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Nozioni metallurgiche approfondite del Titanio:

Le leghe di titanio mantengono la resistenza alle alte temperature e presentano una bassa conduttività termica.

Gli acciai inossidabili hanno un contenuto di cromo di almeno il 12%. Quest’ultimo è molto reattivo dal punto di vista chimico ed è soggetto a ossidazione. L'ossido genera una strato sottile, trasparente e protettivo.

Inconel è una superlega caratterizzata da una combinazione unica di resistenza alla corrosione ad alta temperatura, resistenza all'ossidazione e resistenza allo strisciamento.

Leghe Alpha-Beta (α-ß)

Queste leghe presentano entrambe le fasi e stabilizzatori α e ß. La lega più semplice e popolare di questo gruppo è Ti6Al4V, utilizzata principalmente nell'industria aerospaziale. Le leghe di questa categoria sono facilmente modellabili e presentano un'elevata resistenza a temperatura ambiente e una moderata resistenza alle alte temperature. Le proprietà di queste leghe possono essere modificate mediante trattamento termico. 

Leghe Beta (ß)

Le leghe beta (ß) contengono metalli di transizione, come V, Nb, Ta e Mo, che stabilizzano la fase ß. Esempi di leghe ß commerciali includono Ti11.5Mo6Zr4.5Sn, Ti15V3Cr3Al3Sn e Ti5553. Le leghe beta sono trattabili termicamente, generalmente saldabili e hanno un'elevata resistenza. Si può prevedere un'eccellente modellabilità in presenza di trattamenti termici. Tuttavia, le leghe ß sono soggette a transizione duttilità-fragilità e quindi non sono adatte per applicazioni criogeniche. Le leghe beta hanno una buona combinazione o proprietà per strati, sezioni pesanti, elementi di fissaggio e applicazioni a reazione elastica. 

Nozioni metallurgiche approfondite dell'alluminio:

Leghe di alluminio serie 2000
Contiene 1,9-6,8% di rame e spesso contiene aggiunte di manganese, magnesio e zinco. Sono utilizzati per forgiati, estrusioni e serbatoi di stoccaggio di gas liquefatto nei trasporti civili e aerei supersonici. Queste leghe hanno una minore tendenza alla formazione di crepe e quindi prestazioni a fatica migliori rispetto alle leghe della serie 7000. Pertanto, queste vengono utilizzate sulle ali inferiori e sui rivestimenti.
Le leghe della serie 2000 comunemente usate sono 2224, 2324, 2524.
Queste leghe sono spesso rivestite con alluminio puro al 99,34% per una maggiore resistenza alla corrosione.

Leghe di alluminio serie 7000
Il sistema Al-Zn-Mg system offre il massimo potenziale di indurimento per precipitazione, sebbene il rame venga spesso aggiunto per migliorare la resistenza alla corrosione da sollecitazione (con lo svantaggio di ridurre la saldabilità). La resistenza alla rottura per corrosione da sforzo diminuisce con l'aumentare del rapporto Zn: Mg.

Alluminio con Litio
Le leghe commerciali di alluminio-litio sono caratterizzate da bassa densità, alto modulo specifico, eccellente resistenza a fatica e proprietà di tenacità criogenica.

L’unione di Li e Al riduce la densità del 3% e aumenta il modulo di elasticità circa del 6%.
Contrariamente ai nuovi sistemi di materiali come i materiali compositi, le leghe di alluminio a bassa densità non richiedono ingenti investimenti di capitale per nuovi impianti di fabbricazione da parte del produttore.

Nozioni metallurgiche approfondite dei Materiali Compositi:

I materiali compositi sono generalmente formati da una matrice a bassa durezza ma elevata tenacità con aggiunta di rinforzi per conferire miglior rigidità. I polimeri rinforzati con fibre sono un’ampia classe di compositi solitamente scelti.

Le fibre di rinforzo sono tipicamente:

  • Fibra di carbonio/Fibra di grafite (alta resistenza o elevato modulo)
  • Fibre di vetro
  • Fibra di ceramica
  • Fibre di polimeri (Kevlar, Polietilene)
  • Fibre di tugsteno

Matrici Polimeriche sono tipicamente:

  • Epossidi
  • Fenolici
  • Poliammidi
  • Polietereterchetone (PEEK)

Tendenze

Tra i compositi, il CFRP è il materiale composito che ha una forte crescita. Continuerà a crescere nei prossimi 15 anni.

Sfide:

Per decenni l'industria aeronautica ha utilizzato materiali compositi in molteplici applicazioni, comprese le superfici di volo e alcune parti interne della cabina. Sfortunatamente, questi materiali sono unici per ogni progetto nelle loro tecniche di stratificazione delle fibre, resine e processi di indurimento, il che crea grandi sfide all’industrializzazione della produzione e nell'assemblaggio.

I materiali compositi vengono uniti per formare complesse parti strutturali che devono essere assemblate o fissate ad altri componenti in alluminio o titanio.
Ciò rappresenta una molteplice serie di sfide che richiede radicali nuove tecnologie per l’utensileria.

Soluzioni di utensileria