L Alluminio e le sue leghe stato dell arte e prospettive

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1 Unione Europea Programma VISION: Valorizzazione dell Innovazione e Supporto alle Imprese, Organizzazioni e Network in Umbria L Alluminio e le sue leghe stato dell arte e prospettive novembre 2007

2 L alluminio e le sue leghe stato dell arte e prospettive La presente pubblicazione realizzata da Umbria Innovazione rappresenta un risultato dell attività di animazione a totale carico pubblico nell ambito del Programma VISION Docup Ob. 2 Regione Umbria ( ) Mis. 2.2 Azione Umbria Innovazione è l agenzia per la promozione dell innovazione che opera con l obiettivo di agevolare lo sviluppo economico e la qualificazione dei processi produttivi delle imprese accrescendo la competitività dell'intero sistema regionale. Umbria Innovazione coordina la misura 2.2 del DOCUP ob (Programma Vision, Valorizzazione dell innovazione e supporto alle imprese, organizzazioni e network). Il Programma Vision si pone l obiettivo di sviluppare progetti di innovazione, sia di processo che di prodotto, attraverso l integrazione tra Università, centri di ricerca, esperti e aziende operanti sul territorio regionale. A cura di Giovanni Franconi e Susanna Paoni - Umbria Innovazione s.c.a r.l. 2

3 L alluminio e le sue leghe stato dell arte e prospettive Sommario Introduzione...4 La storia dell alluminio e dell industria italiana...5 Tecniche di estrazione...9 Tecniche di lavorazione...11 Le proprietà...15 Principali proprietà comuni a tutti i materiali:...15 Le proprietà dell alluminio...16 Le leghe di alluminio e la nomenclatura adottata...21 Le leghe da lavorazione plastica...22 Le leghe da fonderia...31 I campi di applicazione dell alluminio e delle leghe leggere...34 Dati di mercato e prospettive economiche...39 Rassegna dei principali brevetti depositati nel Bibliografia

4 Introduzione L abbondante presenza dell alluminio sulla terra (è il terzo elemento in assoluto e il primo dei metalli) e lo sviluppo tecnologico che ha accompagnato le tecniche di estrazione, ha reso di grande interesse questo materiale in molti settori industriali. Le proprietà uniche dell alluminio come la bassa densità, l alta resistenza alla corrosione o l amagneticità, lo rendono un materiale ideale per essere utilizzato sia per applicazioni convenzionali sia per spingere la ricerca verso campi di applicazioni innovativi. Le recenti tecniche di lavorazione - per esempio il trattamento termico di indurimento per precipitazione - hanno permesso di migliorare ancora le caratteristiche meccaniche o tecnologiche delle diverse leghe in cui l alluminio si può presentare. In più c è da considerare la sua riciclabilità al 100% senza che diminuiscano le sue proprietà (oltretutto a basso costo), un fattore importantissimo soprattutto in considerazione delle attuali politiche ambientali. I positivi dati di mercato da una parte, e la spinta tecnico-scientifica dei centri di ricerca dall altra, creano in questo momento un loop virtuoso che non potrà non avere ricadute positive sull economia mondiale; basti pensare ad esempio che nel solo anno corrente sono stati depositati finora (novembre 2007) oltre 1600 brevetti internazionali. Nuove sfide alla ricerca di leghe sempre più performanti sono state lanciate: i risultati li vedremo nel prossimo decennio, in termini di produttività, qualità del prodotto, prestazioni ambientali e tecnologiche. Premesso ciò, risulta evidente lo scopo di questa pubblicazione: fornire a coloro che prendono decisioni relative alla R&S delle proprie aziende un primo utile e pratico strumento che li aiuti a riflettere sulle opportunità di sviluppo, sulle possibilità di nuovi impieghi e, soprattutto, sulla competitività che tali materiali potrebbero favorire e sostenere. 4

5 La storia dell alluminio e dell industria italiana Lo sfruttamento dell'alluminio ha poco più di cento anni, (anche se si ha traccia dell uso di un sale di alluminio da parte degli antichi romani che lo utilizzavano per colorare i tessuti (alumen). Ciò nonostante è da considerarsi un metallo "recente" se paragonato al ferro e all'acciaio che hanno segnato le tappe fondamentali della civilizzazione dell'uomo e della rivoluzione industriale. L'alluminio, infatti, inizia il suo sviluppo come materiale multiuso, solo in questo secolo. In poco tempo è però riuscito ad imporsi nella società industriale portandosi al secondo posto dopo l'acciaio sia come produzione che come impieghi. L'alluminio è il terzo elemento più abbondante (circa 8%) sulla crosta terrestre dopo ossigeno e silicio e il primo metallo, di gran lunga più presente del Ferro. Allo stato metallico è tuttavia a disposizione da poco più di un secolo per la grande difficoltà incontrata nel separarlo dal suo ossido, l allumina (Al2O3). La sua disponibilità è resa difficile dalla notevole quantità di energia necessaria alla sua estrazione. Per questo motivo la produzione e' economicamente conveniente solo se si può disporre di energia idroelettrica e/o nucleare a buon mercato. La storia industriale dell'alluminio inizia nel 1886 quando due scienziati, uno francese (Paul Heroult) e uno americano (Martin Hall) depositarono in modo del tutto indipendente 5

6 un brevetto relativo alla produzione dell' alluminio dall' allumina. Il processo elettrochimico (ancora usato) consisteva nel solubilizzare allumina (Al2O3) in criolite (3NaF.AlF3) a circa 950 C. Si forma un eutettico con circa il 18% di allumina e quindi si riduce molto la temperatura di fusione dell Al2O3 (2050 C) Due anni piu' tardi il tedesco Bayer completò il processo mettendo a punto il metodo per ottenere allumina partendo dalla bauxite. La BAUXITE (da Les Beaux località in Provenza) e un minerale scarsissimo in Italia. I più grandi produttori al mondo sono: Australia, Giamaica, Suriname, Kazakistan, USA e Cina. L Italia però e il più ricco paese al mondo (Lazio e Campania) in LEUCITE, (K2O.Al2O3.4SiO2) minerale di origine vulcanica (20-27% Al2O3) Nonostante la scoperta di un metodo abbastanza economico per produrre alluminio, l acciaio rimaneva (e rimane) il re dei materiali da costruzione e anzi la scoperta che aggiunte di Al all acciaio lo calmavano salvò dal naufragio la neonata industria dell alluminio. All inizio del 900 un produttore di biciclette inglese iniziò ad usare una lega Al-Cu per alcune parti. La notizia arrivò negli USA dove altri due costruttori di biciclette della North Carolina (fratelli WRIGHT) nel 1903 costruirono il primo "aereo" usando un blocco motore in lega Al-Cu prodotta dalla Pittsburgh Reduction Company poi (1907) ALCOA. Un grosso passo avanti si ebbe nel 1902 quando Alfred WILM direttore del Dipartimento di Metallurgia di Berlino studiò la possibilità di sostituire l'al all'ottone dei bossoli. Nel 1906 venne commercializzata la prima lega DURALLUMINIO (con Rame, Magnesio, Manganese e Silicio). Nel 1910 vennero prodotte 13 ton di duralluminio, che furono utilizzate quasi completamente per la costruzione del dirigibile inglese Mayfly, ma l esperimento fallì, poiché si ruppe ancora prima di essere inaugurato. Nonostante l insuccesso, i tedeschi continuarono la ricerca, che approdò alla realizzazione dei primi Zeppelin, a base di duralluminio Si scopre che l'addizione di Na globulizza i cristalli aciculari dei compositi eutettici delle leghe Al-Si, la colabilità migliora notevolmente e queste leghe soppiantano, nella fonderia, le leghe Al-Cu e Al-Zn. Altre date importanti per il mercato sono il 1932 (quando Hall e Bradbury svilupparono leghe Al-Si-Mg a basso coefficiente di dilatazione e quindi ottime per pistoni e blocchi 6

7 motore), e il 1939, quando viene prodotta la prima lega AlSi5Cu3 da rottami, da cui nascono le leghe secondarie. E interessante notare come il rapporto tra il consumo energetico per la produzione di alluminio primario e quello per la produzione di alluminio secondario sia circa di 15 a 1. Infatti: LEGHE PRIMARIE: 15 KWh/Kg LEGHE SECONDARIE: 1 KWh/Kg Relativamente allo scenario italiano assistiamo ad inizio secolo ad una nazione ancora prevalentemente agricola, tanto che l'industria dell' Alluminio nasce sommessamente ad opera di imprenditori privati: Nel 1907 sorge la Sifa a Bussi(PE); Nel 1917 sorge la Sai di Aosta presto trasferita ad Ivrea (TO). Entrambe producono Alluminio primario per circa ton/anno. Dopo la prima guerra mondiale, con la industrializzazione del paese, si afferma la produzione dell alluminio per la sua versatilità e le condizioni economiche più favorevoli. Nel 1928 due grandi gruppi, la svizzera Alusuisse e l italiana Montecatini fondano contemporaneamente nel Nord della penisola ben sei stabilimenti dedicati all Alluminio, mentre a Belluno la Societa Feltrina crea uno stabilimento per la laminazione ed estrusione. Nel 1930 Montecatini ed Alusuisse costituiscono a Milano la Societa ASA, dedicata alla commercializzazione dei prodotti di entrambe. Nel 1935 la Montecatini avvia due nuove operazioni: la costituzione della Società INA a Bolzano per produzione di pani da fonderia e l inizio della coltivazione delle cave di bauxite nel Gargano. La seconda guerra mondiale mette in risalto due aspetti fondamentali: la necessità della presenza dell alluminio nel mondo industriale (nell aeronautica, nella motoristica terrestre e nella meccanica in generale) e il recupero dell alluminio da prodotti riciclabili. Durante la ricostruzione post-bellica, mentre i due grandi Gruppi (Montecatini e Alusuisse sono relativamente statici, inizia la corsa all alluminio da parte dei privati. Nascono così aziende ancor oggi attive; la Laminal presso Bergamo, la LAG in provincia di Varese, la TLM nei dintorni di Milano. 7

8 Negli anni 60 a Torino sorgono tre stabilimenti Comital per la laminazione del foglio sottile da imballaggio; a Genova e Lecco il Tubettificio Ligure inizia la produzione di tubetti rigidi e flessibili soprattutto per medicinali; a Napoli e Milano la Alsco Malugani realizza serramenti civili ed industriali; Negli anni 70 avvengono radicali cambiamenti per l industria dell alluminio Regista di tali cambiamenti e l Efim (Ente Partecipazioni e Finanziamento Industria Manifatturiera). Essa, nata nel 1962 con lo scopo di assicurare lo sviluppo dell industria meccanica nazionale e di sostenere l occupazione soprattutto nel Mezzogiorno, utilizza come finanziaria la MCS (Metallurgica Carbonifera Sarda) Nel 1971 MCS dà il via alla nazionalizzazione dell industria dell alluminio; Nel 1972 MCS costituisce a Cagliari la Societa Euralluminia condivisa con l australiana Comalco e dotata di un grandioso impianto per la produzione da Bauxite di 700 mila tonnellate/anno di alluminio Nel 1973 MCS incorpora tutte le attività di Montedison (nata dalla fusione di Montecatini ed Edison) legate all alluminio: Montedison esce così dallo scenario dell alluminio italiano; - incalza la crisi petrolifera e l Italia entra in piena crisi industriale Efim controlla un insieme di aziende ben consistente e sufficientemente integrato ma gestito in modo eterogeneo: deve essere fuso in un gruppo. Nasce l Alluminio Italia. Globalmente, rispetto alla situazione del 1970 si notano importanti differenze. La produzione italiana di alluminio primario e passata da 170 mila a 260 mila tonnellate. Il rapporto tra produzione e consumo nazionale del metallo leggero rimane comunque inalterato al 64%; l Italia del 1980 e quindi ancora un forte importatore di alluminio. 8

9 Tecniche di estrazione Il primo processo industriale di estrazione dell alluminio, di tipo elettrochimico (ancora usato e brevettato nel 1886 in maniera indipendente da due diversi scienziati,il francese Paul Heroult e l americano Martin Hall) consisteva nel solubilizzare allumina (Al2O3) in criolite (3NaF AlF3) a circa 950 C. Da questo procedimento si forma un eutettico (cioè una lega con la temperatura di fusione più bassa dei suoi componenti) con circa il 18% di allumina. Due anni più tardi il tedesco Bayer completò il processo mettendo a punto il metodo per ottenere allumina partendo dalla bauxite (un minerale così chiamato dalla località di Les Beaux, in Provenza). Il processo prevede la frantumazione della bauxite, che viene spruzzata con acqua per rimuovere mediante lavaggio silicati ed argilla. 9

10 La bauxite rimanente viene essiccata in forno, addizionata di carbonato di sodio e ossido di calcio frantumati, e la miscela viene trattata in un convertitore, quindi ridotta sotto pressione ed inviata ad un decantatore, ove vengono eliminate varie impurezze. La miscela viene quindi filtrata, raffreddata e trattata ulteriormente in un separatore, poi viene agglomerata e filtrata ulteriormente, ed infine viene riscaldata in un forno di calcinazione. Il materiale risultante è allumina, sesquiossido di alluminio, che si presenta sotto forma di un materiale pulverulento. L'allumina viene poi fusa in apposite celle (smelter) che contengono un bagno fuso di criolite (il minerale criolite viene fuso utilizzando la corrente elettrica). L'allumina, sotto forma di polvere, viene immessa nel bagno di criolite, dove viene fusa e ridotta ad alluminio metallo, che si deposita sotto la criolite. L'alluminio fuso viene prelevato dal fondo della cella e trasferito in un crogiolo, da cui viene colato sotto forma di pani o lingotti, o trasferito nei forni di alligazione. 10

11 Tecniche di lavorazione Come gli altri metalli le leghe di alluminio si compattano ed induriscono sotto gli effetti delle varie lavorazioni che subiscono per essere trasformate in prodotti finiti. Le principali sono: laminazione, estrusione, imbutitura e brasatura. Tali lavorazioni modificano lo stato pensionale nel pezzo e le forme originali del grano del metallo affinandone la struttura: tale fenomeno prende nome di incrudimento. Laminazione E il processo meccanico utilizzato per far diminuire la dimensione meno significativa in una lamina, solitamente lo spessore. Questo procedimento avviene mediante cilindri contrapposti che ruotando su se stessi imprimono nel materiale la forma desiderata. Il processo comprende solitamente più passaggi, in ognuno dei quali i rulli sono posizionati più vicini tra loro; questo è indispensabile per ridurre le forze di attrito che si vengono a generare nella lavorazione, e che se troppo elevate compromettono il risultato e dissipano troppa energia. Esistono due tipologie di laminazione: laminazione a caldo. laminazione a freddo. Nel primo caso, il materiale subisce un minore incrudimento, dovuto alla maggiore velocità di ricristallizzazione della struttura, con conseguente minore lavoro e spesa di energia. Al contrario, per la presenza di fenomeni di ritiro, la lavorazione tende ad essere meno precisa e con una finitura superficiale minore. Viceversa, la lavorazione a freddo incrudisce il materiale, aumentando la sua resistenza, ma con maggiore lavoro e dispendio energetico. Si riescono però ad ottenere pezzi più rifiniti e precisi. Estrusione L'estrusione è un processo di produzione industriale di tipo deformazione plastica che consente di produrre pezzi a sezione cilindrica (tubi, profilati). Non è utilizzata solo per l alluminio ma anche per altre tipologie di materiali, come le plastiche e i ceramici. 11

12 Consiste essenzialmente nel forzare per compressione il materiale, allo stato pastoso, a passare attraverso una sagoma (matrice) che riproduce la forma esterna del pezzo che si vuole ottenere. Se la sezione di questo è cava, sarà presente un'anima che riprodurrà il profilo della cavità interna. All'uscita dalla matrice il materiale viene raffreddato. Per i metalli la compressione del materiale a monte della matrice è ottenuta per mezzo di macchine a pistone. Imbutitura In maniera similare all estrusione, l'imbutitura è un processo tecnologico attraverso il quale una lamiera viene deformata plasticamente ed assume una forma scatolare, cilindrica o a coppa. Tali operazioni vengono effettuate attraverso l'uso di un punzone che spinge la lamiera, eventualmente fissata con un premilamiera, all'interno di una matrice. Se lo spessore della lamiera finale è troppo piccolo rispetto al diametro del disco di partenza allora bisognerà procedere per imbutiture successive. Se non si procede in questo modo si potrebbero formare grinze ed increspature dovute alle notevoli tensioni di compressione. La forza totale di imbutitura è data dalla somma della forza necessaria a deformare il metallo e della forza per vincere l'attrito tra metallo e matrice. Il lavoro di imbutitura è dato invece dal prodotto tra la forza di imbutitura e l'altezza del pezzo da imbutire. Brasatura La brasatura consiste nel collegare pezzi di alluminio (o lega) con l'ausilio di un metallo d'apporto senza la fusione dei pezzi da assemblare. Il metallo d'apporto, che ha una temperatura di fusione più bassa dei metalli da aggiuntare, penetra per capillarità fra i pezzi da assemblare. In funzione della temperatura di fusione del metallo d'apporto, come abbiamo detto, possono essere utilizzati diversi mezzi di riscaldo. La brasatura può essere effettuata sia con mezzi simili a quelli utilizzati per la saldatura ossiacetilenica (brasatura al cannello) sia con riscaldamento elettrico (tipiche, sotto questo aspetto, sono le saldobrasature utilizzate in elettronica) sia, per ottenere giunti di qualità più elevata e più controllabile, in forno sotto vuoto o sotto atmosfera controllata. 12

13 La temperatura di fusione della lega brasante determina poi la brasatura dolce o la brasatura forte. La brasatura è utilizzata in diversi settori industriali, quali - industrie ciclo e motociclo - industrie elettrodomestici Impianti chimici e termosanitari per la brasatura di tubazioni in rame con giunto a bicchiere Affinché si possa migliorare le proprietà meccaniche o la struttura metallurgica, il prodotto delle lavorazioni deve essere assoggettato a vari trattamenti termici. Nello specifico delle leghe di alluminio il trattamento termico è funzionale all incremento della durezza e della resistenza. Le leghe suscettibili di indurimento per precipitazione sono generalmente indicate come le heat treatable alloys per distinguerle da quelle leghe nelle quali alcun rilevante indurimento può essere ottenuto scaldando o raffreddando. Per queste ultime, generalmente dette no heat treatable alloys, l indurimento è ottenuto per lavorazione a freddo. Un fattore essenziale affinché una lega indurisca per precipitazione è che il suo diagramma di fase presenti la curva di solubilità che aumenta con la temperatura. Sebbene molti dei sistemi binari a base di alluminio presentino tale elemento, molti mostrano un indurimento per precipitazione poco rilevante, queste leghe non sono quindi considerate heat treatable. I maggiori gruppi di leghe che presentano un considerevole indurimento includono: Alluminio Rame Alluminio Rame Magnesio Alluminio Magnesio Silicio Alluminio Zinco Magnesio Alluminio Zinco Magnesio Rame Il trattamento termico tipico consiste in due stadi noti come solubilizzazione ed invecchiamento. Sinteticamente, le leghe da incrudimento, cioè quelle le cui caratteristiche meccaniche possono essere aumentate solo mediante deformazione plastica a freddo, sono la serie 13

14 1000 (alluminio quasi puro) e serie 5000 (con presenza di Magnesio) (si veda per la nomenclatura il capitolo successivo); le leghe invece da trattamento termico, cioè quelle le cui caratteristiche meccaniche possono essere aumentate mediante l'esecuzione di opportuni trattamenti termici, sono la serie 2000 (Avional, il cui legante principale è il rame), la serie 6000 (Anticorodal, con Silicio e Magnesio) e la serie 7000 (Ergal, Rame e Magnesio). Solubilizzazione In questo primo ciclo di trattamento un opportuna lega è scaldata ad una temperatura al di sopra della curva di solubilità allo scopo di ottenere una soluzione omogenea, poiché la seconda fase, presente generalmente in minor quantità, dissolve nella più abbondante fase. La lega viene quindi lasciata a questa temperatura sino a quando si ottiene una soluzione solida omogenea, quindi viene temprata ad una temperatura più bassa per creare una condizione di supersaturazione. Invecchiamento Un metodo usato per sviluppare le proprietà delle leghe è quello di condurre una precipitazione controllata di particelle molto fini sia a temperatura ambiente (natural aging) sia elevata (artificial aging). In genere, la precipitazione non comincia immediatamente ma richiede un cosiddetto incubation time per formare dei nuclei sufficientemente grandi e stabili; dopo di che può avere inizio il processo di crescita. La velocità alla quale avviene la precipitazione varia con la temperatura. A temperature molto basse la velocità di reazione è controllata dalla velocità alla quale gli atomi possono migrare. A temperature appena al di sotto la solvus line la velocità di precipitazione è molto bassa, poiché la velocità di nucleazione è bassa essendo la soluzione solo leggermente sovrasatura quindi in questo caso la precipitazione è controllata dalla velocità con cui i nuclei possono formarsi. A temperature intermedie tra i due appena menzionati estremi, la velocità di precipitazione aumenta sino a raggiungere un massimo e quindi il tempo per completare la precipitazione è molto corto. 14

15 Le proprietà Principali proprietà comuni a tutti i materiali: Proprietà meccaniche Deformazione elastica: deformazione reversibile, senza scostamento permanente degli atomi (o delle molecole)dalla loro posizione reticolare. La deformazione risulta proporzionale al carico applicato, secondo la costante di proporzionalità rappresentata dal modulo di elasticità del materiale in esame. Analiticamente rappresentata dall allungamento lineare unitario ε = l/l Durezza: correlata alla forza dei legami interatomici o intermolecolari, viene valutata in base alla resistenza che il materiale oppone alla penetrazione. La d. Brinell è una misura valutata sulla base dell impronta lasciata da una sfera di acciaio nel materiale. La d. Rockwell è valutata invece sulla base della profondità dell impronta lasciata dal penetratore. Tenacità: indice dell energia necessaria a provocare una rottura meccanica Duttilità: indice della deformazione plastica prima della rottura espressa come allungamento o come riduzione di sezione Proprietà fisico-chimiche Dilatazione termica: i materiali metallici, ognuno in quantità diversa, subiscono un aumento di volume causato dall apporto di energia termica, dovuto all aumento della vibrazione degli atomi. 15

16 Conducibilità termica: è la proprietà dei materiali di trasmettere il calore. Analiticamente è il coefficiente tra il flusso termico e gradiente termico. Conducibilità elettrica: Temperatura di fusione: è la proprietà dei materiali metallici di trasmettere la corrente elettrica. Analiticamente è il coefficiente tra il flusso di carica e il campo elettrico. E il reciproco della resistività elettrica temperatura alla quale avviene il passaggio dallo stato solido a quello liquido Resistenza alla corrosione: è la proprietà di resistere al deterioramento superficiale causato da reazioni chimiche. Le proprietà dell alluminio - L'alluminio ha densità bassa 2,7 g/cm3, (la sua densita' e' un terzo di quella dell' acciaio); - Cristallizza nel reticolo CFC e quindi presenta un comportamento duttile (profilati di ogni forma) e non infragilisce alle basse temperature; - La conducibilità elettrica e' buona (37,7 m/ω mm2). E' pari al 65% di quella del Cu a parità di volume. - La conducibilità termica e' ottima (242 W/m K), superata solo da Ag, Au e Cu (Fe=79 W/m K). - Il coefficiente di dilatazione, (23x10-6 /K) due volte quello del ferro, dà inconvenienti durante la fusione e le saldature. - Il punto di fusione e' di 660 C il che rende l'alluminio e ancora di più le sue leghe lavorabili per fusione. - E' molto resistente alla corrosione dovuta ai normali agenti perché si ricopre di uno strato di ossido aderente e non poroso (protettivo). L'Al2O3 e' chimicamente stabile tra ph = 4 8; - L'elevata resistenza alla corrosione fa si che la sua riciclabilità sia molto alta; - Non e' magnetico (sopporta elevati voltaggi ed è ottimo quindi in elettronica); 16

17 - Il rapporto σ/ρ e' superiore a quello dell' acciaio. - La durezza e' bassa; - Non presenta limite di fatica (quindi da questo punto di vista e' peggio dell'acciaio); - E' aspinterogeno, quindi se urtato non provoca scintille; - La resistenza all'abrasione e all'usura è bassa; - Non e' combustibile e non produce fumi tossici; Pochi elementi in natura si prestano a costituire un numero così elevato di leghe come l'alluminio. Per migliorare le caratteristiche meccaniche si aggiungono all Alluminio determinati quantitativi di elementi leganti. Quando si combina con altri elementi, le caratteristiche di questo metallo, che allo stato puro è tenero e duttile, cambiano radicalmente. Basta un solo esempio: l'ossido di Alluminio (Al2O3) o corindone (i cristalli trasparenti della migliore qualità sono più conosciuti come zaffiri e rubini), è la sostanza naturale più dura dopo il diamante, con durezza relativa 9 nella scala Mohs. Per quanto riguarda le leghe metalliche formate dall Alluminio, le peculiarità in comune per tutte sono: Bassa temperatura di fusione compresa tra i 510 ed i 650 C Basso peso specifico, compreso tra 2,66 e 2,85 gr/cm3 Elevatissima conducibilità elettrica e termica Contenuto di Alluminio maggiore del 90% Gran parte degli elementi metallici sono solubili nell alluminio, tuttavia Rame (Cu), Silicio (Si), Magnesio (Mg), Zinco (Zn), Manganese (Mn) sono i leganti utilizzati per l alluminio a costituire le leghe madri; accanto ad essi si possono impiegare elementi che migliorano le prestazioni per alcune proprietà tecnologiche o strutturali, conosciuti come correttivi (per esempio l affinazione del grano, l innalzamento della temperatura critica di ricristallizzazione, l incremento di resistenza ad elevata temperatura, la neutralizzazione di alcune impurità nocive) Si trovano aggiunte, per scopi particolari, piccole percentuali di nichel, titanio, zirconio, cromo, bismuto, piombo, cadmio scandio ed anche stagno e ferro. Il Ferro comunque generalmente è sempre presente come impurezza. Quando gli elementi sopra menzionati vengono aggiunti all'alluminio di base da soli si hanno leghe binarie, quando aggiunti a due a due o a tre a tre si hanno rispettivamente leghe ternarie o leghe quaternarie. I modi con cui vengono aggiunti sono: 17

18 - per introduzione diretta dell'elemento nell'alluminio. Questo metodo è impiegato per quegli elementi che presentano punto di fusione inferiore o uguale a quello dell'alluminio, ossia Sn, Zn, Mg. Oltre a questi, è impiegato anche per il Si che, pur presentando un punto di fusione assai più elevato (1414 C), viene introdotto, e rapidamente si discioglie, in alluminio surriscaldato ( C); - per introduzione nell'alluminio fuso di una lega generalmente binaria precedentemente realizzata contenente il legante nella massima percentuale possibile, compatibilmente con la temperatura di fusione conseguente. Questa lega è detta lega madre. Questo metodo viene applicato per tutti gli altri elementi che, pur disciogliendosi egualmente nell'alluminio fuso, in ragione principalmente della loro elevata temperatura di fusione, presentano una velocità di dissoluzione troppo bassa. Ogni elemento legante possiede il suo particolare effetto, per esempio: Silicio: migliora la colabilità e riduce il coefficiente di dilatazione; Magnesio: aumenta la resistenza alla corrosione in ambiente alcalino e in mare; Manganese: aumenta la resistenza meccanica e alla corrosione; Rame: accresce la resistenza meccanica, soprattutto a caldo; Zinco: soprattutto se associato al magnesio, conferisce un elevata resistenza meccanica. 18

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21 Le leghe di alluminio e la nomenclatura adottata Come la totalità dei metalli anche l'alluminio non viene utilizzato allo stato puro ma legato ad altri componenti a formare leghe. Le sue proprietà meccaniche sono modeste e allora si introducono elementi alliganti quali rame (Cu), magnesio (Mg), manganese (Mn), silicio (Si), zinco (Zn) che da soli o combinati tra loro ne esaltano le caratteristiche resistenziali costituendo le leghe madri. Come già segnalato nel capitolo precedente delle proprietà: il silicio: migliora la colabilità e riduce il coefficiente di dilatazione; il magnesio: aumenta la resistenza alla corrosione in ambiente alcalino e in mare; il manganese: aumenta la resistenza meccanica e alla corrosione; il rame: accresce la resistenza meccanica, soprattutto a caldo; lo zinco: soprattutto se associato al magnesio, conferisce una elevata resistenza meccanica. Altri elementi quali cromo (resistenza a corrosione), zirconio, vanadio sono usati come correttivi e migliorano alcuni aspetti prestazionali delle leghe (affinazione grano, bloccaggio di impurità...); nichel, titanio e zirconio (p. meccaniche), bismuto, piombo, cadmio e stagno, silicio per scopi particolari. Il ferro, é sempre presente come impurezza. Nelle leghe tuttavia la conducibilità elettrica e la resistenza alla corrosione sono inferiori a quelle del metallo puro. Variando la tipologia e le quantità degli alliganti aggiunti all alluminio si ottengono leghe con proprietà anche molto differenti tra di loro. Pochi sono comunque gli elementi in natura che si prestano a costituire un numero così elevato di leghe come l'alluminio. La classificazione delle leghe di alluminio Le leghe di Alluminio vengono tradizionalmente suddivise in - Leghe da fonderia - Leghe da lavorazione plastica Le leghe da fonderia sono leghe particolarmente adatte alla realizzazione di getti e quindi ad essere colate allo stato liquido w a solidificare in una forma che riproduce l oggetto da realizzare. Le leghe da lavorazione plastica rappresentano la frazione più importante delle leghe leggere sia in termini numerici che di applicazioni. 21

22 Le leghe da lavorazione plastica La classificazione internazionale delle leghe da lavorazione plastica prevede un sistema di quattro cifre, dal 1000 all La sigla è accompagnata anche da lettere maiuscole che servono per distinguere il trattamento termico che hanno subito. La prima cifra indica il principale elemento alligante. Classificazione delle leghe di alluminio da lavorazione plastica (AA) Sigla numerica Principale elemento alligante 1XXX Alluminio con purezza minima 99.00% (alluminio puro) Caratteristiche principali Elevata conducibilità, resistenza a corrosione e formabilità Scarse proprietà meccaniche 2XXX Leghe Al-Cu Buona lavorabilità; Modesta resistenza a corrosione; Scarsa saldabilità. 3XXX Leghe Al-Mn Eccellente conducibilità; Buona saldabilità, buona resistenza a corrosione, Scarsa lavorabilità. 4XXX Leghe Al-Si Ottima fluidità e forgiabilità. 5XXX Leghe Al-Mg Ottima saldabilità; Buona resistenza a corrosione (anche marina). 6XXX Leghe Al-Mg-Si Eccellente lavorabilità; Eccellente resistenza alla corrosione; Modesta saldabilità. 7XXX Leghe Al-Zn Eccellente resistenza meccanica; Discreta resistenza a corrosione; Modesta lavorabilità. 8XXX Leghe Al con altri elementi 9XXX Serie sperimentale Fonte: The Aluminum Association, Inc. 22

23 La seconda cifra specifica se si tratta di una lega di prima definizione (indicata con lo zero) o di una modifica successiva (cifra dall 1 al 9). Le ultime due cifre non hanno un significato specifico ma servono per individuare ogni singola lega all interno della serie. Nel caso della serie 1000 le cifre specificano invece il livello o il controllo delle diverse impurezze. La lettera che segue la denominazione della lega indica il trattamento subito: Sigla F O H T T1 T4 T5 T6 Trattamento subito fabbricata ricotta Completa ricottura: 1-5 ore a C incrudita Incrudimento per deformazione plastica a freddo trattata termicamente riscaldamento a temperatura di estrusione + invecchiamento naturale tempra di soluzione + invecchiamento naturale riscaldamento a temperatura di estrusione + invecchiamento artificiale tempra di soluzione + invecchiamento artificiale Tempra di soluzione: riscaldamento a C e raffreddamento a 200 C in acqua o aria; Invecchiamento naturale: 4-10 ore a C Invecchiamento artificiale: 4-10 ore a C Fonte: The Aluminum Association, Inc. I numerosi tipi di leghe adatte alla lavorazione plastica si possono suddividere a loro volta in: - leghe da trattamento termico (serie 2000, 6000 e 7000): le loro proprietà meccaniche vengono aumentate da trattamenti termici: invecchiamento. 23

24 - leghe da incrudimento (serie 1000, 3000, 5000, 8000): per queste leghe le caratteristiche meccaniche possono venire aumentate solo mediante deformazione plastica a freddo. Eventuali trattamenti termici servono solo per ridurre o annullare gli effetti della deformazione a freddo. Serie 1000: (alluminio industrialmente puro - almeno 99%) Le leghe di questa serie sono caratterizzate da eccellente resistenza alla corrosione, elevata conducibilità termica ed elettrica, buona lavorabilità, caratteristiche meccaniche piuttosto basse. Le caratteristiche meccaniche possono essere aumentate, entro certi limiti, mediante incrudimento. Le principali applicazioni comprendono impianti chimici, corpi riflettenti, scambiatori di calore, conduttori e condensatori elettrici, applicazioni architettoniche e decorative. Serie 2000: (nome commerciale Avional) Il principale elemento di lega è il Rame (Cu); in alcune leghe vi sono aggiunte di magnesio e manganese. Si tratta di leghe da trattamento termico (richiedono un trattamento di solubilizzazione, tempra ed invecchiamento per sviluppare i valori meccanici di impiego); dopo il trattamento termico sviluppano caratteristiche meccaniche confrontabili con quelle degli acciai al carbonio. La loro resistenza alla corrosione è meno elevata di quella di altre leghe di alluminio; per questo motivo in applicazioni critiche richiedono opportuni sistemi di protezione; per la medesima ragione le lamiere sottili sono disponibili anche in versione placcata con altre leghe di alluminio con migliore resistenza alla corrosione. Vengono utilizzate per parti e strutture che richiedono elevati rapporti resistenza/peso (ruote di velivoli e mezzi di trasporto terrestre, strutture aeronautiche, sospensioni automobilistiche) per temperature di impiego fino a circa 150 C. Sono caratterizzate da eccellente lavorabilità alle macchine utensili e (tranne la lega 2219) da limitata saldabilità per fusione. Il sistema Alluminio - Rame possiede un eutettico Al- AlCu 2 alla temperatura di 548 C e alla composizione 33% di Cu in peso. L indurimento di queste leghe avviene per precipitazione. Le leghe binarie Al-Cu non sono molto usate commercialmente. Con l aggiunta di elementi quali Mg, Mn, Si, Ni, Li, esse vengono usate spesso per applicazioni strutturali sugli aerei e in generale dove occorrono buone caratteristiche meccaniche e leggerezza. Serie

25 Il principale elemento in lega è il Manganese (Mn); in generale il vantaggio conferito dal Manganese è quello di aumentare la resistenza meccanica delle leghe lavorate e di ridurre la sensibilità alla corrosione intergranulare ed alla stress corrosion, ma l eventuale presenza di composti intermetallici causa una diminuzione di duttilità. Le leghe Al-Mn formano un eutettico alla temperatura di 658 C e per una composizione del 2% in manganese; la fase intermetallica che si separa è MnAl 6. Questo sistema si trova raramente in equilibrio e il Manganese, che ha una solubilità molto ridotta nell Alluminio, non è portato in soluzione solida nella percentuale prevista dal diagramma di stato, e così MnAl 6 appare come microcostituente anche per percentuali molto basse di manganese; infatti è usato in percentuali di poco superiori all 1% in peso nelle leghe non trattabili termicamente e in quantità maggiori nelle leghe trattabili al calore. Serie 4000 Il principale elemento di lega è il Silicio (Si); la sua importanza è dovuta all aumento di fluidità e alla riduzione del coefficiente di dilatazione termica conferito dall aggiunta di piccole quantità di questo alligante, proprietà molto utile nella tecnologia dei getti e nelle saldature. Il sistema Al-Si forma un eutettico alla temperatura di 577 C ad una percentuale di silicio dell 11.7% in peso; poiché questo sistema non forma composti intermetallici, il Silicio precipita direttamente dalla matrice della soluzione solida primaria. La durezza delle particelle di Silicio conferisce infine una buona resistenza all usura. Nell uso commerciale a questo sistema vengono aggiunti altri elementi in lega quali per esempio il Rame e il Magnesio. Serie 5000: (nome commerciale Peraluman) Il principale elemento di lega è il Magnesio (Mg), che conferisce doti particolari di resistenza alla corrosione, oltre a buona resistenza a caldo ed ottime doti di duttilità e lavorabilità. In genere non richiede trattamento termico di invecchiamento e presenta buona saldabilità per fusione. 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 25

26 duttilità; infatti si tratta di leghe da incrudimento le cui caratteristiche meccaniche possono essere aumentate mediante laminazione a freddo, mentre non si possono aumentare mediante trattamento termico; le caratteristiche meccaniche sono in generale inferiori a quelle delle leghe della serie 2XXX. Il Magnesio fornisce inoltre un eccellente resistenza alla corrosione e una buona saldabilità: queste caratteristiche vengono sfruttate nella costruzione delle carrozzerie in alluminio. La resistenza alla corrosione è elevata, anche in ambiente marino. L eutettico Al-Mg 2 Al 3 si ha ad una concentrazione di 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 f.c.c., la lega deve essere trattata a temperature tra 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 precipitazione può essere continua o discontinua, a seconda della temperatura di tempra adottata; quella continua genera una struttura di tipo "Wiedmastatten", la cui dimensione principale decresce all aumentare della temperatura di tempra e mostra un limitato effetto indurente. La modalità di formazione della fase b è importante anche per la resistenza alla corrosione: per ottimizzarla, essa deve presentarsi in particelle discrete priva di struttura tipo network a bordo grano, da evitare anche perché riduce drasticamente la duttilità. Serie 6000: (nome commerciale Anticorodal) I principali elementi di lega sono Silicio (Si) e Magnesio (Mg). Si tratta di leghe da trattamento termico. Dopo il trattamento termico sviluppano caratteristiche meccaniche intermedie, in generale inferiori a quelle delle leghe della serie Presentano buona formabilità, lavorabilità, truciolabilità e saldabilità. Vengono utilizzate per applicazioni architettoniche, telai motociclistici e ciclistici, strutture saldate in genere. 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; inoltre aumenta la resistenza alla corrosione intergranulare tipica di questa lega. 26

27 Serie 7000: (nome commerciale Ergal) Il principale elemento di lega è lo Zinco (Zn), 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. Si tratta di leghe da trattamento termico; queste leghe sviluppano le caratteristiche meccaniche più elevate tra le leghe d Alluminio; lo Zinco aumenta la resistenza e la durezza, oltre a favorire l autotemprabilità della lega. Le leghe Al-Zn-Mg, trattate termicamente, hanno la più elevata resistenza a trazione di tutte le leghe di alluminio. Le leghe con le caratteristiche meccaniche più elevate possono presentare sensibilità a tensocorrosione; per questo motivo sono stati sviluppati trattamenti "stabilizzanti" specifici. Presentano buona lavorabilità alle macchine utensili e, nella maggior parte dei casi, scarsa saldabilità per fusione. Vengono utilizzate per strutture aeronautiche e di mezzi di trasporto, ed in generale per parti molto sollecitate. Le differenze tra le diverse leghe sono straordinariamente variabili. La resistenza meccanica a trazione ad esempio varia dai 650 kg/cm 2 della ai kg/cm 2 della 7075-T6 (rapporto di 8,9). Il rapporto tra massa e caratteristiche meccaniche fanno sì che il materiale più utilizzato nelle industrie aerospaziali ed aeronautiche sia oggi la lega di Alluminio. La resistenza alla corrosione è altrettanto variabile da lega a lega. Per le leghe della serie 5000 e 6000, che nella denominazione commerciale italiana vanno sotto il nome di PERALUMAN ed ANTICORDAL questa caratteristica è classificata ai massimi livelli. Le leghe 2000 e 7000, rispettivamente AVIONAL ed ERGAL, sono invece classificate con resistenza alla corrosione da insufficiente a pessima. Le leghe di Alluminio da utilizzare in ambienti particolarmente corrosivi devono quindi appartenere al primo gruppo. Queste due leghe, che nella designazione internazionale vengono classificate come 5000 e 6000, hanno in comune la presenza del magnesio nella composizione chimica, che varia dall 1% al 5%. 27

28 Con la presenza di altri elementi quali il Silicio ed il Manganese (che non superano mai l'1%), e soprattutto con trattamenti termici ed incrudimento, le caratteristiche tecnologiche vengono ottimizzate per raggiungere il massimo risultato nell'ambito della particolare applicazione. 28

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30 Fonte: Metal Center s.r.l. 30

31 Le leghe da fonderia Le leghe da fonderia (o leghe da getto), possono essere suddivise in - primarie - secondarie Le leghe da fonderia primarie si ottengono dai minerali mentre quelle secondarie si ottengono utilizzando rottami e quindi le tolleranze nella composizione chimica sono più ampie. Anche per le leghe da fonderia si utilizza una codifica similare a quella utilizzata per le leghe la lavorazione plastica, a 3 cifre più una cifra decimale usata per definire il prodotto: colato (0) o lingotto (1). Classificazione delle leghe di alluminio da fonderia (o da getto) (AA) Sigla numerica Principale elemento alligante Caratteristiche principali 1XX.X Alluminio con purezza minima 99.00% (alluminio puro) 2XX.X Leghe Al-Cu Ottima resistenza meccanica; Buona tenacità; Modesta colabilità; Scarsa saldabilità 3XX.X Leghe Al-Si+Cu Buona resistenza Al-Si+Mg meccanica; Eccellente fluidità; Buona resistenza e tenacità; 4XX.X Leghe Al-Si Eccellente fluidità; Buona colabilità; Buona saldabilità. 5XX.X Leghe Al-Mg Buona resistenza a corrosione; Media colabilità. 6XX.X Non viene usata 7XXX Leghe Al-Zn Eccellente lavorabilità; Scarsa colabilità. 8XXX Leghe Al-Sn 9XXX Altri elementi Fonte: The Aluminum Association, Inc. 31

32 Se prima della numerazione vi è una X significa che la lega è ancora sperimentale. Anche nel caso delle leghe fa fonderia (o da getto), la lettera che segue la denominazione della lega indica il trattamento subito o non dalla lega: Sigla F O H T W Trattamento subito grezzo di fabbricazione ricotta incrudita trattata termicamente per ottenere stato stabile diverso da F, O, H solubilizzata Fonte: The Aluminum Association, Inc. Il numero che segue indica la natura del trattamento termico (per approfondire v. paragrafo relativo alle leghe da lavorazione plastica). L influenza dello Scandio nelle leghe di Alluminio L aggiunta di Scandio (Sc) produce 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 Al 3 Sc 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 aggiunta di Scandio è attribuito all elevata densità delle particelle di Al 3 Sc. Queste particelle precipitano omogeneamente durante la decomposizione della soluzione solida sotto forma di particelle sferiche con 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 32

33 queste particelle di Al 3 Sc si addiziona circa lo 0.1% di Zr, il quale mantiene l effetto antiricristallizzante. Un altro effetto dell aggiunta di Sc è quello di modificare la forma dei grani nella struttura della lega di Alluminio. 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. 33

34 I campi di applicazione dell alluminio e delle leghe leggere Le leghe di alluminio trovano ampia applicazione nell'ingegneria strutturale. La scelta di una lega per una data applicazione richiede una valutazione preliminare della resistenza statica, duttilità, lavorabilità, saldabilità e resistenza alla corrosione, caratteristiche meccaniche alle temperature di impiego e molti altri aspetti delle proprietà meccaniche del materiale. I principali campi di applicazione sono: - settore aerospaziale: data l'importanza che riveste il peso strutturale per i manufatti dell industria aerospaziale, le leghe leggere, in particolare le leghe altoresistenziali, vengono largamente utilizzate proprio per il favorevole rapporto proprietà meccaniche/peso che possiedono. Ancora oggi, nonostante i recenti sviluppi della Boeing facciano pensare ad un utilizzo sempre più massiccio dei materiali compositi, le leghe d'alluminio trovano largo impiego; esse vengono utilizzate anche per i vettori/missili e per i satelliti. Molto diffuse iniziano ad essere le nuove leghe alluminio-litio che determinano, a parità di resistenza, componenti con peso estremamente ridotto. - settore ferroviario: con l'aumentare delle velocità di crociera dei treni di ultima generazione (i treni ad alta velocità), anche il settore ferroviario, grande utilizzatore di acciaio, per diminuire il peso, ha cominciato ad utilizzare le leghe d'alluminio in numerose applicazioni, anche strutturali. - industria automobilistica: a partire dagli anni 80 si è registrato un progressivo aumento dell utilizzo delle leghe leggere nel settore automobilistico perché consentono l alleggerimento dei veicoli ed incrementano la riciclabilità delle vetture: il contenuto medio è da allora in costante crescita, con un complessivo raddoppio negli ultimi venti anni. 34

35 Contenuto medio di alluminio nell auto (fonte: Ducker Research) Kg per veicolo Questo è stato reso possibile principalmente dai seguenti fattori: miglioramento dei processi di lavorazione; riduzione dei costi dell alluminio primario; sviluppo di leghe avanzate; aumento della conoscenza delle proprietà di lavorabilità; maggiore conoscenza dei criteri di progettazione e delle previsioni di durata per componenti sotto sollecitazione; estensione dell utilizzo a nuove applicazioni. Il basso peso specifico dell alluminio permette di conservare adeguate caratteristiche resistenziali, con minor peso, riducendo consumi e inerzie. I processi di formatura delle leghe leggere si adattano con grande flessibilità alle esigenze dei progettisti, permettendo la realizzazione di particolari complessi, con processi affidabili e ancora economicamente sostenibili. Le leghe di alluminio presentano inoltre ottime caratteristiche di compatibilità ambientale, senza contare il valore insito nel recupero dei componenti prodotti con tali leghe, che rende attraenti anche sul piano economico le attività di smaltimento differenziato a monte del riciclaggio, essenziali per ottenere vantaggi reali da queste operazioni. Significativa in proposito appare la tendenza delle imprese leader a sviluppare joint-venture con produttori di materie prime o di tecnologie: solo nel corso dell ultimo anno sono da citare gli accordi tra Ford e Alcan per il 35

36 riciclaggio degli scarti di colata di leghe alluminio, tra Toyota e Sumimoto per la fabbricazione di componenti tubolari speciali. L industria automobilistica adotta per lo più leghe contenenti rame e silicio che risultano resistenti ed al contempo lavorabili. In questo settore l applicazione principale è quella sotto forma di getti di componenti dei propulsori (basamenti e testate), ed attualmente meno del 3% delle applicazioni riguarda telaio e carrozzeria. Applicazioni dell'alluminio nell'industria automobilistica (fonte: Ducker Research) 1,2% 2,6% 0,7% 12,9% 4,6% 0,4% Getti per parti mecc. (basamenti, testate,...) Getti per cerchi Radiatori 15,7% 61,9% Finiture interne ed esterne Elementi per sospensioni Pannelli esterni Parti strutturali Paraurti - applicazioni motoristiche: le leghe di alluminio vengono utilizzate soprattutto per la realizzazione delle parti tiepide (fino ai 250 C) del motore, e recentemente anche delle parti calde, perché consentono buoni risparmi in termini di peso. - ambiente marino: leghe di alluminio-magnesio vengono utilizzate in ambiente marino per aumentare la resistenza alla corrosione. - costruzione di telai di biciclette: attraverso l'utilizzo delle leghe leggere è possibile costruire telai più rigidi e più leggeri. - industria chimica, petrolifera, farmaceutica: le leghe di alluminio garantiscono ottima resistenza a molti aggressivi chimici (zolfo, idrogeno solforato, solfuri organici, acido nitrico concentrato, acidi organici, ammoniaca ecc.) 36