Alluminio serie 1xxx, 3xxx e 5xxx: che cosa significano i numeri per chi acquista nastro.

Che cosa significa in realtà la prima cifra del numero di una lega?

Identifica l'elemento di lega principale, tranne che per la 1xxx, dove indica invece la purezza minima dell'alluminio. Le leghe di alluminio da lavorazione plastica usano un numero di quattro cifre mantenuto dalla Aluminum Association, pubblicato integralmente nelle sue Teal Sheets. Una 3003 o una 5052 è soggetta agli stessi limiti di composizione registrati indipendentemente da quale laminatoio l'abbia laminata, anche se stato di fornitura, spessore e finitura variano comunque in base al fornitore e all'ordine.

Le serie che contano per la verniciatura a nastro, 1xxx, 3xxx e 5xxx, sono tutte non trattabili termicamente: la loro resistenza deriva dalla laminazione e dallo stato di fornitura, non da un ciclo di trattamento termico di indurimento per precipitazione. Poiché quello stato di fornitura non è mai stabilito da una reazione di trattamento termico, è in generale meno sensibile al breve ciclo di cottura di una linea di verniciatura a nastro rispetto allo stato di fornitura di una lega trattabile termicamente, anche se l'effetto effettivo dipende comunque da lega, stato di fornitura, temperatura di picco del metallo e tempo di permanenza.

Che cos'è l'alluminio 1xxx e quando è la scelta giusta?

Le leghe 1xxx contengono almeno 99% di alluminio, con sole aggiunte in tracce. Quella purezza conferisce un'eccellente resistenza alla corrosione, un'elevata formabilità e una buona conducibilità elettrica e termica, al prezzo di essere la serie a minore resistenza di uso generale.

Il nastro 1xxx è specificato per applicazioni che privilegiano la finitura e il comportamento alla corrosione dell'alluminio quasi puro rispetto alle prestazioni meccaniche, e non per la resistenza.

Che cos'è l'alluminio 3xxx e perché è la scelta predefinita per il nastro?

L'aggiunta di manganese come elemento di lega principale produce la serie 3xxx: una resistenza nettamente migliore della 1xxx, mantenendo una buona formabilità e la resistenza alla corrosione per cui è nota la famiglia non trattabile termicamente.

3003 e 3105 sono gli esempi comuni, usati in rivestimenti di facciata, fabbricazione generale e verniciatura a nastro. Se qualcuno dice «alluminio serie 3000» senza indicare una lega specifica, quasi sempre descrive questo punto di equilibrio di uso generale tra la purezza della 1xxx e la maggiore resistenza della 5xxx.

Che cos'è l'alluminio 5xxx e quando serve rispetto alla 3xxx?

Il magnesio come aggiunta principale produce la serie 5xxx, in generale la gamma a più alta resistenza tra le leghe per nastro non trattabili termicamente, con una resistenza alla corrosione ben considerata in ambienti marini e umidi. La si scelga quando un progetto richiede più resistenza o più resistenza ad ambienti aggressivi di quanto offra la 3xxx.

La 5052 è una lega comunemente specificata in questo ambito. Veda 5052 vs 6061 per capire come la 5xxx si confronta con l'alternativa trattabile termicamente a cui alcune specifiche ricorrono per abitudine.

Un'avvertenza specifica per i gradi 5xxx a più alto tenore di magnesio: leghe come la 5083 e la 5456, con circa 4 a 5.5% di magnesio, sono documentate come più suscettibili alla corrosione intergranulare e per esfoliazione dopo un'esposizione prolungata sopra circa 65°C, poiché il magnesio precipita lungo i bordi dei grani in seguito a un'esposizione in servizio così prolungata. Le specifiche marine e strutturali per queste leghe richiedono spesso stati di fornitura stabilizzati come H116 o H321. Si tratta di un fenomeno diverso dal breve ciclo di cottura di una linea di verniciatura a nastro, e non si applica allo stesso modo ai gradi a minor tenore di magnesio più comuni nella verniciatura a nastro. Il programma 5xxx di Orbit comprende 5005, 5052 e 5754, tutte ben al di sotto dell'intervallo di magnesio in cui questo è un problema documentato.

E le 2xxx, 6xxx e 7xxx? Compaiono mai nella verniciatura a nastro?

Raramente, e di solito come segnale da ricontrollare. Le leghe 2xxx usano il rame come aggiunta principale, sono trattabili termicamente, apprezzate per il rapporto resistenza/peso nel settore aerospaziale, ma in generale con una resistenza alla corrosione inferiore a quella di molte altre famiglie di alluminio senza protezione aggiuntiva, quindi poco comuni nei lavori per esterni in nastro.

Le leghe 6xxx, alluminio-magnesio-silicio, sono trattabili termicamente e dominano gli estrusi e i telai strutturali, come approfondito in 5052 vs 6061. Le leghe 7xxx usano lo zinco come aggiunta principale, sono trattabili termicamente e fanno parte delle serie di alluminio a più alta resistenza, di nuovo soprattutto in applicazioni aerospaziali e strutturali ad alte prestazioni più che nel nastro verniciato.

E le serie 4xxx e 8xxx?

Esistono altre due serie al di fuori della verniciatura a nastro. Le leghe 4xxx usano il silicio come aggiunta principale e sono utilizzate soprattutto come filo d'apporto per saldatura e brasatura, come 4043 e 4047, più che come lamiera o nastro. Le 8xxx comprendono leghe basate su altri elementi, tra cui ferro, stagno e litio, per usi specializzati come foglio per batterie, imballaggio e applicazioni aerospaziali ed elettroniche. Nessuna delle due compare in pratica nelle specifiche di verniciatura a nastro.

Il numero di lega da solo è una specifica completa?

No. La serie stabilisce l'intervallo generale di resistenza e formabilità disponibile; lo stato di fornitura determina dove si colloca effettivamente la bobina che riceve all'interno di tale intervallo. Le leghe non trattabili termicamente sono fornite in stati di fornitura della serie H: la prima cifra dopo la H indica il trattamento (H1 incrudito soltanto, H2 incrudito e poi parzialmente ricotto, H3 incrudito e poi stabilizzato, specifico per le leghe contenenti magnesio come le 5xxx), e la seconda cifra, da 1 a 9, indica il grado di incrudimento, da morbido e formabile a più duro e meno tollerante verso le piegature strette.

Una specifica che indica solo la lega a quattro cifre e non precisa lo stato di fornitura è incompleta: due bobine della stessa lega in stati di fornitura diversi possono comportarsi in modo molto diverso su una linea di formatura. Ne parliamo in la nostra guida a lega e stato di fornitura per la verniciatura a nastro.

Perché in una specifica compare a volte un trattino dopo il numero di lega?

Perché combina due informazioni: la serie della lega prima del trattino e lo stato di fornitura dopo. Una specifica che riporta «5052-H32» o «3003-O» indica di che cosa è fatto il metallo e in quale condizione è stato lasciato dopo la laminazione, in un'unica stringa.

Confondere le due parti, o omettere quella dello stato di fornitura copiando una specifica da un documento all'altro, è un modo frequente in cui un ordine di bobine finisce per non corrispondere a ciò che serviva al progetto.

Che cosa devo fare con un disegno che indica solo «alluminio»?

Consideri la serie come un punto di partenza. Si chieda che cosa deve fare il pezzo: mantenere una forma sotto carico, formarsi con raggi stretti senza criccarsi o resistere a uno specifico ambiente, e la serie giusta di solito diventa chiara.

Il programma di laminazione di Orbit copre le famiglie 1xxx, 3xxx e 5xxx, in nastro laminato con spessore da 0.20 a 2.00 mm e larghezza fino a 1650 mm, in bobine fino a 10 tonnellate. Il nastro verniciato arriva a spessore fino a 1.60 mm e larghezza fino a 1350 mm. Confermiamo serie e stato di fornitura rispetto alla sua specifica anziché usare per impostazione predefinita una sola lega per ogni lavoro.

Come si confrontano le serie a colpo d'occhio?

Domande frequenti

Riferimenti

• Aluminum Association, Teal Sheets: elenco delle leghe registrate e limiti di composizione per ogni serie di leghe da lavorazione plastica.
• 5083 aluminum alloy: composizione e nota sulla temperatura di esercizio di 65°C a supporto della precisazione sulle 5xxx riportata sopra.
• 5456 aluminum alloy: composizione e suscettibilità alla corrosione per esfoliazione per la stessa precisazione.