Il trattamento termico T6 è un processo di trattamento termico comune per le leghe di alluminio (comprese le leghe di alluminio deformate e le leghe di alluminio pressofuso), con il processo principale di trattamento termico in soluzione solida (tempra) e invecchiamento artificiale, volto a migliorare significativamente la resistenza, la durezza e le prestazioni complessive del materiale.
Ecco un'analisi specifica:
1. Processo di base del trattamento termico T6
A: Trattamento in soluzione (tempra)
Riscalda la lega di alluminio a una zona monofase- ad alta-temperatura (ad esempio circa 500 gradi), mantieni l'isolamento per dissolvere completamente gli elementi della lega e formare una soluzione solida supersatura, quindi raffreddala rapidamente (solitamente tramite raffreddamento ad acqua) per mantenere questo stato. Questo processo può essere paragonato alla tempra dell'acciaio, ma la durezza e la resistenza della lega di alluminio non aumentano immediatamente dopo la tempra, ma la plasticità migliora leggermente.
B: Tempestività artificiale
Mantenere la lega di alluminio bonificata a una temperatura compresa tra 100 e 200 gradi per un lungo periodo (da diverse ore a decine di ore) favorisce la precipitazione delle fasi di rinforzo (come Mg ₂ Si, CuAl ₂, ecc.) da soluzioni solide sovrassature, migliorando così significativamente la durezza e la resistenza alla trazione, ma può ridurre la plasticità. Rispetto all’invecchiamento naturale (conservazione a temperatura ambiente), l’invecchiamento artificiale può raggiungere obiettivi prestazionali più velocemente e più controllabili.
2. Confronto tra T6 e altri stati di trattamento termico
T1: tempestività artificiale
Lo stato T1 si riferisce al materiale che viene raffreddato durante il processo di formatura ad alta-temperatura e non è più sottoposto a lavorazione a freddo (sebbene sia possibile eseguire semplici raddrizzature e appiattimenti purché non incidano sul limite delle prestazioni meccaniche), seguito dall'invecchiamento manuale. Ad esempio, è come fare una torta. Dopo che la torta è stata cotta (stampaggio e raffreddamento ad alta-temperatura), non viene più tagliata o modellata (non lavorata a freddo), ma piuttosto collocata in un ambiente specifico (invecchiamento artificiale) per renderla più deliziosa (con prestazioni più stabili). L'invecchiamento artificiale può rendere più stabili le prestazioni dei materiali. Ad esempio, alcuni prodotti in lega di alluminio possono raggiungere determinati requisiti di durezza e resistenza dopo il trattamento T1, rendendoli più affidabili nell'uso successivo.
T2: Ricottura
La ricottura, in termini semplici, consiste nel riscaldare il materiale a una temperatura adeguata e quindi raffreddarlo lentamente. Può essere immaginato come un metallo immerso in una sorgente calda, che si rilassa a una temperatura confortevole e poi si raffredda lentamente. La ricottura può portare la struttura interna dei metalli all’equilibrio o quasi, proprio come riorganizzare i mattoni disordinati. Dopo il trattamento di ricottura, la durezza del materiale diminuirà e la plasticità migliorerà, rendendolo più adatto alle successive lavorazioni. Ad esempio, alcuni materiali metallici che richiedono forgiatura o stampaggio sono più facili da formare dopo la ricottura.
T3: Lavorazione a freddo dopo solubilizzazione, seguita da invecchiamento naturale
Il trattamento T3 viene prima effettuato mediante trattamento termico della soluzione solida, che significa riscaldare la lega in una zona monofase- ad alta temperatura e mantenere una temperatura costante, consentendo alla fase in eccesso di dissolversi completamente nella soluzione solida, quindi raffreddarla rapidamente (solitamente mediante raffreddamento ad acqua) per ottenere una soluzione solida sovrasatura. È come sciogliere completamente il sale in acqua calda e poi raffreddarlo rapidamente per mantenere il sale in uno stato sovrasaturo. Quindi eseguire la lavorazione a freddo, come stiramento, estrusione, ecc., per modificare la forma e le proprietà del materiale. Infine, lasciare che il materiale si stabilizzi gradualmente in un ambiente naturale attraverso l'invecchiamento naturale. Alcuni prodotti in lega di alluminio che richiedono elevata resistenza e buona formabilità verranno trattati con T3, come alcuni componenti in lega di alluminio sugli aeroplani.
T4: Trattamento in soluzione solida più invecchiamento naturale
Lo stato T4 avviene dopo il trattamento in soluzione solida, non più sottoposto a lavorazione a freddo (può essere semplicemente raddrizzato o appiattito), e quindi lasciato invecchiare naturalmente fino a quando non è sostanzialmente stabile. Ad esempio, riscaldando un pezzo di metallo per dissolvere le impurità, raffreddandolo rapidamente e quindi collocandolo in un ambiente naturale per stabilizzarne gradualmente le prestazioni. Alcune parti in lega di alluminio nei motori delle automobili sono trattate con T4 per garantire prestazioni stabili e resistenza negli ambienti naturali.
T5: Trattamento in soluzione solida con invecchiamento artificiale incompleto
Il trattamento T5 comporta un invecchiamento artificiale incompleto dopo il trattamento con soluzione solida. L'invecchiamento artificiale incompleto utilizza temperature di invecchiamento relativamente basse o tempi di isolamento più brevi, che possono ottenere eccellenti proprietà meccaniche complete, elevata resistenza, buona plasticità e tenacità, ma la resistenza alla corrosione può essere inferiore. Proprio come controllare perfettamente il calore e il tempo durante la cottura, creando un piatto nutrizionalmente equilibrato che potrebbe non durare a lungo. Alcune parti meccaniche che richiedono sia resistenza che tenacità ma non hanno requisiti elevati di resistenza alla corrosione verranno trattate con T5.
T6: Trattamento in soluzione solida con invecchiamento artificiale completo
T6 viene invecchiato completamente artificialmente dopo il trattamento con la soluzione. Utilizzando una temperatura di invecchiamento più elevata e un tempo di tenuta più lungo, è possibile ottenere la massima durezza e resistenza alla trazione, ma il tasso di allungamento è inferiore. È come cuocere a fondo un cibo, anche se il sapore può essere un po' duro (basso allungamento), può garantire energia sufficiente (durezza e forza). Le porte e le finestre in lega di alluminio utilizzate nell'edilizia sono spesso trattate con T6 per garantire resistenza e durezza sufficienti.
