MAESTRI CICLI

La maggioranza dei telai per bici è in alluminio. Dalla sua c'è la leggerezza notevole, ma occorre conoscerlo per bene.

È il materiale attualmente più utilizzato nella costruzione di biciclette. Quando si parla di alluminio in realtà si intende una lega in cui questo materiale è presente in percentuale maggiore.
L'alluminio viene classificato a seconda dei materiali con cui è associato e, nell'ambito ciclistico, le leghe più utilizzate sono la serie 5000 (alluminio - magnesio), la serie 6000 (alluminio - silicio - magnesio) e la serie 7000 (alluminio - zinco). Per alcuni componenti, più raramente per i telai, può essere utilizzata anche la serie 2000 (lega di alluminio e rame).
Nell'ambito di queste classificazioni derivano altre sottoclassi a seconde delle percentuali con cui i componenti di lega sono presenti nel materiale finale. In linea di massima si può dire che non c'è un primato netto di una lega sull'altra, dipende dal telaio che si vuole realizzare e dal modo in cui verrà lavorata la tubazione.


Perché l'alluminio:
La risposta è semplice: è leggerissimo. La sua bassa densità (2,7 kg per dm-cubo) corrisponde a circa un terzo di quella dell'acciaio e permette dunque di realizzare parti molto leggere. A questa bassa densità corrisponde però un modulo elastico molto basso, esattamente tre volte meno dell'acciaio. Questo vuol dire che per avere le stesse caratteristiche meccaniche dell'acciaio si dovrebbe usare una quantità di materiale tre volte maggiore recuperando il risparmio di peso.

Dimensioni oversize:
La soluzione è stata trovata però lavorando sui dimensionamenti dei tubi. L'adozione di sezioni oversize ha fatto aumentare il momento torcente delle tubazioni recuperando la rigidità che mancava all'alluminio.
Si tenga conto che la resistenza è proporzionale alla terza potenza con l'aumento di diametro del tubo (ad es. raddoppiando il diametro la rigidità amenta di otto volte - 2 al cubo). La rigidezza torsionale, invece, ha un aumento proporzionale alla quarta potenza.
L'aumento di peso è però più contenuto (proporzione quadratica) per cui si può arrivare a pesi eguali a quelli dell'acciaio ma con rigidità maggiore.

Alla resa dei conti un telaio ben realizzato e con tubazioni di alta gamma può pesare meno di un chilogrammo, un risultato praticamente impossibile da raggiungere con tubi in acciaio.
Realizzare un telaio con tubazioni oversize comporta una sapiente gestione della rigidità visto che con le caratteristiche meccaniche ottenute la trasmissione delle vibrazioni lungo il telaio può essere molto elevata e si traduce in un affaticamento precoce del ciclista. Per questo motivo, infatti vengono adottate soluzioni differenti per i pendenti (tubi sinuosi o in fibra di carbonio) posteriori per consentire l'assorbimento delle vibrazioni eccessive.

Quanto dura?
Il dubbio sulla longevità dell'alluminio è dovuto alla sua scarsa resistenza a fatica. Le leghe più quotate non superano i 480 N/mm2, mentre per l'acciaio si può arrivare ai 1200 N/mm2. Inoltre per l'alluminio non c'è un carico di fatica sotto il quale si può applicare un quantitativo infinito di sollecitazioni senza ottenerne modificazioni nella struttura del reticolo cristallino. Questo significa che l'alluminio comunque si stanca un po' quando viene utilizzato e la sua vita non è teoricamente infinita.
La situazione non è comunque così tragica poiché un telaio di buona qualità ha caratteristiche molto elevate che gli garantiscono una durata molto elevata. Questo grazie anche ai trattamenti termici cui il telaio viene sottoposto in fase di lavorazione. Occorre infatti cercare il migliore compromesso tra leggerezza e resisenza a fatica per avere un telaio che sia adeguato alle proprie aspettative in fatto di prestazioni e di durata.

CLASSIFICAZIONE ALLUMINIO

I quattro numeri che classificano le leghe di alluminio hanno un significato ben preciso (es. 7020, 6110 ecc.)

Il primo numero indica il principale componente di lega. Eccone l'elenco.

1. Nessun legante
2. Rame
3. Manganese
4. Silicio
5. Magnesio
6. Magnesio-silicio
7. Zinco
8. Altri elementi

Il secondo numero indica se è presente anche un secondo legante in misura minore, in caso non ce ne sia nessun'altro ci sarà uno 0 (zero).

Le ultime cifre servono ad identificare la leghe a base dello stesso legante.

La lettera (dove specificata) indica il tipo di trattamento della lega:

F - Grezzo
O - Ricotto
H - Incrudito con una deformazione plastica a freddo
W - Solubilizzato
T - Trattamento termico al fine di ottenere uno stato stabile con molecole disposte uniformemente.

Telaio Maestri con Tubazioni in alluminio 6110

ALLIGANTI

Quando si parla di alluminio si parla di "lega" proprio perché per poterlo utilizzare proficuamente l'alluminio deve essere alligato con altri materiali. Eccoli:

Magnesio
Aumenta la resistenza alla corrosione in ambiente alcalino e in atmosfera marina.

Manganese
Migliora la resistenza meccanica e alla corrosione.

Rame
Utile per le qualità meccaniche di resistenza.

Silicio
Migliora la colabilità dell'alluminio e ne riduce la dilatazione.

Scandio
Utilizzato più di recente permette la realizzazione di tubi di diametro inferiore alla media dell'alluminio. Migliora la rigidità.

Zinco
Migliora la resistenza meccanica soprattutto se associato al magnesio.

Questi sono i materiali più diffusi. Altri materiali di lega possono essere anche cromo, zirconio e vanadio (per migliorare la qualità della lega più che per benefici meccanici). Per un miglioramento delle qualità meccaniche possono essere utilizzati anche nichel e titanio.

Nella lega è presente sempre (come impurità) anche il ferro.