Què és un aliatge d'alumini?
Un aliatge d'alumini és una composició química on s'afegeixen altres elements a l'alumini pur per tal de millorar les seves propietats, principalment per augmentar la seva resistència. Aquests altres elements inclouen ferro, silici, coure, magnesi, manganès i zinc a nivells que combinats poden representar fins a un 15 per cent de l'aliatge en pes. Als aliatges se'ls assigna un nombre de quatre dígits, en el qual el primer dígit identifica una classe general, o sèrie, caracteritzada pels seus principals elements d'aliatge.
Alumini pur
Sèrie 1xxx
Els aliatges de la sèrie 1xxx estan formats per alumini de puresa del 99 per cent o superior. Aquesta sèrie té una excel·lent resistència a la corrosió, una excel·lent treballabilitat, així com una alta conductivitat tèrmica i elèctrica. És per això que la sèrie 1xxx s'utilitza habitualment per a línies de transmissió o xarxa elèctrica. Les designacions d'aliatge habituals d'aquesta sèrie són 1350, per a aplicacions elèctriques, i 1100, per a safates d'envasament d'aliments.
Aliatges amb tractament tèrmic
Alguns aliatges s'enforteixen mitjançant el tractament tèrmic de la solució i després l'extinció o el refredament ràpid. El tractament tèrmic pren el metall sòlid i aliat i l'escalfa fins a un punt específic. Els elements d'aliatge, anomenats solut, es reparteixen de manera homogènia amb l'alumini posant-los en una solució sòlida. El metall s'extingeix posteriorment, o es refreda ràpidament, la qual cosa congela els àtoms de solut al seu lloc. En conseqüència, els àtoms de solut es combinen 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 tèrmic de la solució. Aquests aliatges posseeixen una bona combinació d'alta resistència i tenacitat, però no tenen els nivells de resistència a la corrosió atmosfèrica com molts altres aliatges d'alumini. Per tant, aquests aliatges solen estar pintats o revestits per a aquestes exposicions. Generalment estan revestits amb un aliatge d'alta puresa o un aliatge de la sèrie 6xxx per resistir molt la corrosió. L'aliatge 2024 potser és l'aliatge d'avions més conegut.
Sèrie 6xxx
La sèrie 6xxx és versàtil, tractable tèrmicament, altament conformable, soldable i té una resistència moderadament alta juntament amb una excel·lent resistència a la corrosió. Els aliatges d'aquesta sèrie contenen silici i magnesi per formar siliciur de magnesi dins de l'aliatge. Els productes d'extrusió de la sèrie 6xxx són la primera opció per a aplicacions arquitectòniques i estructurals. L'aliatge 6061 és l'aliatge més utilitzat en aquesta sèrie i s'utilitza sovint en marcs de camions i marins. A més, una funda de telèfon es va fabricar amb aliatge de la sèrie 6xxx.
Sèrie 7xxx
El zinc és l'agent d'aliatge principal d'aquesta sèrie i, quan s'afegeix magnesi en una quantitat més petita, el resultat és un aliatge d'alta resistència i tractable tèrmicament. També es poden afegir altres elements com el coure i el crom en petites quantitats. Els aliatges més coneguts són el 7050 i el 7075, que s'utilitzen àmpliament en la indústria aeronàutica.
Aliatges no tractables tèrmicament
Els aliatges no tractats tèrmics es reforcen mitjançant el treball en fred. El treball en fred es produeix durant els mètodes de laminació o forja i és l'acció de "treballar" el metall per fer-lo més fort. Per exemple, quan s'enrotlla l'alumini fins a calibres més prims, es fa més fort. Això es deu al fet que el treball en fred crea dislocacions i vacants a l'estructura, que inhibeixen el moviment dels àtoms entre si. Això augmenta la resistència del metall. Els elements d'aliatge com el magnesi intensifiquen aquest efecte, donant lloc a una resistència encara més gran.
Sèrie 3xxx
El manganès és l'element d'aliatge principal d'aquesta sèrie, sovint amb quantitats més petites de magnesi afegit. Tanmateix, només un percentatge limitat de manganès es pot afegir eficaçment a l'alumini. 3003 és un aliatge popular per a propòsits generals perquè té una resistència moderada i una bona treballabilitat i es pot utilitzar en aplicacions com intercanviadors de calor i estris de cuina. L'aliatge 3004 i les seves modificacions s'utilitzen en els cossos de les llaunes de begudes d'alumini.
Sèrie 4xxx
Els aliatges de la sèrie 4xxx es combinen amb silici, que es pot afegir en quantitats suficients per reduir el punt de fusió de l'alumini, sense produir fragilitat. Per això, la sèrie 4xxx produeix excel·lents filferros de soldadura i aliatges de soldadura forta on es requereix un punt de fusió més baix. L'aliatge 4043 és un dels aliatges de farciment més utilitzats per soldar aliatges de la sèrie 6xxx per a aplicacions estructurals i d'automoció.
Sèrie 5xxx
El magnesi és l'agent d'aliatge principal de la sèrie 5xxx i és un dels elements d'aliatge més eficaços i utilitzats per a l'alumini. Els aliatges d'aquesta sèrie tenen característiques de resistència moderades a altes, així com una bona soldabilitat i resistència a la corrosió en el medi marí. Per això, els aliatges d'alumini i magnesi s'utilitzen àmpliament en la construcció i construcció, dipòsits d'emmagatzematge, recipients a pressió i aplicacions marines. Alguns exemples d'aplicacions comunes d'aliatge inclouen: 5052 en electrònica, 5083 en aplicacions marines, fulls anoditzats 5005 per a aplicacions arquitectòniques i 5182 fa que la tapa de la llauna de begudes d'alumini.
