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62 progettare 416 SETTEMBRE 2018 Leghe di alluminio in ambito aero- nautico Grazie alle elevate proprietà mec- caniche, le leghe induribili per pre- cipitazione della serie 2xxx, 6xxx, 7xxx e 8xxx sono le più diffuse nel settore aeronautico. La figura riporta alcuni esempi di applicazioni delle leghe di alluminio in un aereo. Le- ghe della serie 2xxx hanno come principale elemento il rame e sono soggette ad invecchiamento naturale rapido. Per questo sono utilizzate anche nello statoT3 eT4. Le leghe Al- Cu sono facilmente colabili e adatte ad ottenere anche componenti con spessori sottili e forma complessa. La lavorazione allamacchina utensile è buona, grazie ad un truciolo discon- tinuo. Le leghe della serie 2xxx sono caratterizzate da un’elevata tenacità e resistenza alla propagazione della cricca, ma una bassa resistenza alla corrosione, dovuta alla creazione di coppie galvaniche tra zone ad alta presenza di rame e zone a minor concentrazione. Pertanto sono diffu- se sottoforma di lastraAlclad, con un rivestimento protettivo di alluminio puro o silicio-magnesio. In campo aeronautico tra le più note leghe di questa serie c’è la lega 2024, apparsa negli anni 30 sul DC-30 come 2024-T3 e sviluppata fino ad arrivare al 2024- T81. Una variante migliorata della lega originale è stata ottenuta con la 2124-T8, con ridotto contenuto di Fe e Si, e maggior tenacità. Nonostante gli sviluppi, la 2024-T3 Alclad risulta ancora usata nel settore aeronautico. La lega 2219, è una delle più ricche in contenuto di rame e tra le poche della serie ad avere una buona saldabilità. La 2219-T87 ha la miglior combinazio- ne di resistenza e tenacità a tempera- tura ambiente e fino a -196 °C. Negli anni 90 questa lega fu sostituita dalla NASA con la lega 2195, contente litio, in grado di far risparmiare 3.400 kg di peso sui serbatoi dello Space Shuttle, rendendo più rapido il rifornimento della stazione spaziale internazionale. La lega 2419-T851, appartenente alla classe di leghe sviluppate per incre- mentare la tenacità a frattura (KIC > 20 MPa*m1/2), è usata nel rivestimento inferiore delle ali del bombardiere B1. Incrudimenti a freddo fino al 20% pro- ducono un aumento nella resistenza a trazione di oltre il 30%. La 2090 è una delle leghe ottenute aggiungendo litio, 8% più leggera e 10% più rigida della 7075. Ha una buona saldabilità, proprietà criogeniche e caratteristiche superplastiche. Per il bordo di attacco dell’ala le leghe 2014-T6 e 7075-T76, sono state affiancate dalla 2090-T84, caratterizzata da una tenacità e re- sistenza a cricca per fatica superiori rispetto alla 7075-T76. Leghe della serie 6xxx Le leghe della serie 6xxx raggiungono proprietàmeccaniche inferiori rispetto alla serie 2xxx e 7xxx, e si suddivi- dono in tre gruppi, in funzione del contenuto di magnesio e silicio. Mg ed Si, contenuti fino a 1,5%, si combina- no a formare Mg2Si, la cui solubilità nell’alluminio è dell’1,83%. La lega 6061, tra le più note di questa serie in ambito aeronautico è più resistente della 6063, ma sensibile alla tempra, il che ne richiede un trattamento di solubilizzazione, seguito da tempra rapida e invecchiamento artificiale. La lavorabilità della lega 6061-T6 non è buona e forma truciolo continuo e affilato. La lega 6061-T651 ha alta resistenza e tenacità a temperature basse, ma lo sforzo di snervamento di 275MPa è inferiore rispetto alla lega 2219-T87. Come la 2219, anche la 6061 ha una resistenza a corrosione netta- mentemigliore rispettoalle leghe 2024 e 7075, ma una resistenza meccanica inferiore e una saldabilità bassa. La caratteristica che rende le le- ghe della serie 6xxxx interessanti nell’ambito aeronautico, è la buona resistenza alla tenso-corrosione e la minor densità rispetto alle leghe 2xxx. Le caratteristiche criogeniche sono importanti, ma presenti anche in alcune leghe 2xxx e 7xxx. Per questi motivi le leghe 6xxx trovano utilizzo, grazie alla reperibilità ed al basso costo, per lo più in aeroplani di piccola taglia. L’assenza di ra- me rende la serie 6xxx adatta dove l’accoppiamento galvanico con altri materiali, come il magnesio, rende sconsigliabile l’uso delle leghe 2xxx. Leghe della serie 7xxx Le leghe 7xxx raggiungono proprietà meccaniche particolarmente elevate, con sforzo di snervamento fino a 600 MPa. Una delle prime leghe utilizzate in campo aeronautico fu la 7075. È diffusa allo statoT6, invecchiata artifi- cialmente, per il rivestimento di ali e altre applicazioni strutturali. In questo stato di fornitura, la lega ha un’elevata sensibilità alla corrosione. Per ovviare a questi limiti, vi è la versione T73 (doppio stadio di invecchiamento), MATERIALI Deformazione tipica per un alluminio (a) e un acciaio