Riduzione degli stress residui per Inconel 718 prodotto mediante Selective Laser Melting: relazione tra la temperatura del trattamento termico, la microstruttura e la riduzione degli stress residui. = Reduction of residual stresses for Inconel 718 produced by Selective Laser Melting: relationship between the temperature of the heat treatment, the microstructure and the reduction of residual stresses.

Tale studio ha avuto lo scopo di mettere in relazione per campioni di Inconel 718, prodotti mediante Selective Laser Melting (SLM), l’evoluzione della microstruttura con l’andamento delle tensioni residue presenti all’interno di questo materiale. Infatti a causa dell’elevata potenza localizzata e delle elevate velocità di raffreddamento le tensioni residue sono un problema dei componenti prodotti mediante SLM e causano soprattutto importanti deformazioni del pezzo una volta rimosso dalla piattaforma di costruzione che possono anche arrivare a far insorgere la formazione di cricche all’interno del materiale, con conseguente rottura prematura del pezzo durante il suo funzionamento. L’obiettivo finale è stato quello di identificare il più promettente trattamento termico di distensione, che permetta inoltre, per componenti con geometrie complesse e personalizzate, ad esempio con canali conformali, di evitare la sinterizzazione della polvere all’interno di quest’ultimi. Sono stati prodotti dei campioni cubici e su questi sono stati effettuati trattamenti termici di distensione a differenti temperature: 450°C, 600°C, 800°C, 900°C, 980°C e 1065°C per 1h con successivo raffreddamento in aria. Come termine di confronto sono stati utilizzati il campione as-built ed i campioni trattati alle temperature di solubilizzazione dell’Inconel 718, di 980°C e 1065°C, che, da letteratura, risultano completamente distesi. La microstruttura è stata valutata analizzando la dimensione dei grani e la concentrazione dei vari precipitati tramite analisi al microscopio ottico (OM) ed al microscopio elettronico a scansione (SEM). Le analisi fatte al SEM, insieme all’Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), hanno permesso di determinare il tipo di precipitati presenti grazie ad una valutazione della loro composizione chimica. Sui campioni sono state effettuate anche prove di durezza Brinell. Le tensioni residue sono state misurate sulla faccia superiore e sulla faccia laterale dei campioni tramite un metodo di analisi semi-distruttivo chiamato “Metodo della Rosetta Forata”. Dopo le analisi effettuate qualcosa di molto interessante, sia dal punto di vista microstrutturale sia dal punto di vista della riduzione delle tensioni residue, si ha per trattamenti termici di distensione con temperature dagli 800°C in su. Il campione trattato a 800°C inizia a mostrare un’importante riduzione delle tensioni residue. Il trattamento termico di distensione a 900°C è quello in cui si riscontrano i migliori risultati dal punto di vista del detensionamento del materiale senza dover arrivare alla completa solubilizzazione. Le prove di durezza Brinell effettuate evidenziano che i valori più alti di durezza si ottengono a seguito del trattamento termico a 800°C, dovuti ad una non ricristallizzazione della struttura unita ad un’elevata quantità di precipitati che portano ad un rafforzamento per precipitazione. Per quanto riguarda la sinterizzazione della polvere all’interno dei canali, essa risulta quasi nulla già a 800°C e parziale a 900°C. Questo significa che,alla luce di quanto ottenuto anche dalle analisi di microstruttura,durezza e tensioni residue, il trattamento termico di distensione a 800°C per 1h con successivo raffreddamento in aria permette di ottenere elevati valori di durezza, un’importante riduzione delle tensioni residue e la non sinterizzazione della polvere all’interno dei canali, tutti parametri importantissimi nel caso in cui si voglia realizzare mediante tecnica SLM.