Caratterizzazione di superleghe prodotte per additive manufacturing e trattate termicamente = Characterization of heat-treated superalloys produced by additive manufacturing

La seguente tesi è stata svolta con l’obiettivo di studiare e caratterizzare superleghe di Nichel ottenute tramite processi di additive manufacturing (AM). Nello specifico si sono studiate due leghe, Inconel 625 e una lega con alto tenore della fase indurente γ’ (Ni3,AlTi). La lega di Inconel 625 è stata rafforzata tramite l’aggiunta di diverse concentrazioni di particelle di TiC, al fine di ottenere un composito a matrice metallica IN625/TiC. Le tecniche additive impiegate fanno parte della famiglia a letto di polvere e sono utilizzate per la realizzazione di leghe metalliche partendo dalla polvere che viene solidificata strato dopo strato per ottenere un componente. Riguardo Inconel 625, l’aggiunta di particelle di TiC permette di aumentare le sue proprietà meccaniche quali la durezza e di aumentare la sua stabilità microstrutturale ad alta temperatura. Il lavoro mostra che quando il materiale è trattato termicamente ad alta temperatura (1150 °C) mantiene i grani colonnari della condizione as-built. Diversamente la lega di IN625 è soggetta a fenomeni di ricristallizzazione con formazione di grani equiassici, mostrando una riduzione di durezza. Il lavoro di tesi ha previsto l’analisi microstrutturale, l’indagine sui precipitati e sulla durezza dei campioni in IN625 e composito IN625/TiC nello stato “as built” e dopo trattamento termico di solubilizzazione e simulazione di applicazione a 1000 °C per diversi tempi. La seconda lega oggetto di studio è caratterizzata da un elevato contenuto di γ’, il che la rende estremamente difficile da processare e fortemente suscettibile alla criccatura. Per tale ragione il materiale è stato sottoposto ad un particolare tipo di post-processing che combina gli effetti della pressatura isostatica a caldo (HIP) con quelli di un trattamento termico tradizionale in cui può essere regolata la velocità di raffreddamento, chiamato HIP-Quench. Più precisamente in questa fase preliminare, il lavoro di tesi si è principalmente concentrato sullo studio di come la velocità di raffreddamento utilizzata durante l’HIP-Quench potesse modificare la popolazione di γ’ sia in termini microstrutturali che di densità volumetrica e dimensione e come questo dettaglio microstrutturale si ripercuotesse sulla durezza complessiva dei campioni.