Effetto sulle caratteristiche tensili e sulla resistenza a fatica di un trattamento T6 innovativo sulla lega AlSi9Cu3(Fe) per pressocolata = Effect on tensile characteristics and fatigue strength of an innovative T6 treatment on AlSi9Cu3 (Fe) alloy for diecasting

In questo lavoro di tesi si affronta l'effetto di un trattamento termico di solubilizzazione, tempra e invecchiamento (T6) svolto su lega di Al da presso colata denominata AlSi9Cu3(Fe). Si ritiene che la combinazione di una corretta progettazione degli stampi e un’attenta gestione del processo produttivo dei getti possa portare alla realizzazione di componenti privi di difetti o comunque con difetti di piccola entità rispetto a quelli tipicamente presenti nei componenti prodotti con HPDC (High Pressure Die Casting). Appurata l’importanza di avere dei getti qualitativamente adeguati (la qualità dei getti si verifica mediante radiografie), si deve calibrare la fase di solubilizzazione del trattamento termico per massimizzare la quantità di rame disciolto in soluzione solida e al contempo minimizzare l’insorgenza di blistering a causa dell’espansione e della crescita delle eventuali porosità interne al materiale. Con un’analisi della letteratura scientifica, si individua una coppia di parametri tempo/temperatura ottimale per la fase di solubilizzazione. A valle del trattamento termico si verificano le proprietà meccaniche del materiale mediante prove di trazione. Si dimostra che il trattamento termico è in grado di rafforzare notevolmente il materiale incrementando il limite elastico del 100% rispetto ai grezzi di colata non termicamente trattati. L’entità dell’incremento è dipendente dalla percentuale di rame presente in lega: al crescere della quantità di rame si osserva un incremento delle proprietà meccaniche a seguito del trattamento termico. Sulla medesima lega si conducono prove di fatica per valutare la resistenza a fatica a dieci milioni di cicli con prove a rapporto di carico meno uno. Si eseguono misure di rugosità superficiale sulle provette per valutare tale parametro. Le prove di fatica fatte sono di due tipi: a flessione rotante e assiale. Nella fatica a flessione rotante si valuta principalmente l’effetto della durezza superficiale e come questa incrementi la resistenza a valle della precipitazione in lega di fasi rinforzanti. Le prove eseguite su provette allo stato F (grezzo di colata) forniscono una resistenza media di 131 MPa; l’effetto del T6 non ha fornito gli incrementi sperati in quanto si registrano solo piccoli incrementi di resistenza (qualche punto percentuale). Si rende necessario effettuare ulteriori sperimentazioni. Nelle prove assiali, invece, viene maggiormente valutato come la presenza di difetti interni incida sulla resistenza a fatica del materiale; questo è dovuto al fatto che nelle prove assiali tutta la sezione resistente delle provette è sollecitata uniformemente, il che consente di applicare lo stess nominale anche laddove ci sono difetti. Si segue pertanto l’approccio di Murakami per valutare come le dimensioni dei difetti incidano sulla vita a fatica. Si conclude che, a valle del trattamento termico, le porosità presenti all’interno del materiale siano cresciute e abbiano quindi provocato un abbassamento della resistenza a fatica rispetto al materiale allo stato F di circa il 25 %. Si conclude quindi che le proprietà tensili del materiale vengano fortemente migliorate mentre la resistenza a fatica subisca effetti contrastanti tra rafforzamento e crescita dei difetti che non permettono significativi miglioramenti.