Quale lega di alluminio resiste a carichi estremi?

Nei contesti industriali in cui è richiesta una resistenza elevata alle pressioni, la capacità portante di un materiale è spesso il fattore determinante per la sicurezza delle attrezzature: dai componenti strutturali degli aerei ad alta quota alle strutture resistenti alla pressione degli equipaggiamenti per l'esplorazione in profondità, i materiali in grado di rimanere stabili sotto carichi estremi sono sempre stati una priorità per gli ingegneri. L'acciaio legato 7075 rappresenta il "riferimento di resistenza" in questi ambienti ad alto stress.​

La caratteristica più nota della lega di alluminio 7075 è la sua eccezionale resistenza alla trazione. Essendo una lega di alluminio ad alta resistenza con lo zinco come principale elemento di lega, dopo il trattamento termico T6, la sua resistenza alla trazione può raggiungere i 503 MPa e la sua resistenza allo snervamento arriva a 434 MPa. Questo significa che ogni centimetro quadrato di materiale può sopportare una pressione superiore alle 5 tonnellate senza deformazione plastica. Questo livello di resistenza non solo è molto superiore a quello delle normali leghe di alluminio (come la 6061-T6 con una resistenza alla trazione di circa 310 MPa), ma si avvicina anche a quello di alcuni acciai dolci, mantenendo però solo 1/3 del peso dell'acciaio.

Questa elevata capacità di carico deriva dalla sua unica progettazione in lega e dal processo di trattamento termico. Lo zinco, combinato con magnesio e rame, forma fasi di rinforzo composite. Dopo il trattamento di solubilizzazione e un rapido raffreddamento, il trattamento di invecchiamento artificiale permette a queste fasi di rinforzo di precipitare uniformemente, come se fossero innumerevoli "nodi rigidi" incorporati nella matrice di alluminio, creando così una microstruttura resistente alla deformazione. Quando sottoposta a carichi esterni, questi nodi possono distribuire efficacemente le sollecitazioni, evitando che il materiale si rompa a causa di eccessive sollecitazioni locali.

Nelle applicazioni pratiche, le caratteristiche di elevata resistenza della lega di alluminio 7075 la rendono la scelta ideale per situazioni di carico estreme:
Nell'aerospaziale, componenti come longheroni alari e aste dei pistoni del carrello d'atterraggio devono sopportare forze d'impatto pari a diverse volte il peso dell'aeromobile durante decollo e atterraggio. Parti realizzate in lega di alluminio 7075 possono mantenere l'integrità strutturale per decine di migliaia di cicli di decollo e atterraggio, con una durata 3-5 volte superiore a quella delle leghe di alluminio ordinarie, riducendo direttamente il rischio di guasti in volo.

Nell'equipaggiamento alpinistico di alta gamma, come piccozze e chiodi da roccia, che devono sopportare l'impatto istantaneo di una caduta umana a temperature sotto lo zero, la sua resistenza alla frattura è superiore del 40% rispetto a quella delle ordinarie leghe di alluminio.
Nei modelli industriali, come lastre per stampi di pressofusione di grandi dimensioni, che subiscono forze di chiusura di migliaia di tonnellate, la rigidità della lega di alluminio 7075 garantisce la stabilità a lungo termine delle dimensioni della cavità dello stampo, riducendo le deviazioni di dimensione del prodotto.

Rispetto ad altre leghe di alluminio ad alte prestazioni, la 7075 ha una resistenza particolarmente mirata. Sebbene la lega di alluminio 2024 abbia una migliore resistenza alla fatica, la sua resistenza complessiva è inferiore; la lega di alluminio 6061 è più facile da lavorare, ma non può competere con la 7075 per capacità portante. Pertanto, in scenari che richiedono "resistenza ultra elevata + leggerezza + stabilità strutturale", la lega di alluminio 7075 è spesso la soluzione ottimale.

Per le aziende manifatturiere che devono operare in ambienti con pressione elevata e carichi estremi, le caratteristiche di alta resistenza della lega di alluminio 7075 non solo migliorano l'affidabilità degli equipaggiamenti, ma riducono i costi complessivi grazie all'allungamento della vita utile e alla riduzione del peso—questo rappresenta la ragione fondamentale per la sua importanza nel settore della produzione high-end.