L'aluminiu hè u metale più abbundante di u mondu è hè u terzu elementu più cumuni chì comprende 8% di a crosta terrestre. A versatilità di l'aluminiu face u metale più utilizatu dopu l'azzaru.

Pruduzzione di aluminium

L'aluminiu hè derivatu da u minerale bauxite. A bauxite hè cunvertita in oxidu d'aluminiu (alumina) per via di u Prucessu Bayer. L'alumina hè poi cunvertita in metallu d'aluminiu cù e cellule elettrolitiche è u Prucessu Hall-Heroult.

A dumanda annuale di l'aluminiu

A dumanda mundiale di aluminiu hè di circa 29 milioni di tunnellate annu. Circa 22 milioni di tunnillati sò aluminiu novu è 7 milioni di tunnellate sò rottami d'aluminiu riciclati. L'usu di l'aluminiu riciclatu hè ecunomicu è ambientale convincente. Ci vole 14 000 kWh per pruduce 1 tonna di novu aluminiu. À l'inverse, il suffit de 5 % de celle-ci pour fondre et recycler une tonne d'aluminium. Ùn ci hè nisuna differenza di qualità trà l'aliaghji d'aluminiu vergine è riciclati.

Applicazioni di l'aluminiu

Purualuminiuhè morbidu, duttile, resistente à a corrosione è hà una alta conduttività elettrica. Hè largamente utilizatu per i cables di foil è di cunduttori, ma l'aliazione cù altri elementi hè necessariu per furnisce e forze più alte necessarie per altre applicazioni. L'aluminiu hè unu di i metalli di l'ingegneria più ligeri, avè un rapportu forza à pesu superiore à l'azzaru.

Utilizendu diverse cumminazzioni di e so proprietà vantaghji, cum'è forza, ligerezza, resistenza à a corrosione, riciclabilità è formabilità, l'aluminiu hè impiegatu in un numeru sempre crescente di applicazioni. Questa gamma di prudutti varieghja da materiali strutturali à fogli di imballaggio sottili.

Designazioni di Alloy

L'aluminiu hè più cumunimenti alliatu cù cobre, zincu, magnesiu, siliciu, manganese è lithium. Picculi addizzioni di cromu, titaniu, zirconiu, piombo, bismutu è nickel sò ancu fatti è u ferru hè invariabilmente presente in picculi quantità.

Ci sò più di 300 leghe forgiate cù 50 in usu cumuni. Sò normalment identificati da un sistema di quattru figure chì hè urigginatu in i Stati Uniti è hè oghji universalmente accettatu. A Tabella 1 descrive u sistema per alleati forgiati. Alloys cast anu designazioni simili è utilizanu un sistema di cinque cifre.

Tabella 1.Denominazioni per leghe d'aluminiu forgiatu.

Per l'aliaghji d'aluminiu forgiatu senza alleati designati 1XXX, l'ultimi dui cifre rapprisentanu a purezza di u metallu. Sò l'equivalenti à l'ultimi dui cifre dopu à u puntu decimale quandu a purità di l'aluminiu hè espressa à u 0,01 per centu più vicinu. U sicondu cifru indica mudificazione in i limiti di impurità. Se u sicondu cifru hè cero, indica l'aluminiu senza lega cù limiti di impurità naturali è da 1 à 9, indicà impurità individuali o elementi di lega.

Per i gruppi da 2XXX à 8XXX, l'ultimi dui cifri identificanu diverse alleati d'aluminiu in u gruppu. U sicondu cifru indica mudificazione di l'alia. Un secondu cifru di cero indica l'alea originale è i numeri interi da 1 à 9 indicanu mudificazioni consecutivi di l'alia.

Pruprietà fisica di l'aluminiu

Densità di l'aluminiu

L'aluminiu hà una densità intornu à un terzu di quella di l'azzaru o di u ramu chì face unu di i metalli più ligeri dispunibili in u cummerciu. L'elevata forza per u pesu risultatu rende un materiale strutturale impurtante chì permette un aumentu di carichi utili o risparmiu di carburante in particulare per l'industrii di trasportu.

Forza di l'aluminiu

L'aluminiu puru ùn hà micca una forza di tensione alta. Tuttavia, l'aghjunzione di elementi di lega cum'è manganese, silicium, ramu è magnesiu pò aumentà e proprietà di forza di l'aluminiu è pruduce una lega cù proprietà adattate per applicazioni particulari.

Alluminiuhè bè adattatu per ambienti friddi. Il a l'avantage par rapport à l'acier en ce que sa résistance à la traction augmente avec la diminution de la température tout en conservant sa résistance. L'acciaio, invece, diventa fragile à basse temperature.

Resistenza à a corrosione di l'aluminiu

Quandu espunutu à l'aria, una capa di oxidu d'aluminiu si forma quasi istantaneamente nantu à a superficia di l'aluminiu. Sta strata hà una resistenza eccellente à a corrosione. Hè abbastanza resistente à a maiò parte di l'acidi, ma menu resistente à l'alkali.

Conductibilità termale di l'aluminiu

A conduttività termale di l'aluminiu hè circa trè volte più grande di quella di l'azzaru. Questu facenu l'aluminiu un materiale impurtante per l'applicazioni di rinfrescante è di riscaldamentu cum'è scambiatori di calore. Cumminatu cù esse micca tossicu, sta pruprietà significa chì l'aluminiu hè utilizatu largamente in utensili di cucina è utensili di cucina.

Conduttività elettrica di l'aluminiu

Inseme à u ramu, l'aluminiu hà una conductività elettrica abbastanza alta per aduprà cum'è cunduttore elettricu. Ancu s'è a cunduttività di l'alia di cunduzzione cumunimenti usata (1350) hè solu circa 62% di ramu annealed, hè solu un terzu di u pesu è pò dunque cunducerà duie volte l'electricità quandu paragunatu cù u ramu di u stessu pesu.

Riflettività di l'aluminiu

Da l'UV à l'infrarouge, l'aluminiu hè un eccellente riflettore di energia radiante. A riflettività di a luce visibile di circa 80% significa chì hè largamente utilizata in l'attrezzi di luce. E stesse proprietà di riflettività facenualuminiuideale com'è materiale insulating per pruteggiri contra i raghji di u sole in l'estiu, mentre chì insulating contra a perdita di calore in l'invernu.

Tabella 2.Pruprietà per l'aluminiu.

Pruprietà meccanica di l'aluminiu

L'aluminiu pò esse severamente deformatu senza fallimentu. Questu permette à l'aluminiu per esse furmatu da rolling, extruding, drawing, machining è altri prucessi meccanichi. Pò esse ancu cast à una alta toleranza.

L'alliage, u travagliu à friddu è u trattamentu termale ponu esse aduprati per adattà e proprietà di l'aluminiu.

A forza di trazione di l'aluminiu puru hè di circa 90 MPa, ma questu pò esse aumentatu à più di 690 MPa per alcune leghe termotrattate.

Norme d'aluminiu

U vechju standard BS1470 hè statu rimpiazzatu da novi standard EN. I standard EN sò datu in a tavula 4.

Tabella 4.Norme EN per l'aluminiu

I normi EN differenu da u vechju standard, BS1470 in i seguenti settori:

• Cumpusizioni chimichi - senza cambià.
• Sistema di numerazione di l'alia - senza cambià.
• I designazioni di tempera per leghe trattabili termicamente coprenu avà una gamma più larga di tempera speciale. Finu à quattru cifre dopu a T sò state introdutte per applicazioni non standard (per esempiu, T6151).
• Denominazioni di tempera per leghe non trattabili termicamente - i temperi esistenti sò immubiliati, ma i temperi sò avà definiti in modu più cumpletu in quantu à cumu sò creati. U temperatu Soft (O) hè avà H111 è un temperatu intermediu H112 hè statu introduttu. Per a lega 5251, i temperi sò avà indicati cum'è H32/H34/H36/H38 (equivalente à H22/H24, etc.). H19 / H22 è H24 sò avà mostrati separatamente.
• Proprietà meccanica - restanu simili à i figuri precedenti. 0.2% Proof Stress deve avà esse citatu nantu à i certificati di prova.
• E tolleranze sò state strette à diversi gradi.
  

  Trattamentu termicu di l'aluminiu

  Una gamma di trattamenti termichi ponu esse applicati à l'aliaghji d'aluminiu:

  • Homogenizazione - a rimuzione di a segregazione da u calore dopu a casting.
  • Recuttura - usata dopu à u travagliu à friddu per ammorbidisce leghe di indurimentu di u travagliu (1XXX, 3XXX è 5XXX).
  • Precipitazioni o indurimenti di età (alli 2XXX, 6XXX è 7XXX).
  • Trattamentu termicu di suluzione prima di l'invecchiamentu di ligami indurenti per precipitazione.
  • Stufa per a cura di i rivestimenti
  • Dopu u trattamentu termale, un suffissu hè aghjuntu à i numeri di designazione.
  • U suffissu F significa "cum'è fabbricatu".
  • O significa "prodotti forgiati ricotti".
  • T significa chì hè statu "trattatu cù calore".
  • W significa chì u materiale hè statu trattatu termicamente solu.
  • H si riferisce à alleaghji non trattabili termichi chì sò "travagliati à fredu" o "durizzati".
  • L'alei non trattabili termicamente sò quelli in i gruppi 3XXX, 4XXX è 5XXX.