Invecchiamento dell'alluminio

L'invecchiamento dell'alluminio è la seconda fase dell'indurimento per precipitazione. Dopo la solubilizzazione, dalla soluzione solida sovrasatura precipitano gradualmente particelle molto fini che ostacolano la deformazione del metallo – il getto diventa più duro e resistente. L'invecchiamento avviene spontaneamente a temperatura ambiente (naturale) oppure in forno, di solito a circa 150–180°C (artificiale).

In pratica solubilizzazione e invecchiamento dell'alluminio si eseguono come un unico ciclo di trattamento termico – solo entrambe le fasi insieme conferiscono al getto lo stato T4 o T6. L'invecchiamento si applica alle leghe indurite per precipitazione, in fonderia principalmente alluminio-silicio-magnesio o alluminio-silicio-rame.

Solubilizzazione e invecchiamento dell'alluminio – come funziona

1. Solubilizzazione. Il getto viene riscaldato a circa 480–545°C (a seconda della lega), finché gli elementi di lega si dissolvono nell'alluminio, quindi viene raffreddato rapidamente. Si ottiene una soluzione solida sovrasatura instabile. Dettagli: solubilizzazione alluminio.
2. Invecchiamento. Gli atomi disciolti – ad esempio di magnesio e silicio oppure di rame – si aggregano dapprima in zone fini (zone di Guinier-Preston), poi in precipitati sempre più grandi di fasi indurenti. La massima durezza si ottiene nello stato in cui i precipitati sono molto fini e distribuiti densamente.
3. Sovra-invecchiamento. Una temperatura troppo alta o un tempo troppo lungo causano l'ingrossamento dei precipitati – durezza e resistenza diminuiscono, sebbene aumentino la stabilità dimensionale e delle proprietà. L'invecchiamento intenzionale spinto dà lo stato T7.

Invecchiamento naturale e artificiale

Si tratta di valori indicativi. La temperatura e il tempo di invecchiamento esatti vengono scelti in base alla lega e alle proprietà richieste – i valori minimi per i singoli stati sono indicati nella norma PN-EN 1706.

Invecchiamento delle leghe di alluminio senza solubilizzazione (stato T5)

Una parte dei getti viene invecchiata artificialmente senza solubilizzazione preliminare – subito dopo la colata e un raffreddamento controllato. È lo stato T5, tipico tra l'altro dei getti pressofusi, che di solito non vengono solubilizzati per il rischio di vesciche. Questo trattamento aumenta la durezza meno di un ciclo T6 completo, ma stabilizza le dimensioni e le proprietà del getto.

Da cosa dipende l'effetto dell'invecchiamento

• Composizione della lega – il contenuto di magnesio o rame determina la quantità di fase indurente che può precipitare.
• Qualità della tempra in soluzione – se i componenti non si sono disciolti completamente o il raffreddamento è stato troppo lento, l'invecchiamento non compenserà le perdite.
• Temperatura e tempo – una temperatura più bassa richiede un invecchiamento più lungo, ma di solito dà una durezza massima leggermente superiore. Una temperatura troppo alta porta al sovrainvecchiamento.
• Spessore delle pareti – nelle sezioni spesse il raffreddamento dopo la tempra è più lento, quindi la durezza dopo l'invecchiamento risulta talvolta leggermente inferiore rispetto alle pareti sottili.

Invecchiamento dei getti nella nostra fonderia

Il trattamento termico dei getti – solubilizzazione e invecchiamento, nonché ricottura – eseguiamo su richiesta del cliente, insieme alla colata e alla lavorazione meccanica dei getti. Su richiesta eseguiamo anche prove di resistenza meccanica. Lo stato richiesto del getto (ad es. T6) conviene indicarlo nella richiesta insieme alla lega, perché facilita la scelta della tecnologia, ad es. della colata in conchiglia.

Vedi anche: tempra alluminio, solubilizzazione alluminio, indurimento alluminio, trattamento termico dei getti e leghe di alluminio da fonderia.