La qualità fondamentale dell’alluminio è la leggerezza, con una densità di 2.7 kg/dm 3contro i 7.8 kg/dm 3 dell’acciaio. Per contro il modulo elastico è inferiore, essendo pari a 70 GPa contro i 210 GPa dell’acciaio.

Il conseguente rapporto rigidezza/densità risulta quindi pressoché uguale e pari rispettivamente a 26 e 27 GPa/(kg/dm 3).

Tuttavia la resistenza meccanica scadente (R p0.2=20 Mpa) rendono necessaria l’aggiunta di elementi alliganti, con le quali si ottiene un a notevole quantità di leghe differenti. Proprietà meccaniche e lavorabilità dipendono in massima parte dal tipo di lega considerata.

Una prima distinzione viene fatta tra leghe da bonifica, trattabili termicamente (HT, Heat Treatable) e leghe non trattabili termicamente.

Le prime presentano buona resistenza ma al crescere di questa la saldabilità e la formabilità decrescono. Le seconde sono più saldabili ma presentano una resistenza moderata.

Una seconda distinzione è fatta tra leghe semilavorate (ottenute per lavorazione plastica) e leghe da getto.

La classificazione più utilizzata è quella della Aluminum Association, cui di seguito si farà riferimento. Essa prevede una diversa denominazione tra leghe semilavorate (wrought alloys) e leghe da getto (casting alloys).

Nelle seguenti tabelle sono riportate entrambe le classificazioni con le corrispondenti caratteristiche principali di ogni serie. Nella successiva Tabella 2.1.3 è riportata la denominazione dei trattamenti termici.

Leghe da lavorazione plastica (wrought alloys) Serie Elementi di lega HT UTS [MPa] Caratteristiche principali 1XXX Al > 99.0% - 70-180 Elevata conducibilità, resistenza a corrosione e formabilità Scarse proprietà meccaniche. 2XXX Al-Cu · 180-430 Buona lavorabilità; Modesta resistenza a corrosione; Scarsa saldabilità. 3XXX Al-Mn - 110-280 Eccellente conducibilità; Buona saldabilità, buona resistenza a corrosione, Scarsa lavorabilità. 4XXX Al-Si · 170-380 Ottima fluidità e forgiabilità. 5XXX Al-Mg - 120-350 Ottima saldabilità; Buona resistenza a corrosione (anche marina). 6XXX Al-Mg-Si · 120-400 Eccellente lavorabilità; Eccellente resistenza alla corrosione; Modesta saldabilità. 7XXX Al-Zn · 220-610 Eccellente resistenza meccanica; Discreta resistenza a corrosione; Modesta lavorabilità.

Classificazione delle leghe di alluminio da lavorazione plastica (AA) (fonte: The Aluminum Association, Inc.)

Leghe da getto (casting alloys) Serie Elementi di lega HT UTS [MPa] Caratteristiche principali 2XX.X Al-Cu · 130-450 Ottima resistenza meccanica; Buona tenacità; Modesta colabilità; Scarsa saldabilità. 3XX.X Al-Si+Cu Al-Si+Mg · 130-280 Buona resistenza meccanica; Eccellente fluidità; Buona resistenza e tenacità; 4XX.X Al-Si - 120-170 Eccellente fluidità; Buona colabilità; Buona saldabilità. 5XX.X Al-Mg - 120-170 Buona resistenza a corrosione; Media colabilità. 7XX.X Al-Zn · 210-380 Eccellente lavorabilità; Scarsa colabilità.

HT = Heat Treatable; UTS = Ultimate Tensile Strength

Classificazione delle leghe di alluminio da getto (AA) (fonte: The Aluminum Association, Inc.)

Sigla Trattamento termico 0 Completa ricottura: 1-5 ore a 350- 500°C H Incrudimento per deformazione plastica a freddo T1 Riscaldamento a temperatura di estrusione + invecchiamento naturale T4 Tempra di soluzione + invecchiamento naturale T5 Riscaldamento a temperatura di estrusione + invecchiamento artificiale T6 Tempra di soluzione + invecchiamento artificiale

Denominazione dei trattamenti termici Tempra di soluzione: riscaldamento a 450- 550 °C e raffreddamento a 200 °C in acqua o aria; Invecchiamento naturale: 4-10 ore a 160- 190 °C; Invecchiamento artificiale: 4-10 ore a 160- 190 °C.

(continua...)