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Leghe di alluminio

Prima di discutere delle leghe di alluminio, è necessario esaminare il processo di rafforzamento per

precipitazione che è utilizzato per aumentare la resistenza dei metalli e delle leghe.

Rafforzamento per precipitazione

Rafforzamento per precipitazione di una generica lega binaria

Lo scopo del rafforzamento per precipitazione è di produrre, in una lega trattata termicamente, una

distribuzione fine e dispersa di precipitati in una matrice metallica deformabile, poiché la presenza dei

precipitati ostacola il movimento delle dislocazioni e quindi rinforza le leghe trattate termicamente.

Il processo di rafforzamento per precipitazione può essere spiegato in generale facendo riferimento al

diagramma di stato binario di due metalli A e B. Perché una lega possa essere indurita per precipitazione

per una determinata composizione, deve esserci una soluzione solida limite per la quale la solubilità allo

stato solido diminuisce al diminuire della temperatura. Ad esempio, nel diagramma di stato in figura si ha la

diminuzione della solubilità allo stato solido nella soluzione solida α dal punto a al punto b lungo la linea di

solvus indicata.

Utilizzando tale diagramma, esaminiamo ora il processo di rafforzamento per precipitazione di una lega di

composizione , per la quale si ha una notevole diminuzione della solubilità diminuendo la temperatura da

a .

Il processo di rafforzamento per precipitazione è suddiviso in tre stadi:

1. Trattamento termico di solubilizzazione. Il pezzo di lega in esame viene riscaldato ad una

temperatura compresa tra le temperature di solvus e quella di solidus e mantenuto a tale

temperatura per il tempo necessario ad ottenere una soluzione solida uniforme. Per la lega

viene scelta la temperatura corrispondente al punto c, in quanto è intermedia tra le linee di

solvus e di solidus della soluzione solida α.

2. Tempra di soluzione. Il campione viene raffreddato velocemente a bassa temperatura, di solito

quella ambiente, e il mezzo di tempra è solitamente acqua a temperatura ambiente. La struttura

del campione di lega temprato in acqua è in genere costituita da una soluzione soprassatura di B in

A. la struttura della lega dopo tempra alla temperatura , corrispondente al punto d, è una

soluzione solida soprassatura di fase α.

3. Invecchiamento. È il processo necessario perché si formino precipitati finemente dispersi. Se viene

realizzato a temperatura ambiente, si chiama invecchiamento naturale; se viene realizzato ad

elevata temperatura si chiama invecchiamento artificiale.

Una lega nelle condizioni di soluzione solida soprassatura si trova ad un alto livello energetico. Tale stato

energetico è relativamente instabile e la lega tende a raggiungere uno stato energetico più basso attraverso

la trasformazione spontanea della soluzione solida soprassatura in fasi metastabili o nella fase di equilibrio.

Il lavoro motore per la precipitazione delle fasi metastabili o della fase di equilibrio è fornito dalla

diminuzione di energia del sistema che si verifica in seguito alla formazione delle fasi stesse. Quando una

soluzione solida soprassatura di una lega induribile per precipitazione viene invecchiata a temperature

relativamente basse, condizione in cui è disponibile solo una ridotta energia di attivazione, si formano

addensamenti di atomi segregati, chiamati zone di Guinier-Preston o zone GP. Nel caso della lega A-B, le

zone saranno regioni ricche di atomi di B in una matrice costituita prevalentemente da atomi di A. Dopo un


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DESCRIZIONE APPUNTO

Appunti di Scienza e tecnologia dei materiali del professor Antonucci Pierluigi sulee leghe con analisi dei seguenti argomenti : il processo di rafforzamento per precipitazione (iltrattamento termico di solubilizzazione, la tempra di soluzione, l'invecchiamento) le leghe di alluminio.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in ingegneria civile
SSD:
A.A.: 2013-2014

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher lconte510 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Scienza e tecnologia dei materiali e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Mediterranea - Unirc o del prof Antonucci Pierluigi.

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