L'alluminio è il terzo elemento più importante della crosta terrestre. Grazie alla sua bassa densità e ad altre proprietà, è utilizzato in quasi tutti i settori industriali. Tuttavia, molte persone non conoscono l'esatta densità dell'alluminio e delle sue leghe. Questa proprietà è ciò che rende l'alluminio popolare.
Qual è la densità dell'alluminio? In che modo questa caratteristica ne accresce l'importanza? Se non lo sapete, non preoccupatevi! Questa guida sarà dedicata alla densità dell'alluminio metallico. Capirete tutti i concetti di base. Quindi, iniziamo!
Panoramica della densità
Prima di entrare nel dettaglio, cerchiamo di capire il significato di densità. È un termine tecnico che indica la massa di un oggetto presente nell'unità di volume. In parole povere, è lo spazio che un oggetto occupa nell'unità di volume. Cerchiamo di capirlo con un semplice esempio.
Supponiamo di avere un pezzo di ferro e un piatto. Si posiziona il pezzo di ferro sul piatto. Lo spazio occupato dal pezzo di ferro sarà la sua densità. Se occupa più spazio, avrà una densità maggiore e viceversa. Il peso e lo spessore sono direttamente proporzionali tra loro.
Se il ferro occupa più spazio, significa che è anche più pesante. Per indicare la densità si utilizzano diversi tipi di unità. Queste includono kg/m3 (unità SI) e g/cm3 (unità FPS). Di solito, la densità è rappresentata dalla lettera greca rho (ρ). Ora che la densità è stata compresa, vediamo di approfondire la questione della densità dell'alluminio.
Qual è la densità dell'alluminio e delle sue leghe?
L'alluminio puro ha una densità di 2700 kg/m3 (unità SI) o 2,70 g/cm3. Queste misure possono variare nelle leghe di alluminio. Ricordiamo che questo intervallo di densità è considerato piccolo. Grazie a questa densità ridotta, l'alluminio è leggero rispetto ad altri elementi.
Diversi fattori possono influenzare la densità dell'alluminio. Ad esempio, se l'alluminio presenta piccole impurità, la sua densità non sarà la stessa di cui sopra. La densità indicata sopra si riferisce alla forma più pura dell'alluminio.
In genere, l'alluminio viene utilizzato in lega con diversi altri elementi. L'elemento di lega rende l'alluminio più robusto e gli conferisce caratteristiche. Si tenga presente che questi elementi di lega hanno densità diverse. Pertanto, la lega di alluminio avrà densità diverse a seconda della lega.
Densità delle leghe di alluminio
Come ho detto, ci sono diverse leghe di alluminio. L'alluminio viene generalmente utilizzato in forma di lega. L'elemento in lega gli conferisce caratteristiche diverse, necessarie per altri progetti. Gli elementi di lega standard includono rame, zinco, magnesio, manganese e silicio.
Questi elementi di lega hanno densità diverse. Quando sono legati all'alluminio, questi elementi ne alterano la densità. Vediamo le varie leghe di alluminio e le loro densità:
| Lega di alluminio | Elementi di lega | Densità (g/cm³) |
| Alluminio 1100 | rame, ferro, magnesio, manganese, silicio | 2.71 |
| Alluminio 2024 | Rame, manganese, magnesio | 2.78 |
| Alluminio 3003 | Manganese | 2.73 |
| Alluminio 5052 | Magnesio, cromo | 2.68 |
| Alluminio 6061 | Magnesio, silicio, ferro, rame, cromo, zinco, titanio | 2.70 |
| Alluminio 6063 | Magnesio, silicio | 2.69 |
| Alluminio 7075 | Zinco, magnesio, rame | 2.81 |
| Alluminio 5083 | Magnesio, manganese, cromo | 2.66 |
| Alluminio 2011 | Rame, bismuto, piombo | 2.83 |
| 6060 | Magnesio, silicio | 2.70 |
Come già detto, l'alluminio puro ha una densità di 2,70 g/cm3. Tuttavia, nella tabella, diversi tipi di alluminio hanno densità leggermente superiori o inferiori. Sapete perché? Scommetto che ora lo sapete! Ciò è dovuto alla presenza di elementi in lega.
Tabella di densità per le leghe di alluminio
Nella sezione precedente ho citato le leghe di alluminio con le rispettive densità. Tuttavia, esistono innumerevoli tipi di alluminio nel mondo. Non è possibile scrivere la densità di ciascuno di essi in un solo paragrafo. Pertanto, ecco un grafico che mostra la densità delle leghe di alluminio.
Come calcolare la densità dell'alluminio?
Il calcolo della densità dell'alluminio è molto semplice. Non serve nemmeno una calcolatrice. È sufficiente conoscere la formula utilizzata per il calcolo della densità. Per prima cosa, si prende nota della massa in grammi e del volume dell'alluminio.
Se questi due parametri sono a posto, è sufficiente dividere la massa per il volume. In questo modo si otterrà la densità dell'alluminio. Se si lavora con i cm3, si otterrà la densità in g/cm3. Se si lavora con i m3, la densità sarà in kg/m3. Ecco la formula da utilizzare:
Densità = Volume / Massa
Inserendo i valori in questa formula, sarete in grado di trovare l'esatta densità dell'alluminio. Non bisogna confondersi quando si calcola la densità delle leghe di alluminio. È possibile utilizzare la stessa formula per calcolare anche le loro densità.
Come varia la densità in base al tipo di alluminio?
Permettetemi di confondervi per un momento. Le leghe della serie 1xxx hanno una densità molto vicina a quella dell'alluminio puro. Altre leghe hanno una densità molto elevata. Ne sono un esempio le leghe della serie 7xxx o 8xxx. Inoltre, alcune serie di leghe di alluminio, come la 4xxx, hanno una densità bassa. Perché?
La domanda sorge spontanea: Perché questa differenza, visto che l'alluminio è presente in tutte le leghe? Questa differenza è dovuta alla presenza di elementi di lega con densità individuali diverse. Nelle serie di leghe ad alta densità, i loro elementi di lega sono pesanti e densi, aggiungendo densità alla lega complessiva.
Allo stesso modo, gli elementi della serie di leghe a bassa densità sono leggeri. Ricordiamo che questa variazione di densità è presente in tutte le leghe di alluminio. Nessuna lega di alluminio ha la stessa densità 100% dell'alluminio puro.
Qual è la densità dell'alluminio rispetto a quella di altri metalli?
L'alluminio è leggero, e questa è la sua caratteristica principale. Grazie a questa caratteristica, è comune nell'industria aerospaziale e automobilistica. Essere leggero significa anche che la sua densità (2,70 g/cm3) è sul lato inferiore.
La densità dell'alluminio è minima rispetto ad alcuni metalli. Ecco alcuni dei metalli e le loro densità:
- Ferro: 7,87 g/cm³
- Rame: 8,96 g/cm³
- Zinco: 7,14 g/cm³
- Piombo: 11,34 g/cm³
- Titanio: 4,50 g/cm³
- Magnesio: 1,74 g/cm³
- Oro: 19,32 g/cm³
- Argento: 10,49 g/cm³
Osservando questi metalli, ci si rende conto della leggerezza dell'alluminio. Come è noto, l'acciaio inossidabile è uno degli elementi di spicco della carpenteria metallica. La densità dell'alluminio è pari a 1/3 di quella dell'acciaio inossidabile. Tuttavia, la bassa densità dell'alluminio non significa che sia poco resistente.
L'alluminio è un metallo solido. La sua leggerezza e l'elevata resistenza consentono di ottenere un eccellente rapporto peso/resistenza. Grazie a queste caratteristiche, l'alluminio è l'elemento più richiesto nella lavorazione dei metalli.
Vantaggi e caratteristiche dell'alluminio e delle sue leghe
Non è un errore che l'alluminio sia uno dei metalli più utilizzati. Il motivo principale è la sua bassa densità, che lo rende molto leggero. Per questo motivo, industrie come quella aerospaziale e automobilistica lo utilizzano.
Le parti e i componenti realizzati in alluminio sono leggeri. Pertanto, i veicoli costruiti con questi componenti consumano meno carburante. Allo stesso modo, questi componenti leggeri vengono utilizzati per realizzare le ali degli aerei. Approfondiamo l'argomento Caratteristiche dell'alluminio.
1- Resistenza alla corrosione
L'alluminio produce ossido quando entra in contatto con l'ossigeno. Pertanto, i componenti in alluminio diventano antiruggine. Quando un componente in alluminio viene utilizzato all'aperto, reagisce con l'ossigeno e forma ossidi. L'ossido funge da strato protettivo. Questo protegge i componenti in alluminio dalla corrosione e da altri effetti ambientali.
Questo è il motivo principale del suo ampio utilizzo nella carpenteria metallica. Le porte, le finestre e le parti utilizzate all'esterno sono realizzate in alluminio e sono resistenti. Non richiedono manutenzione, se non una passata di tanto in tanto. Anche in caso di pioggia, queste parti rimangono in buono stato.
2- Riciclabile
Ciò che rende l'alluminio una scelta popolare è la sua riciclabilità. Ha il più alto tasso di riciclo di qualsiasi altro metallo. Ciò significa che l'alluminio può essere riutilizzato e riproposto più volte. Il riciclo dell'alluminio può far risparmiare fino a 95% di energia. Questa riciclabilità indica che l'alluminio è rispettoso dell'ambiente.
3- Durata e resistenza
L'alluminio è un metallo essenziale per la sua durata. Gli elementi utilizzati per la produzione dell'alluminio gli consentono di avere una lunga durata e lo strato protettivo di ossido lo rende antiruggine. Molte persone considerano l'alluminio un metallo debole a causa della sua bassa densità. Si sbagliano.
Non solo l'alluminio, ma anche tutte le sue leghe sono solide. Dimostrano un promettente rapporto peso/resistenza. Ciò rende l'alluminio una scelta eccellente per scopi strutturali. Una delle leghe di alluminio più resistenti è la 7050 (con una densità di 2,83 g/cm3). È più robusto dell'acciaio standard, ma pesa solo un terzo.
4- Conduttività elettrica e termica
L'alluminio trova applicazione nella realizzazione di fili e linee elettriche. La sua elevata conduttività lo rende una scelta ideale per questi scopi. Grazie alla sua eccellente conducibilità termica, l'alluminio viene utilizzato anche negli scambiatori di calore. Si tenga presente che la sua conducibilità termica è superiore a quella del rame. Tuttavia, la sua conducibilità elettrica è inferiore a quella del rame.
5- Efficiente dal punto di vista dei costi
L'alluminio non è molto costoso. Il suo processo di estrazione e raffinazione è relativamente più semplice e meno costoso. Questo è l'obiettivo di molti produttori. Ogni produttore mira a realizzare un prodotto meno costoso. L'uso dell'alluminio è perfettamente funzionale. Inoltre, rende il prodotto finale meno costoso per i consumatori.
Conclusione
È innegabile che l'alluminio renda possibile la nostra vita. Molti prodotti che ci circondano dipendono da questo metallo. Tuttavia, la forma pura dell'alluminio è meno comune delle sue leghe. L'ampia utilizzabilità dell'alluminio è dovuta alla sua minore densità.
Questa guida fornisce tutti i dettagli sulle leghe di alluminio e sulle loro densità. In sintesi, l'alluminio è un metallo molto leggero ed è il cuore della carpenteria metallica. Noi di HXSCO lavoriamo come un fornitore di alluminio. Se avete bisogno di alluminio, non esitate a contattarci.