Caratteristiche e applicazioni di leghe leggere, ultraleggere e titanio
In giro per il forum si discute spesso, incidentalmente e quindi senza
approfondire il discorso, di metalli in genere e di leghe leggere in
particolare, dando per scontati concetti che tanto scontati non sono...
ecco perché mi è sembrato utile redigere questa
piccola guida sulle leghe leggere, completata con due appendici sulle
leghe ultraleggere e sul titanio che comunque potranno interessare
tutti gli appassionati di moto e del loro tuning.
Nota, prima che venga in mente a qualcuno di chiedermelo: non mi sogno
neanche di affrontare un discorso sulle leghe di ferro-carbonio (acciai
e ghise variamente legati) in quanto l’argomento è
di tale vastità e complessità da non poter essere
neanche riassunto a grandi linee, in un contesto come quello del forum!
- LEGHE LEGGERE -
Esse sono costituite principalmente da ALLUMINIO legato con altri
metalli come MAGNESIO, MANGANESE, NICHEL, RAME, SILICIO e ZINCO
aggiunti in percentuali variabili, a seconda delle prestazioni che si
vogliono ottenere dalla lega formata.
Hanno un peso specifico inferiore a 3kg/dmc e vanno distinte in due
categorie fondamentali:
- Leghe Leggere da Fonderia
- Leghe Leggere da Lavorazione Plastica.
Leghe Leggere da Fonderia
§) alluminio-silicio
Il silicio, in misura variabile del 5-13%, rende più facile
la colata e migliora le scarse caratteristiche meccaniche
dell’alluminio puro ma rende la lega più
difficilmente lavorabile con utensili.
Questo tipo di lega è comunemente utilizzata per la
realizzazione dei MONOBLOCCHI i e di altri particolari strutturali,
oltre a particolari non strutturali come CARTER, COPPE, ecc.
§) alluminio-rame (duralluminio)
Il rame, in quantità <12%, aumenta durezza e
resistenza a trazione, migliora la lavorabilità con utensili
e aumenta la resistenza al calore rispetto all’alluminio puro
che fonderebbe a soli 658°; infatti è la lega
maggiormente utilizzata per la realizzazione dei normali PISTONI colati
in conchiglia.
§) alluminio-magnesio (anticorodal)
Il magnesio, in misura <7%, migliora le caratteristiche
meccaniche dell’alluminio e riduce di parecchio la sua
propensione alla corrosione.
Leghe Leggere da Lavorazione Plastica
§) alluminio-magnesio
Con un contenuto di magnesio <5%, si tratta di leghe lavorabili
anche a freddo e che offrono una resistenza a trazione <40kg/mmq.
§) alluminio-rame
Una delle più conosciute e importanti leghe di questo tipo
è l’AVIONAL, con un tenore di rame <5%.
Sono leghe resistenti alla corrosione e, dopo un adeguato trattamento
termico, possono raggiungere una resistenza a trazione di circa
55kg/mmq.
§) leghe leggere ad alta resistenza
Comunemente denominate ERGAL, contengono circa il 2% di magnesio e
circa il 5% di zinco.
Previa bonifica e invecchiamento, possono raggiungere resistenze a
trazione di circa 70kg/mmq.
- LEGHE ULTRALEGGERE -
A differenza delle Leghe Leggere, il loro componente base è
il MAGNESIO in ragione del 97% circa. La rimanente percentuale
è composta in proporzioni variabili da altri metalli
più o meno leggeri come ALLUMINIO, BERILLIO, CERIO,
MANGANESE, NICHEL, SILICIO, ZINCO ed hanno infine un peso specifico
<2kg/dmc.
Oltre alla loro estrema leggerezza e lavorabilità non
possiedono particolari caratteristiche meccaniche, per cui vengono
utilizzate principalmente per la realizzazione di componenti NON
STRUTTURALI.
La più nota di queste leghe, l’ELECTRON, viene
infatti utilizzata solo per la costruzione di componenti come CARTER,
COPPE, RADIATORI, SERBATOI.
Si tratta comunque di leghe che si ossidano con estrema
facilità e che vanno quindi ben protette dagli agenti
atmosferici e dal salmastro con l’utilizzo di speciali
vernici o tramite ossidazione anodica.
Sono inoltre suscettibili di corrosione galvanica che si crea a
contatto con l’acciaio, per cui la bulloneria utilizzata per
il loro fissaggio deve essere cadmiata.
- TITANIO -
Si tratta di un metallo duro e stabile all’aria ma si ossida
rapidamente a contatto con una concentrazione di ossigeno >35%.
Pur non avvicinando le prestazioni che può offrire un buon
acciaio, possiede un’elevata resistenza a trazione e alle
sollecitazioni a fatica almeno fino a 400°C, è
fucinabile a caldo, saldabile in atmosfera inerte e fonde non prima dei
1800°C.
Il suo peso specifico, 4,87kg/dmc, si pone circa a metà tra
quello di alcune comuni leghe leggere e quello degli acciai.
Mediato dall'industria aerospaziale, il suo utilizzo è
riservato (per via del suo alto costo) ad applicazioni che necessitano
della sua resistenza al calore e nelle quali sia possibile sfruttare
vantaggiosamente la sua buona resistenza meccanica in rapporto al suo
basso peso specifico.
Sulle moto può essere utilizzato per la realizzazione di
componenti del sistema di scarico e di bulloneria varia non sottoposta
a stress meccanici particolarmente gravosi.
