro eccellenti caratteristiche tecnologiche di fonderia, per la loro colabilita', per l'assenza di fragilita' a caldo, per la leggerezza e per la resistenza alla corrosione molto superiore a quella delle leghe Al/Cu. Tra le qualita' negative vi sono scarsa lavorabilita' e caratteristiche elastiche assai basse e proprio a quest'ultimo inconveniente si e' rimediato con l'aggiunta, nella serie 3XX.X, di Cu e Mg. Il silicio e' l'alligante fondamentale dell'alluminio perche' ne migliora notevolmente la colabilita' e ne riduce la fragilita' di ritiro. Migliora inoltre la resistenza alla corrosione, abbassa il coefficiente di dilatazione termica e ne riduce l'allungamento a rottura; il contenuto di Si e' normalmente compreso tra 5-17%. Il silicio, entrando in lega con l'alluminio, non da' origine a composti, ma entro la composizione chimica sopra riportata si separa allo stato elementare sotto forma di eutettico. La composizione eutettica e' appunto del 13% in silicio, per cui le leghe sono strutturalmente costituite da cristalli d'alluminio contenenti in soluzione pochissimo silicio, e dall'eutettico Al/Si che normalmente si dispone lungo i bordi di grano. [ Diagramma d'equilibrio Si/Al ]
Man mano che il tenore di silicio aumenta, aumenta anche la quantita' di eutettico presente, finche' le leghe al 13% di Si sono costituite unicamente da eutettico. Per ottenere dei getti con buone caratteristiche meccaniche le leghe devono essere "modificate": la modifica consiste nell'aggiungere alle leghe allo stato fuso delle piccole quantita' di sodio metallico. Questo produce un'affinazione della struttura della lega e, in particolare, dell'eutettico con conseguente miglioramento delle caratteristiche meccaniche. Nelle figure qui sotto sono rappresentate le differenti strutture di una stessa lega Al/Si modificata (A) e non modificata (B). A -><-B [Lega Al/Si] Il trattamento di modifica puo' portare a strutture non desiderate ipomodificate (trattamento di modifica incompleto) ed ipermodificate (trattamento di modifica eccessivo). |
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Leghe serie 5XX.X (con magnesio) Il magnesio e' importante come elemento di alligazione a causa della sua estrema leggerezza tanto che le leghe Al/Mg sono piu' leggere dell'alluminio puro. Queste resistono molto bene alla corrosione, in particolare a quella marina. Non hanno eccellenti proprieta' meccaniche ma sono facilmente lavorabili alle macchine. Nei getti sono molto scorrevoli allo stato fuso e non presentano difetti di fragilita' a caldo. Man mano che aumenta il tenore di Mg aumentano il carico di rottura e la durezza, mentre l'allungamento rimane praticamente invariato. |