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-ne les propietats, principalment per augmentar-ne la resistència. Aquests altres elements inclouen ferro, silici, coure, magnesi, manganès i zinc en nivells que combinats poden arribar a constituir fins a un 15% de l'aliatge en pes. Als aliatges se'ls assigna un número de quatre dígits, en què 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 compostos d'alumini amb una puresa del 99% o superior. Aquesta sèrie té una excel·lent resistència a la corrosió, una excel·lent treballabilitat i una alta conductivitat tèrmica i elèctrica. És per això que la sèrie 1xxx s'utilitza habitualment per a línies de transmissió o de la xarxa elèctrica. Les designacions d'aliatge habituals en aquesta sèrie són 1350, per a aplicacions elèctriques, i 1100, per a safates d'envasament d'aliments.
Aliatges tractables tèrmicament
Alguns aliatges s'enforteixen mitjançant un tractament tèrmic en solució i després un refredament ràpid o tremp. El tractament tèrmic pren el metall sòlid i aliat i l'escalfa fins a un punt específic. Els elements de l'aliatge, anomenats solut, es distribueixen homogèniament i l'alumini els col·loca en una solució sòlida. Posteriorment, el metall es tremp o es refreda ràpidament, cosa que congela els àtoms de solut al seu lloc. En conseqüència, els àtoms de solut es combinen en un precipitat finament distribuït. Això passa a temperatura ambient, cosa que s'anomena envelliment natural, o en una operació de forn a baixa temperatura, cosa que s'anomena envelliment artificial.
Sèrie 2xxx
A la sèrie 2xxx, el coure s'utilitza com a principal element d'aliatge i es pot reforçar significativament mitjançant un tractament tèrmic en solució. Aquests aliatges posseeixen una bona combinació d'alta resistència i tenacitat, però no tenen els nivells de resistència a la corrosió atmosfèrica de molts altres aliatges d'alumini. Per tant, aquests aliatges solen estar pintats o revestits per a aquestes exposicions. Generalment es revesteixen amb un aliatge d'alta puresa o un aliatge de la sèrie 6xxx per resistir molt la corrosió. L'aliatge 2024 és potser l'aliatge aeronàutic més conegut.
Sèrie 6xxx
La sèrie 6xxx és versàtil, tractable tèrmicament, altament formable, 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 d'aquesta sèrie i s'utilitza sovint en xassís de camions i vaixells. A més, algunes carcasses de telèfon es van fabricar amb l'aliatge de la sèrie 6xxx.
Sèrie 7xxx
El zinc és el principal agent d'aliatge d'aquesta sèrie, i quan s'afegeix magnesi en menor quantitat, el resultat és un aliatge de molt 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 tèrmicament s'enforteixen mitjançant 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 resistent. Per exemple, quan es lamina l'alumini a calibres més prims, es torna més resistent. Això es deu al fet que el treball en fred acumula dislocacions i vacants a l'estructura, cosa que després inhibeix 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 el principal element d'aliatge d'aquesta sèrie, sovint amb quantitats més petites de magnesi afegides. Tanmateix, només es pot afegir eficaçment un percentatge limitat de manganès a l'alumini. El 3003 és un aliatge popular per a ús general perquè té una resistència moderada i una bona treballabilitat i es pot utilitzar en aplicacions com ara 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 aliatges de soldadura per filferro i soldadura forts 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 el principal agent d'aliatge de la sèrie 5xxx i és un dels elements d'aliatge més eficaços i utilitzats per a l'alumini. Els aliatges d'aquesta sèrie posseeixen 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-magnesi s'utilitzen àmpliament en la construcció, tancs d'emmagatzematge, recipients a pressió i aplicacions marines. Exemples d'aplicacions comunes d'aliatges inclouen: 5052 en electrònica, 5083 en aplicacions marines, làmines anoditzades 5005 per a aplicacions arquitectòniques i 5182 fabrica la tapa de llaunes de begudes d'alumini.
