Assessment of corrosion behaviour of SLM AlSi10Mg: as-printed, heat-treated and cast counterpart

Gli studi sulla corrosione sono spesso parte delle ricerche industriali, con lo scopo di ottenere informazioni su materiali che saranno poi impiegati sui prodotti finiti. L’Additive Manufacturing rappresenta un interessante campo di sviluppo di materiali per i molti vantaggi a livello produttivo. Tuttavia esistono alcuni svantaggi relativi alla corrosione in quanto non ancora è stata compresa a pieno. Quindi lo scopo di questa tesi è lo studio della resistenza alla corrosione di queste leghe, appena prodotta (AP) e dopo aver subito tratamenti termici (HT) comparando i parametri con una lega con la stessa composizione ma prodotta con i metodi tradizionali. La tecnica del trattamento termico è spesso utilizzata per diminuire le tensioni residue che si hanno in seguito all’utilizzo della Fusione Laser Selettiva (Selective Laser Melting - SLM). Le prove condotte per studiare il comportamento di corrosione del metallo sono i test di polarizzazione e la spectroscopia di impedenza electrochimica (Electrochemical Impedance Spectroscopy-EIS). In aggiunta, è stato utilizzato il microscopio elettronico a scansione (Scanning Electron Microscopy-SEM) per caratterizzare la microstruttura di ogni campione. Dai numerosi risultati è stato possibile evidenziare una migliore resistenza nelle superfici paralleli (XZ) alla direzione di fabbricazione (Z), rispetto ai piani perpendicolari (XY) quando esposti ad un ambiente corrosivo. Questo è stato attribuito alla minore dimensione dei grani e la forma più arrotondata che si distinguono nei piani XY, così come alla maggiore nobiltà delle particelle di silicio in relazione con la struttura dendritica del alluminio. Paragonando i campioni AP e cast, una maggior velocità di corrosione si è trovata per quest’ultimo, attribuendo ciò alla presenza di composti intermetallici di Fe e Mg-Si che diminuiscono la resistenza alla corrosione e che non sono presenti se le parti si producono con la tecnologia SLM. Per quanto riguardano i campioni trattati termicamente, presentano una maggior velocità di corrosione dovuta alla trasformazione da una struttura dendritica semi-continua a una struttura con particelle di silicio isolate. La mancanza di omogeneità è ciò che eventualmente promuove l’attacco ossidativo. Parallelamente, i test EIS forniscono significanti informazioni a proposito della natura del film passivante formato quando la corrosione inizia. Per i campioni trattati termicamente è stato scoperto un maggior spessore dello strato poroso esterno comparato con i campioni AP. Invece, lo stratto compatto interno fornisce una maggior resistenza alla corrosione in questi ultimi campioni, spiegando perché risultano infine più performanti rispetto agli HT. Valutando le differenze tra i piani XY e XZ, maggiori spessori e maggiori resistenze sono state ottenute per i campioni XZ, ancora una volta confermando un miglior comportamento rispetto alla corrosione.