Vari tipi di alluminio

[maveric]

Specialized utilizza il6061-T6 di Columbus

Prodotti bici scontati

 

[Lanerossi]

non credo che Columbus abbia usato leghe diverse da quelle già utilizzate.

Mi pare al livello del ridicolo, infatti, che si "sperimentino" nuove leghe di alluminio per il telaio di una bicicletta.
Certe sperimentazioni si fanno su oggetti di tutt'altro tipo.

 

[stef]

non credo che Columbus abbia usato leghe diverse da quelle già utilizzate.

Mi pare al livello del ridicolo, infatti, che si "sperimentino" nuove leghe di alluminio per il telaio di una bicicletta.
Certe sperimentazioni si fanno su oggetti di tutt'altro tipo.

Ovviamente. Mi riferivo a quelle già utilizzate da Columbus. :eek:

 

[Lanerossi]

Stef, volevo darti pienamente ragione e ironizzare un po' sul fatto che magari i produttori dicano di avere una lega "segreta" di alluminio.

L'unica cosa che è segreta è il tipo di lega che utilizzano fra quelle già esistenti e di ampio uso...
Nessuna fonderia d'alluminio si metterebbe a produrre una lega particolare solo per piccolissimi ordini che può fare una ditta produttrice di telai...

 

[lampo 13]

Questo è quanto sono riuscito a trovare sulla composizione dei vari
tipi di alluminio, spero possa essere utile.

Serie 1000 Alluminio puro
1050A = Al >= 99,5 %
1250 = Al >= 99,5 %

Serie 2000 (Avional) Alluminio con rame (Cu)
2011 = Cu 4,5-6,0 % + Mn 0,2-0,8 % + Pb
2014 = Cu 3,9-5,0 % + Si 0,5-0,9 % + Mn 0,4-1,2 % + Mg 0,2-0,8 %
2017 = Cu 3,5-4,5 % + Si 0,2-0,8 % + Mn 0,4-1,0 % + Mg 0,4-1,0 %
2024 = Cu 3,8-4,9 % + Mn 3,8-4,9 % + Mg 1,2-1,8 %
2030 = Cu 3,3-4,5 % + Mn 0,2-1,0 % + Mg 0,5-1,3 % + Pb
2219 = Cu 5,8-6,8 % + Mn 0,2-0,4 %
2618 = Cu 1,8-2,6 % + Mg 1,2-1,8 % + Ni

Serie 3000 Alluminio con manganese (Mn)

Serie 4000 Alluminio con silicio (Si)

Serie 5000 (Peraluman) Alluminio con magnesio (Mg)
5005 = Mg 0,5-1,1 %
5052 = Mg 2,2-2,8 %
5056 = Mg 4,5-5,6 %
5083 = Mg 4.0-4,9 % + Mn 0,5-1,0 %
5086 = Mg 3,5-4,5 %
5154 = Mg 3,1-3,9 %
5454 = Mg 2,4-3,0 %
5754 = Mg 2,6-3,6 %

Serie 6000 (Anticorodal) Alluminio con magnesio e silicio (Mg+Si)
6060 = Si 0,3-0,6 %
6061 = Si 0,4-0,8 % + Cu 0,15-0,4 %
6063 = Si 0,2-0,6 %
6082 = Si 0,7-1,3 % + MN 0,4-1,0 %

Serie 7000 (Ergal) Alluminio con zinco
7000SC = Presenza di Scandio ma composizione non dichiarata.
7020 = Mg 1,0-1,4 % + Zn 4,0-5,0 %
7049 = Cu 1,2-1,9 % + 2,1-3,1 % + Zn 7,2-8,4 %
7050 = Cu 2,0-2,6 % + 1,9-2,6 % + Zn 5,7-6,7 % + Zr
7075 = Cu 1,2-2,0 % + 2,1-2,9 % + Zn 5,1-6,1 %

Serie 8000 Alluminio con altri elementi

 

[folinhouse]

bellissimo, finalmente si "capisce" qualcosa.

 

[fa99]

Grande adesso me li stampo!!!!

 

[...]

si ma i più rigidi quali sono?

 

[GiAnFrA]

si ma i più rigidi quali sono?

Il modulo elastico resta lo stesso dell' alluminio ed è pari a 70GPa, la rigidità dipende dalle forme, sezioni, spessori dei tubi.

A seconda del tipo di lega cambia il valore di carico di snervamento e carico di rottura

 

[...]

A seconda del tipo di lega cambia il valore di carico di snervamento e carico di rottura

a parità di forma e spessore dei tubi quali leghe risultano più resistenti?

Con valore di carico di snervamento si intende la "flessione"? scusa se non sono poco preciso ma penso che ci siamo capiti! :-)

 

[GiAnFrA]

Con valore di carico di snervamento si intende la "flessione"?

No, carico di snervamento è il carico al quale non si ha più proporzionalità tra carichi di trazione e le relative deformazioni. I materiali sottoposti a trazione presentano una prima fase di proporzionalità diretta tra carichi e deformazioni fino ad un valore discriminante nel qaule finisce la linearità. Si passa dal "campo lineare elastico" al campo plastico nel quale rimangono delle deformazioni peramenti una volta che termina la sollecitazione.

Per quanto riguarda la domanda sul confronto a paritò di forme e sezioni si trova la stessa rigidità per tutte le leghe elencate mentre quelle della serie 7000 saranno i telai più resistenti ed "indistruttibili".
Ovviamente dimensionando le tubazioni in funzione della resistenza (quindi costruendo telai che resistano alle stessa sollecitazioni e imponendo il vincolo sulle dimensioni esterne tutte uguali) le leghe più nobili presenteranno strutture più deformabili e quindi più soggette a flessione

 

[lampo 13]

A parità di misure e forme, la lega più "resistente" dovrebbe essere la
Easton SC7000 con scandio:

• Light Weight: With the additional strength of
the SC7000 material, we were able to push the
limits of light weight aluminum alloy tubing. In
general, you will see about a 10% reduction in
frame weight when compared to our full UltraLite
frame. Remember too, that the UltraLite frame
is one of the lightest, most durable aluminum
frames you can get.
• Durability: While light weight is good, durability
is paramount. Because SC7000 material is so
strong, and was designed for additional compliance,
the durability is excellent. Easton’s fatigue
and impact testing shows a remarkable increase in
durability over standard frames.
With aluminum, fine elongated grains means
high performance. The photo-micro-graphs in
Figures 1 and 2 (next page) are cross sections of
welds using SC7000 welded with Scandium Filler
Rod and 7005 welded with 5356 filler rod. The
effects of Scandium in both the base metal (tube)
and weld bead are readily visible. The base metal
of the SC7000 material has extremely fine elongated
grains while the weld bead is characterized
by equally fine equiaxed grains. These fine grains
promote optimum properties including exceptional
yield strength and fatigue life.
Fabrication Instructions for Scandium Tube Sets
EASTON SPORTS, INC. 7800 HASKELL AVENUE, VAN NUYS, CA 91406 • TEL: 818 782-6445 • FAX: 818 782-2435 • EASTONBIKE.COM
2
Sc7000
BASE
MATERIAL
WELD
BEAD
Figure 1: SC7000 Base Material and Scandium
Weld Rod
7005
BASE
MATERIAL
WELD
BEAD
Figure 2: 7005 Base Material and 5356 Filler Rod
SC7000 is indeed a remarkable product. The proprietary
Scandium alloys that Easton uses are just the
beginning. Easton’s proprietary TaperWall process,
and extensive cold working take this material to a
higher level. Grain refinement, precise manufacturing
processes, and years of experience in frame tubing,
all add up to the most refined tubes available.
On top of all of this, the design of these tubesets is
beyond all others. Easton researched every element
of frame design when creating these tubes. The
engineering and design investments in these tubesets
is overwhelming.
Advanced materials, proprietary manufacturing
processes, and superior development and design all
add up to the Easton Advantage!
2.0 Frame Building Technical Information
SC7000 can be used successfully to build durable,
smooth riding frames. To ensure such characteristics
several safe-guards, construction techniques,
and thermal processes must be carefully followed.
2.1 Cleanliness
Cleaning tubes properly immediately prior to welding
is paramount to ensure joints with sufficient
structural integrity. Recommended practice is to
Scotch-Brite the ends of the tubes a minimum of
1.5 inches from the tube end. This should be followed
by chemical treatment with any of the commercially
available acidic solutions for aluminum.
Product: Aluma Kleen
Manufactured by: ABBOT CHEMICALS
11706 Sheldon Street
Sun Valley CA 91352
(818) 982-2707
Available from: Gordon Woods (and other Weld
Supply Distributors Nationwide)
7254 Coldwater Canyon
North Hollywood CA 91605
(818) 759-6900
If the tubes are left for more than one hour without
having been welded, it is advisable that they be
acid cleaned again. This time is only a rough guideline
and may increase or decrease depending on
variables such as temperature and humidity.
2.2 Straightening
SC7000 is considerably stronger than either 7005
or 6061 and will therefore require more effort to
straighten. The thin wall SC7000 tubes can wrinkle
when high straightening loads are applied so
frames should be tacked/welded as straight as possible
to reduce the amount of post weld straightening
required.
Minor alignment after welding should be performed
as soon as possible while material adjacent
to the weld is in its softest state. SC7000 age-hardens
rapidly making alignment more difficult as
time advances. As tubes re-age-harden the force
necessary to straighten frames increases. This can
lead to damage to either the tube or the weld that
will not be easily detected and can shorten the life
of the frame.
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Less than six hours is the recommended time for
frame alignment. If frames are built in sub-assemblies,
alignment should be done on each subassembly
within six hours.
To promote welding straight frames all mitered
gaps should be less than .030 inches.
2.3 SC7000 Filler Rod
The entire frame must be welded with Easton
Scandium Filler Rod, which has been formulated
to optimize the properties of the Scandium Tube
Kit. This includes the rear triangle. SC7000 frames
require different thermal processes than complete
7005 frames necessitating the use of Scandium
Filler Rod throughout the frame.
2.4 Weld Bead Treatment
2.4.1 Double Passes
Double passes across the weld bead (a technique
sometimes employed to smooth the bead look)
should not be employed. Violating this recommendation
will result in a dramatic decrease of tensile
properties in the area around the heat affected
zone.
2.4.2 Filleting Joints
Sanding or filing weld beads smooth is also not recommended.
2.4.3 Starts and Stops
Through rotary beam fatigue testing conducted in
Easton’s Sports Lab of aluminum alloys that were
circumferentially welded, it was determined that
in nearly all cases, fatigue cracks leading to joint
failure will initiate at the weld starts/stops. Good
design and fabrication practice is to have start and
stop placement offset from the plane of the frame
where the stress is the highest by 90 degrees.
For example, at the head tube-down tube junction
the stress is the highest at the bottom of the head
tube. Therefore the starts and stops for this weld
should be placed on the side of down tube.
2.5 Frame Construction
2.5.1 Seat Tube – Bottom Bracket Connection
As with any high-performance aluminum tube set,
it is imperative that the seat tube be completely
welded 360 degrees to the bottom bracket prior to
attaching the down tube or chain stays (see Figure
3). If this is not done, failure of the joint is likely.
2.5.2 Down/Top/Head Tube Connection
If there is any overlap between the Down and Top
Tubes at the Head Tube (as there may often be on
small frames) the Down Tube must be completely
welded to the Head Tube 360 degrees before attaching
the Top Tube (see Figure 4).
Figure 3: Proper Attachment of Seat Tube to
Bottom Bracket
Figure 4: Proper Attachment of Down Tube to
Head Tube
2.5.3 Weld Vent Holes
Vent holes should not drilled in any SC7000 tube
or 7005 Chain and Seat Stays. Venting of tubes
should be done at the intersection of two tubular
sections. For example, Chain Stays should be vented
through the Bottom Bracket Shell and Seat Stays
should be vented through the Seat Tube.
2.5.4 Cable Guides
If cable guides are to be welded on the tubes, they
must be a minimum of two inches from the edge of
weld bead. They should also be placed on the thick
sections of the tubes. If attachment to thin wall is
3
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necessary, it is recommended that rivets instead
of welding be used. Easton does not recommend
welding or riveting mounts on the underside of the
down tube.
2.5.5 Tube Crimping and Cold Working
SC7000 Main Tubes and 7005 Chain and Seat
Stays should not be cold worked in any manner.
Examples include crimping or dimpling Chain Stays
for more tire clearance or crimping tubes elliptical
at tube junctions. Easton tubing is supplied in
a thermal state that is designed for a post weld age
only. Cold working tubes prior to welding will dramatically
increase the susceptibility of the frame to
Stress Corrosion Cracking (SCC).
2.5.6 Frame Size Limits
SC7000 Road and ATB Tube Kits are designed
to accommodate a specific size range of frames.
Exceeding the size recommendations will compromise
frame life and stiffness. Frames larger than
those defined in Table 1 should not be fabricated
with SC7000 Catalog Tube Kits.
TABLE 1: SC7000 FRAME SIZE LIMITS
SC7000 Tube Kit Type Large Size Limit
Road – Small Down Tube 56 cm
Road – Large Down Tube 61 cm
ATB 20 in.
Note: Frame Size is measured Center Bottom Bracket
Shell to Top of Top Tube along Seat Tube axis.
2.5.7 Rivet Nut Installation
Due to the thin wall thickness in the center of the
SC7000 Down and Seat Tubes, proper installation
of Rivet Nuts used for water bottles is essential to
insure frame integrity. The following items must be
addressed:
• Rivet Nuts must be designed to work on the grip
range of the SC7000 Tubes (see Table 2 for wall
thickness)
• Rivet Nut Manufacturers installation torques must
be followed. Rivet Nuts must not be too loose or
too tight (see Figures 5 and 6 for an example of an
over-torqued Rivet Nut that lead to frame failure).
TABLE 2: CENTER WALL THICKNESS OF SC7000 TUBES
SC7000 Tube Description Center Thickness (in.)
ATB Down Tubes .035
ATB Seat Tubes .035
Large Road Down Tube .028
Small Road Down Tube .032
Road Seat Tubes .035
NOTE: Some Rivet Nuts may be installed on thicker
walls due to tube trimming and mitering. Always check
Easton Tube Drawings to verify wall thickness at rivet
nut location.
Figure 5: Example of Over-Torqued Rivet Nut that
Lead to Frame Failure
Figure 6: SEM Photograph Showing Mechanical
Deformation Caused by Over-Torqued Rivet Nut
NOTE: Some race frames use a Rivet Nut in the Top
Tube for Racing Number Attachment. The thin wall
of Road and ATB Top Tubes is .030 in.
4
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WARNING!! Scandium Road and Mountain Tube
Kits are not designed for use with Water Bottle
Cage Mounted Lighting System Batteries.
2.6 Frame Identification
If stamping is to be used to identify frames (i.e. to
mark builders ID, customers name, or any other
serial number or identification) it should only be
applied to the bottom of the Bottom Bracket Shell
at least 1 inch from any weld beads. Stamping
should never be done on any other areas of the
frame.
2.7 Post-Weld Thermal Processing
2.7.1 Post Weld Age
Correct Post Weld Aging is absolutely critical!!
Failure to do so will result in reduced properties
and a susceptibility to Stress Corrosion Cracking
(SCC). The required post weld age is:
• Step 1: Allow oven temperature to reach 275° F
+/- 5° F
• Step 2: Insert frame for 5 hours +/- 5 minutes at
275° F +/- 5° F
• Step 3: Change oven temperature to 300° F +/- 5°
F. Note: Oven must ramp to 300° F in no more
than 10 minutes.
• Step 4: 2 hours +/- 5 minutes at 300° F +/- 5°.
• Step 5: Remove frame from oven and allow to
cool to ambient without fan assist.
WARNING!!! Failure to conduct the recommended
age will lower frame strength and may promote
frame cracking, which can cause premature frame
failure.
2.7.2 Solution Heat Treatment
Due to the alloy mix and material properties, post
weld solution heat treating should not be performed.
SC7000 frames can not be water quenched,
the most common heat treating process path. The
only way that SC7000 frames can be solution heat
treated is with a company that has a great deal of
experience performing forced air quenches. If this
process is to be employed Easton recommends
using a source that has been qualified to perform
this service.
Newton Heat Treating Company
19235 E. Walnut Dr. North
La Puente CA 91748
(626) 964-6528
Contact: Greg Newton
Easton assumes no responsibility for solution heat
treating of SC7000 frames at other sources.
2.7.3 Checking Thermal Processing Using
Conductivity Measurement
Checking material hardness is not the recommended
way to correlate correct thermal processing and
material properties as they can often be misleading.
Easton recommends using an electrical conductivity
meter to verify frame thermal processing. These
meters can be purchased from:
HOCKING NDT Ltd.
Inspec House
Camp Road
St. Albans, Herts
UK, AL1 5HL
Tel.: +44(0) 1727 795500
FAX: +44(0) 1727 795400
To find a distributor near you check the World
Wide Web at: http://www.hocking.com
Product: AutoSigma 3000
STAVELY NDT
Customer Support: (509) 736-2751 or email:
[email protected]
World Wide Web: http://staveleyndt.com
Product: Nortec 1700
K.J. Law Engineers, Inc.
42300 West Nine Mile Rd.
Novi Michigan 48375 USA
Tel.: (248) 347-3300
Toll Free: (800) 521-5245
FAX: (248) 347-4113
E-Mail: [email protected]
World Wide Web: http://www.kjlaw.com
Product: Verimet M4900C
5
EASTON SPORTS, INC. 7800 HASKELL AVENUE, VAN NUYS, CA 91406 • TEL: 818 782-6445 • FAX: 818 782-2435 • EASTONBIKE.COM

Chiaramente sono enunciazioni di parte, ma in questo la Easton
è molto attendibile.

 

[Lanerossi]

No, carico di snervamento è il carico al quale non si ha più proporzionalità tra carichi di trazione e le relative deformazioni. I materiali sottoposti a trazione presentano una prima fase di proporzionalità diretta tra carichi e deformazioni fino ad un valore discriminante nel qaule finisce la linearità. Si passa dal "campo lineare elastico" al campo plastico nel quale rimangono delle deformazioni peramenti una volta che termina la sollecitazione.

Per quanto riguarda la domanda sul confronto a paritò di forme e sezioni si trova la stessa rigidità per tutte le leghe elencate mentre quelle della serie 7000 saranno i telai più resistenti ed "indistruttibili".
Ovviamente dimensionando le tubazioni in funzione della resistenza (quindi costruendo telai che resistano alle stessa sollecitazioni e imponendo il vincolo sulle dimensioni esterne tutte uguali) le leghe più nobili presenteranno strutture più deformabili e quindi più soggette a flessione

Da ricordare però che l'alluminio non snerva propriamento. Domani spiegherò bene il suo comportamento a trazione, ora vado a letto che è tardissimo, notte!

 

[Ton28]

Supponiamo di avere individuato la + bella lega di AL del mondo e, di volerne fare quindi un gran bel telaio.
Bene, adesso, sapendo che:

<< la catena è forte come l'anello + debole >>,

nel ns caso, qual'è sarebbe l'anello + debole?

Grazie.

 

[Ton28]

A seconda del tipo di lega cambia il valore di carico di snervamento e carico di rottura

e l'allungamento %, no?

 

[...]

A parità di misure e forme, la lega più "resistente" dovrebbe essere la
Easton SC7000 con scandio:

ottimo davvero la parte quotata!

Questa lega immagino che è quella utilizzata per fare le tubazioni easton scandium... già in molti mi avevano parlato bene dei telai fatti con queste tubazioni.

 

[Darius]

Per questo ho scelto un telaio in Scandium, lo Strada SC di Colnago realizzato con Easton SC7000, viste le strade sconnesse alla Parigi-Roubaix che percorro ogni uscita.

Comunque vorrei dare un contributo all'eccellente lavoro fatto da Lampo 13, eccolo:

Leghe di alluminio più diffuse nel ciclismo
Come la totalità dei metalli anche l'alluminio non è utilizzato allo stato puro ma legato ad altri componenti a formare leghe Infatti le sue proprietà meccaniche sono modeste e allora si introducono elementi alliganti quali rame, magnesio, manganese, silicio, zinco che da soli o combinati tra loro migliorano le caratteristiche resistenziali:

a) il silicio: migliora la colabilità e riduce il coefficiente di dilatazione;
b) il magnesio: aumenta la resistenza alla corrosione in ambiente alcalino e in mare;
c) il manganese: aumenta la resistenza meccanica e alla corrosione;
d) il rame: accresce la resistenza meccanica, soprattutto a caldo;
e) lo zinco: soprattutto se associato al magnesio, conferisce una elevata resistenza meccanica.

Altri elementi quali cromo (resistenza a corrosione), zirconio, vanadio sono usati come correttivi (affinazione grano, bloccaggio di impurità...) ;nichel, titanio e zirconio (p. meccaniche),bismuto, piombo, cadmio e stagno,silicio per scopi particolari. Il ferro, é sempre presente come impurezza.

Queste leghe sono numerose e per indicarle si adottano diversi sistemi. Il più utilizzato in campo ciclistico è quello detto ASTM, organismo americano che si occupa delle prove sui materiali; ogni lega è caratterizzata da un codice di 4 numeri seguiti da una lettera (H o T) più un numero, ad esempio 7020-T6.

Il primo numero indica il principale componente legante della lega:
1) nessun legante
2) rame
3) manganese
4) silicio
5) magnesio
6) magnesio + silicio
7) zinco
8)Altri elementi...

Il secondo numero indica se è presente anche un secondo legante (in percentuale minore); 0 per indicare assenza di un secondo legante.
Le ultime due cifre servono ad identificare le diverse leghe a base dello stesso legante.
La lettera indica il trattamento subito o non dalla lega:
· F grezzo di fabbricazione
· O ricotto
· H incrudito (deformazione plastica a freddo)
· W solubilizzato
· T trattamento termico per ottenere stato stabile diverso da F, O, H

La classe 2000 è utilizzata per telai più economici, mentre le altre rappresentano praticamente l'intero panorama della telaistica in alluminio attualmente sul mercato. Ovviamente il modulo elastico resta lo stesso dell' alluminio puro, dipendendo infatti solamente dal tipo di cella atomica e vale E=70 (Gpa).

Alluminio - rame (2xxx). Il rame è un elemento in lega molto importante per l&#8217;alluminio, vista la sua apprezzabile solubilità ed il suo effetto rinforzante. Il rame costituisce il principale elemento in lega, in concentrazioni variabili dall&#8217;1 al 6% in peso. Le leghe binarie Al-Cu non sono molto usate commercialmente: si aggiungono Mg, Cr, Si, Ti per realizzare,a seconda delle loro percentuali ,diversi tipi di intermetallici:

· CuAl2
· CuMgAl2
· MgSi2
· Cu2Mg8Si5Al4

Si capisce allora l' importanza del Mg come elemento fondamentale nella loro realizzazione. Mn e Zn sono da considerarsi impurezze apportate dall' alluminio stesso. In particolare il Fe deteriora le proprietà meccaniche sequestrando rame per la realizzazione di un intermetallico per cui si raccomanda %Fe < 0,5%.
Esse vengono usate spesso per applicazioni strutturali sugli aerei e in generale dove occorrono buone caratteristiche meccaniche e leggerezza.

Alluminio &#8211; magnesio (5xxx). Esempio utilizzo in campo ciclistico: leghe 5052/5086. Contengono magnesio (0,5 - 5,5 %) oltre che Si (0,2%) e Fe (0,5-0,7 %) come impurezza. Le proprietà meccaniche dipendono fortemente da incrudimento ed eventuale ricottura. Se Mg>3,4% precipita Mg5Al8 a bg con problemi di SCC e corrosione inter- granulare. Per limitare il problema, si ricorre al Cr. Queste leghe addolciscono a T ambiente dopo incrudimento per deformazione, per cui occorre stabilizzarle con TT a 120-150 °C anche se ciò determina una certa perdita di proprietà meccaniche.

Alluminio - magnesio - silicio (6xxx). Esempio utilizzo in campo ciclistico: leghe 6061/6082. Questo sistema costituisce la classe principale di leghe per i pezzi lavorati a caldo e per quelli ricavati da fusione. Esse riescono a combinare alcune caratteristiche favorevoli:resistenze meccaniche medie, autotempranti (per spessori ridotti), buona saldabilità, resistenza alla corrosione e insensibili a problemi di SCC (Stress corrosion cracking). L&#8217;indurimento avviene soprattutto per precipitazione del composto Mg2Si. Si suddividono in due categorie:

a) Leghe quasi binarie (es: 6063) con Mg/Si=1,73 e in quantità comprese tra lo 0,8 e l' 1,2%. Sono particolarmente adatte per estrusione ed impieghi decorativi, adattandosi bene a processi di elettrocolorazione (meglio allora se presentano %Si inferiori).

b) Leghe con aggiunta di Cu (migliora p meccaniche ma peggiora resistenza a corrosione) e Cr (contro corrosione) e maggiori quantità di Si per la formazione di Mg3Si. Rientrano in questa categoria la 6061 (in cui compare Al2Cu e l' effetto indurente del Si libero), la 6151 e la 6351. Per aumentare la lavorabilità si ricorre a Pb e Bi (6262).

Alluminio - zinco (7xxx). Esempio utilizzo in campo ciclistico: leghe 7003/7005/7020. Generalmente le leghe binarie Al-Zn non vengono usate, ma vengono preferite leghe Al-Zn-Mg che,trattate termicamente, hanno la più elevata resistenza a trazione di tutte le leghe di alluminio. Soffrono SCC a causa dell' instaurarsi di microcoppie galvaniche, problema che si può minimizzare per 2,7<Zn/Mg<2,9 e realizzando due invecchiamenti, a 120 (2-3 ore)ed a 170°C (6-8 ore) che però riducono le proprietà meccaniche. Facilmente saldabili se (Mg+Zn)<6%, richiedono però TT per recuperare le proprietà meccaniche. Lo zinco aumenta la resistenza e la durezza,oltre a favorire l&#8217;autotemprabilità della lega che può causare problemi di stress residui. Occorre scegliere opportunamente allora la T di solubilizzazione. Si é portati a sostituire Cr e Mn che sequestrano Mg e Cu con Zr (0,1-0,25%) che si lega solo con Al (precipitato binario). Quanto alla 7005 e 7020 c' é da sottolineare che l' invecchiamento non va fatto immediatamente dopo la solubilizzazione (a 470 °C) e la tempra e ciò permette di gestire il magazzino in modo più elastico.

Una nota sullo Scandio
Lo Scandio è un minerale pregiato, che richiede mani sapienti in grado di lavorarlo: legato all&#8217;alluminio, eleva le capacità di resistenza e fatica della lega. Test meccanici, effettuati nel 1999 dalla Combustion Engineering, hanno dimostrato che il carico di snervamento dell&#8217;alluminio con Scandio è del 20 per cento superiore rispetto a una lega 7005; addirittura del 40 per cento in più, secondo la stessa Easton, è la resistenza alla fatica. In virtù di queste qualità, è stato possibile ridurre la quantità di lega impiegata nei tubi a favore di una ovvia riduzione dei pesi. Le sezioni ridotte portano così il telaio a un risultato eccellente: soltanto 1250 grammi per questo frame dalle geometrie spartane e accattivanti. È stato poi compiuto un lavoro di rinforzo e compattamento dei tubi attraverso un vero e proprio bombardamento per mezzo di microscopiche sfere di vetro sparate ad alta pressione sul telaio; così facendo sono state compattate le molecole esterne allontanando la formazione di cricche di rottura a fatica.

 

[Lanerossi]

Ottimo il post di Darius, mi pare sia preso dal sito di Vetta...

Da ricordare però che l'alluminio non snerva propriamento. Domani spiegherò bene il suo comportamento a trazione, ora vado a letto che è tardissimo, notte!

Allora, tornando all'alluminio, dicevo che non snerva come altri materiali (esempio classico è l'acciaio).

L'acciaio infatti ha un comportamento elastico fino ad un certo carico di trazione: cioè se lo carichiamo diciamo di 200MPa e poi rilasciamo il carico torna alle dimensioni di partenza. Il punto (o carico di snervamento) è quel punto in cui si passa nettamente da un comportamento elastico ad uno plastico (in cui un carico provoca una deformazione DEFINITIVA).
Nel diagramma tensione (sull'asse y)-deformazione(asse x) abbiamo una retta molto verticale, quasi coincidente con l'asse y, dopo lo snervamento (in cui c'è una sorta di discontinuità), il grafico assume pendenza più orizzontale. Ricorda, per capirci, quello che si vede nel test di Conconi, in cui bpm e potenza sono proporzionali fino alla soglia, per poi cambiare pendenza.

L'alluminio invece non ha questa brusca variazione di pendenza, ma si passa dal tratto elastico (la retta poco inclinata) a quello plastico (retta più orizzontale) in maniera più uniforme, senza uno stacco netto.
Si definisce perciò come equivalente al carico di snervamento il carico di scosamento dello 0,2% (a volte dello 0,02%) dalla proporizionalità. Quando cioè la deformazione diventa maggiore dello 0,2% (0,02% rispettivamente) rispetto alla proporzionalità, si assume quel valore come limite per così dire di "snervamento".

Cosa implica questo?
Lo snervamento è un ottimo segnale che ci dà l'acciaio... Quando vediamo un qualsiasi oggetto di acciaio piegato, sappiamo che si romperà. Per l'alluminio è molto meno immediato notare questa cosa, per cui è più facile che un oggetto di alluminio si rompi di schianto.

C'è poi da aggiungere una cosa MOLTO IMPORTANTE. Queste considerazioni sono relative a carichi di TRAZIONE, cioè quando si tira dalle due estremità il provino.
La maggioranza delle rotture nella pratica (diciamo pure tutte meno una percentuale infinitesimale) avvengono per FATICA, termine tecnico usato per definire un ciclo di carichi e scarichi di vario tipo. Un esempio tipico è una sedia che si rompe perchè a forza di sedersi sopra l'abbiamo indebolita.
Le rotture per fatica avvengono di schianto anche negli acciai se non ricordo male.

Tuttavia fare degli studi sui diagrammi a fatica è MOLTO ma MOLTO ONEROSO (per semplici provini di 10cm ci vogliono parecchie settimane per ottenere un diagramma completo), quindi è impossibile che si possa fare su struttre complesse come i telai.
Si approssima perciò (a volte molto bene, altre meno) con diagramma teorici che sono facilmenter ricavabili da quelli di trazione.

Concludendo: la scelta del materiale è relativa (tant'è vero che l'alluminio è considerato più rigido dell'acciaio, pur avengo un modulo elastico 3 volte inferiore!), tutto dipende poi dalla scelta di geometrie, dimensioni dei tubi, TIPOLOGIE DI SALDATURE!!
Un ottimo telaio dipende soprattutto dalle saldature, che è indubbiamente il punto più debole della struttura.
Quindi si dovrebbe prestare molta più attenzione alle saldature che non ai materiali...

 

[Darius]

Ottimo il post di Darius, mi pare sia preso dal sito di Vetta...

No, è un estratto da una tesi di laurea sulla tecnica dello "Shot Peening" applicato alle leghe d'alluminio.

Penso che il contenuto di questo topic sia davvero utile a fugare i mille dubbi di chi vuole optare ancora per l'alluminio...e sono tanti.

 

[Lanerossi]

Penso che il contenuto di questo topic sia davvero utile a fugare i mille dubbi di chi vuole optare ancora per l'alluminio...e sono tanti.

E perchè mai?