Resistente, leggero e versatile. Le qualità dell’alluminio sono note ma non altrettanto il suo tallone d’Achille, costituito proprio dai cosiddetti punti deboli.
Si tratta di punti deboli che si sviluppano nell’alluminio a causa di sollecitazioni ripetute e alternate, che portano a problemi potenzialmente catastrofici in tutte quelle leghe utilizzate nell’ingegneria.
Ora però, gli scienziati hanno trovato un rimedio a questo fenomeno che gli ingegneri conoscono come rotture per fatica del metallo. Si tratta di qualcosa che riguarda l’80 percento di tutte le rotture nelle leghe per ingegneria e che costituisce un grosso problema nel settore manifatturiero e meccanico.
I ricercatori della Monash University in Australia, modificando la microstruttura delle leghe di alluminio, hanno dimostrate che è possibile guarire i punti deboli.
Alluminio autorigenerante
Studiando le cause di questo problema, chiamate precipitate free zone (PFZ), si è capito che questi anelli deboli nelle leghe di alluminio si formano per le sollecitazioni alternate. Iniziano come piccoli punti di plasticità e continuano formando crepe che alla fine fratturano il materiale.
Gli scienziati australiani hanno escogitato un metodo per catturare le nuove particelle che si formano quando viene applicato uno stress alla lega. Poi, sono riusciti ad utilizzare queste particelle per rafforzare i punti deboli. In tal modo, hanno ritardato in modo significativo la comparsa di fratture.
Il metodo prevede un processo di addestramento che imita le sollecitazioni che si creano sul materiale, ripetute per centinaia di cicli in modo da accumulare un’alta concentrazione di particelle fini nelle zone deboli e aumentare la resistenza alla trazione del materiale.
25 volte più resistenti all’affaticamento
Di fatto, è un grosso cambiamento concettuale nella progettazione microstrutturale delle leghe di alluminio per applicazioni di carico dinamico.
Secondo i ricercatori, modificando in questo modo la microstruttura di partenza del metallo, è possibile migliorare significativamente la durata delle leghe di alluminio. Per esempio, parlando di leghe di alluminio ad alta resistenza, affette però da una scarsa resistenza alla fatica, la nuova scoperta può allungare la loro durata alla fatica fino a 25 volte.
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