Què és un aliatge d'alumini?
Un aliatge d’alumini és una composició química on s’afegeixen altres elements a l’alumini pur per millorar les seves propietats, principalment per augmentar la seva força. Aquests altres elements inclouen ferro, silici, coure, magnesi, manganès i zinc a nivells que combinats poden suposar fins a un 15 per cent de l'aliatge en pes. Els aliatges tenen assignat un número de quatre dígits, en el qual el primer dígit identifica una classe general, o una sèrie, caracteritzada pels seus principals elements d’aliatge.
Alumini pur
Sèrie 1xxx
Els aliatges de la sèrie 1xxx estan formats per alumini un 99 per cent o una puresa superior. Aquesta sèrie té una excel·lent resistència a la corrosió, una excel·lent treballabilitat, així com una conductivitat tèrmica i elèctrica elevada. És per això que la sèrie 1xxx s’utilitza habitualment per a les línies de transmissió o de la xarxa elèctrica. Les designacions comunes d’aliatge d’aquesta sèrie són 1350, per a aplicacions elèctriques i 1100, per a safates d’envasos d’aliments.
Aliatges tractables per la calor
Alguns aliatges es reforcen mitjançant el tractament de calor de la solució i el calent, o el refredament ràpid. El tractament de calor porta el metall sòlid i aliat i l’escalfa fins a un punt concret. Els elements d’aliatge, anomenats soluts, es distribueixen de manera homogènia amb l’alumini posant -los en una solució sòlida. Posteriorment, el metall es desprèn o es refreda ràpidament, que congela els àtoms del solut al seu lloc. Els àtoms del solut es combinen, per tant, en un precipitat finament distribuït. Això es produeix a temperatura ambient que s’anomena envelliment natural o en una operació de forn de baixa temperatura que s’anomena envelliment artificial.
Sèrie 2xxx
A la sèrie 2xxx, el coure s’utilitza com a element d’aliatge principal i es pot reforçar significativament mitjançant el tractament de calor de la solució. Aquests aliatges posseeixen una bona combinació de gran resistència i duresa, però no tenen els nivells de resistència a la corrosió atmosfèrica com molts altres aliatges d'alumini. Per tant, aquests aliatges se solen pintar o revestir per a aquestes exposicions. Generalment estan vestits amb un aliatge d’alta puresa o un aliatge de la sèrie 6xxx per resistir molt la corrosió. Aliatge 2024 potser l’aliatge d’avions més conegut.
Sèrie 6xxx
Les sèries 6xxx són versàtils, tractables de calor, altament formable, soldables i tenen una resistència moderadament alta, juntament amb una excel·lent resistència a la corrosió. Els aliatges d'aquesta sèrie contenen silici i magnesi per tal de formar silicides de magnesi dins de l'aliatge. Els productes d’extrusió de la sèrie 6xxx són la primera opció per a aplicacions arquitectòniques i estructurals. Aliatge 6061 és l’aliatge més utilitzat d’aquesta sèrie i s’utilitza sovint en marcs de camions i marins. A més, es va fer alguna funda telefònica a partir de l'aliatge de la sèrie 6xxx.
Sèrie 7xxx
El zinc és l’agent principal d’aliatge d’aquesta sèrie i, quan s’afegeix magnesi en una quantitat menor, el resultat és un aliatge de força tractable amb calor. També es poden afegir altres elements com el coure i el crom en petites quantitats. Els aliatges més coneguts són 7050 i 7075, que s’utilitzen àmpliament a la indústria d’avions.
Aliatges no tractables per calor
Els aliatges no tractats amb calor es reforcen a través del treball en fred. El treball en fred es produeix durant els mètodes de rodatge o forja i és l’acció de “treballar” el metall per fer -lo més fort. Per exemple, quan enrotlleu l’alumini fins als calibres més prims, es fa més fort. Això es deu al fet que el treball en fred acumula luxacions i vacants en l'estructura, que després inhibeix el moviment dels àtoms els uns dels altres. Això augmenta la força del metall. Els elements d’aliatge com el magnesi intensifiquen aquest efecte, donant lloc a una força encara més elevada.
Sèrie 3xxx
El manganès és el principal element d’aliatge d’aquesta sèrie, sovint amb quantitats més petites de magnesi afegides. Tot i això, només es pot afegir eficaçment un percentatge limitat de manganès a l’alumini. El 3003 és un aliatge popular per a propòsits generals perquè té una força moderada i una bona treballabilitat i es pot utilitzar en aplicacions com els intercanviadors de calor i els estris de cuina. Aliatge 3004 i les seves modificacions s’utilitzen en els cossos de llaunes de begudes d’alumini.
Sèrie 4xxx
Els aliatges de sèries 4xxx es combinen amb silici, que es poden afegir en quantitats suficients per reduir el punt de fusió de l’alumini, sense produir britoritat. A causa d'això, la sèrie 4xxx produeix un excel·lent filferro de soldadura i aliatges de brazing on es requereix un punt de fusió inferior. Aliatge 4043 és un dels aliatges de farciment més utilitzats per soldar aliatges de sèries 6xxx per a aplicacions estructurals i d'automoció.
Sèrie 5xxx
El magnesi és l’agent principal d’aliatge de la sèrie 5xxx i és un dels elements d’alimentació més eficaços i àmpliament utilitzats per a l’alumini. Els aliatges d’aquesta sèrie tenen característiques de força de moderada a alta, així com una bona soldabilitat i resistència a la corrosió en l’entorn marí. A causa d'això, els aliatges d'alumini-magnesi s'utilitzen àmpliament en l'edificació i la construcció, els dipòsits d'emmagatzematge, els vaixells de pressió i les aplicacions marines. Entre els exemples d’aplicacions d’aliatge comunes s’inclouen: 5052 en electrònica, 5083 en aplicacions marines, 5005 fulls anoditzats per a aplicacions arquitectòniques i 5182 fa que la beguda d’alumini pugui tapar.
