L'alluminio è un metallo paramagnetico leggero, di colore bianco-argento, con una densità di 2712 kg/m3. È facile da formare, fondere e lavorare.
Le leghe di alluminio più importanti e popolari
Già a prima vista, le proprietà uniche dell'alluminio attirano l'attenzione. È un metallo con un'elevata conducibilità termica ed elettrica e resistenza alla corrosione. Il punto di fusione dell'alluminio tecnico è di 658°C e la sua purezza è elevata a 660°C. La resistenza dei getti di alluminio è di 10-12 kg/mm², dei deformabili 18-25 kg/mm², delle leghe 38-42 kg/mm². La duttilità dell'alluminio tecnico è del 35%, quella dell'alluminio puro del 50%.
Esistono diversi tipi di leghe di alluminio. Le più comuni sono:
- Duralumin - dal nome della città tedesca in cui è iniziata la produzione industriale di questa lega. È una lega di alluminio (base) con rame (Cu: 2,2-5,2%), magnesio (Mg: 0,2-2,7%) e manganese (Mn: 0,2-1%). È soggetto a tempra e invecchiamento e spesso viene placcato. È un materiale strutturale per l'ingegneria aerospaziale e dei trasporti.
- Silumin - leghe leggere di fusione di alluminio (base) con silicio (Si: 4-13%), talvolta fino al 23% e alcuni altri elementi: Cu, Mn, Mg, Zn, Ti, Be). Questi tipi di leghe di alluminio sono adatti alla produzione di pezzi con configurazioni complesse, soprattutto nell'industria automobilistica e aerospaziale.
- Le leghe magnetiche sono leghe di alluminio (base) con magnesio (Mg: 1-13%) e altri elementi, caratterizzate da un'elevata resistenza alla corrosione, buona saldabilità ed elevata duttilità.
I principali vantaggi di tutte le leghe di alluminio sono la bassa densità (2,5-2,8 g/cm3), l'elevata resistenza (per unità di peso), la soddisfacente resistenza alla corrosione atmosferica, il basso costo e la facilità di produzione e lavorazione.
Proprietà fisiche dell'alluminio
L'alluminio ha un'elevata conducibilità elettrica, conduttività termica, resistenza alla corrosione e al gelo e duttilità. È adatto per lo stampaggio, la forgiatura, la trafilatura e la laminazione. Il metallo può essere saldato in vari modi. Altre proprietà dell'alluminio sono la sua bassa densità, pari a circa 2,7 g/cm3. Il punto di fusione di questo metallo è di circa 660°C. Le proprietà meccaniche, fisico-chimiche e tecnologiche dell'alluminio dipendono dalla presenza e dalla quantità di impurità che deteriorano le proprietà del metallo puro. Le principali impurità naturali sono silicio, ferro, zinco, titanio e rame.
Per quanto riguarda il grado di purificazione, l'alluminio si distingue tra alta purezza e purezza tecnica. La differenza pratica sta nella diversa resistenza alla corrosione in determinati ambienti. Più il metallo è puro, più è costoso. L'alluminio tecnico è utilizzato per le leghe, i prodotti laminati e i cavi e fili. Il metallo ad alta purezza è utilizzato per scopi speciali.
In termini di conducibilità elettrica, l'alluminio è secondo solo a oro, argento e rame. La combinazione di bassa densità ed elevata conducibilità elettrica gli consente di competere con il rame nel campo dei cavi e dei fili. La ricottura a lungo termine migliora la conducibilità elettrica, mentre la tempra a freddo la degrada.
La conducibilità termica dell'alluminio aumenta con l'aumentare della purezza del metallo. Le impurità di manganese, magnesio e rame riducono questa proprietà. Questi valori sono significativamente più alti rispetto alla maggior parte dei metalli. Maggiore è la purezza dell'alluminio, migliore è la sua capacità di riflettere la luce dalla superficie. Quando l'alluminio entra in contatto con l'ossigeno, forma un sottile e resistente strato di ossido di alluminio. Questo rivestimento protegge il metallo dalla successiva ossidazione e fornisce buone proprietà anticorrosione. Le leghe di alluminio sono resistenti alla corrosione atmosferica, all'acqua di mare e all'acqua dolce e praticamente non interagiscono con gli acidi organici, l'acido nitrico concentrato o diluito.
Applicazioni dell'alluminio
Tutti i tipi di alluminio sono ampiamente utilizzati come profilo strutturale nella produzione di pentole, fogli di alluminio nell'industria alimentare. Le leghe di alluminio sono utilizzate anche nell'industria aerospaziale. Lo svantaggio dell'alluminio come materiale strutturale è la sua bassa resistenza; per rafforzare l'alluminio, si aggiungono leghe di rame e magnesio per produrre il duralluminio.
Diversi tipi di alluminio sono utilizzati nell'ingegneria elettrica per fili, schermature e persino nella microelettronica, quando si depositano conduttori sulla superficie dei cristalli dei microcircuiti. Grazie alle loro proprietà complesse, i tubi di alluminio sono ampiamente utilizzati nelle apparecchiature di riscaldamento. I tubi profilati sono utilizzati nella costruzione e nell'assemblaggio industriale di strutture e nella produzione di mobili. Le leghe di alluminio sono utilizzate nella tecnologia criogenica. La maggiore riflettanza, unita al basso costo e alla facilità di deposizione sotto vuoto, rende l'alluminio il materiale ottimale per la produzione di specchi.
L'alluminio viene utilizzato anche nella produzione di rivestimenti per facciate, antiscivolo e decorativi. Nell'industria automobilistica, per la produzione di soglie e gradini. Le lamiere laminate sono utilizzate nell'edilizia, nell'industria dei combustibili, alimentare e chimica, nonché nell'ingegneria edilizia e meccanica. Grazie alle loro proprietà funzionali, le lamiere sono utilizzate nell'industria edilizia soprattutto come materiale isolante o di finitura.
