Come sono raggruppati i gradi di alluminio
Le leghe di alluminio sono classificate in base al loro principale elemento legante e in base alla risposta al trattamento termico. Il gruppo 1xxx è un metallo di purezza commerciale-, il gruppo 3xxx è rafforzato dal manganese e il gruppo 5xxx dal magnesio; nessuno di questi tre può essere rafforzato dalle precipitazioni, quindi l'umore è controllato dal lavoro a freddo. Il gruppo 6xxx, rinforzato da magnesio e silicio, e il gruppo 7xxx, rinforzato da zinco, sono trattabili termicamente-e raggiungono la resistenza di progettazione attraverso il trattamento di solubilizzazione e l'invecchiamento artificiale. I lavori di costruzione si basano su tutte e cinque le famiglie e la scelta della qualità solitamente dipende dall'esposizione alla corrosione, dal carico di snervamento richiesto, dal percorso di formatura e dalla saldatura.
Proprietà tipiche in breve
| Grado e temperamento | Trazione (MPa) | Resa (MPa) | Densità (g/cm3) | Principale utilizzo strutturale |
|---|---|---|---|---|
| 3003 H14 | circa 150 | circa 145 | 2.73 | Pannelli, scossaline, canalizzazioni |
| 5052 H32 | circa 228 | circa 193 | 2.68 | Rivestimenti, serbatoi, finiture marine |
| 5083 H116 | circa 305 | circa 215 | 2.66 | Piastra dello scafo, strutture pesanti |
| 6061 T6 | circa 310 | circa 276 | 2.70 | Telai, staffe, alberi |
| 6063 T6 | circa 241 | circa 214 | 2.70 | Profili architettonici |
| 7075 T6 | circa 572 | circa 503 | 2.81 | Raccordi per carichi elevati- |
I valori sono valori tipici della temperatura ambiente-per lo stato d'animo dichiarato e sono destinati esclusivamente al confronto; i valori consentiti di progettazione devono essere presi dalla norma o dal codice in vigore. Tutte queste leghe hanno un modulo elastico vicino a 70 GPa, circa un terzo di quello dell'acciaio, quindi la deflessione piuttosto che lo snervamento solitamente governa la dimensione della sezione.
Resistenza alla corrosione per famiglia
Le leghe 1xxx e 3xxx resistono bene all'acqua dolce, agli alimenti e alle atmosfere neutre, motivo per cui 3003 rimane il valore predefinito per coperture, scossaline e condutture. Le leghe 5xxx sono la scelta più resistente per l'esposizione al cloruro: la 5052 resiste alle atmosfere costiere e agli spruzzi di sale, mentre la 5083 e gradi simili ad alto-magnesio vengono utilizzati per lamiere marine immerse secondo ASTM B928/B928M. Le leghe 6xxx formano una pellicola passiva più debole e sono normalmente rivestite, anodizzate o isolate se utilizzate vicino alla costa. Le leghe 7xxx hanno la resistenza alla corrosione più bassa del gruppo e sono quasi sempre protette da cladding o rivestimento.
Formatura, lavorazione e saldatura
3003 e 5052 si piegano e si allungano facilmente; Il 5052 è generalmente formato in H32 o H34 anziché in tempra completamente dura per evitare fessurazioni a raggi stretti. Le leghe 6xxx vengono estruse in profili complessi e lavorate per ottenere un'ottima finitura, motivo per cui il 6063 domina i sistemi di finestre, facciate continue-e corrimano. Le leghe 7xxx si lavorano bene ma si formano male con l'invecchiamento. Per la saldatura, 5052 e 5083 sono i gradi strutturali più facili con riempitivo 5356 o 5556, 6061 perde resistenza nella zona termicamente-influenzata e richiede riempitivo 4043 o 5356 con un margine di invecchiamento post-saldatura nella progettazione, e 7075 è generalmente unito meccanicamente.
Standard e punti di ordinazione
Lamiere e piastre vengono normalmente ordinate secondo ASTM B209 / B209M, EN 485-2 con EN 573-3, GB/T 3880.2 o ISO 6361-2, con tolleranze dimensionali dalla parte corrispondente di tali standard. I profili e i tubi estrusi sono coperti da ASTM B221 e EN 755-2. La piastra marina aggiunge ASTM B928 / B928M e, dove la sensibilizzazione è un problema, i test di corrosione intergranulare ad ASTM G67. Un ordine di acquisto dovrebbe indicare qualità, stato d'animo, spessore e larghezza, condizione dei bordi, planarità, classe di qualità della superficie e requisiti del certificato, poiché lo stesso grado fornito in due stati può differire di oltre 100 MPa in termini di resistenza allo snervamento.
Domande frequenti
Q:Quale grado è il migliore per la costruzione costiera?
R: Una lega 5xxx come 5052 per pannelli e finiture, o 5083 per piastre-portanti, perché le leghe portanti di magnesio-tollerano il cloruro molto meglio delle qualità 6xxx o 7xxx.
Q:Il 6061 può sostituire il 5052 per un telaio saldato?
R: La resistenza è maggiore, ma il 6061 deve essere saldato con un riempitivo 4043 o 5356 e la sua zona-influenzata dal calore perde resistenza, quindi il 5052 è spesso più economico per i telai saldati che non invecchieranno dopo la fabbricazione.
Q:7075 è adatto per uso architettonico?
R: Normalmente no. La sua resistenza è molto elevata, ma la resistenza alla corrosione e la saldabilità sono scarse, quindi è adatto a raccordi lavorati e giunti di tipo aerospaziale-piuttosto che a elementi di costruzione esposti.
Q:Quanto è più leggero l'alluminio rispetto all'acciaio a parità di sezione?
R: La densità è di circa 2,7 g/cm3 contro circa 7,85 g/cm3 dell'acciaio, quindi il risparmio di peso è di quasi due terzi a parità di volume, sebbene la rigidità sia di circa un terzo, quindi le sezioni sono solitamente più profonde.
Q:Quale temperamento deve essere specificato per i pannelli formati?
R: H32 o H34 per 5052, H14 o H24 per 3003 e T4 dove una lega 6xxx deve essere piegata prima dell'invecchiamento, perché gli stati completamente duri si rompono con raggi di curvatura stretti.
Q:Questi gradi necessitano di protezione superficiale in cantiere?
R: Le leghe 3xxx e 5xxx vengono normalmente lasciate nude o verniciate per aspetto, le parti 6xxx sono anodizzate o rivestite e le parti 7xxx richiedono rivestimento o rivestimento perché si corrodono facilmente in aria umida.