Studio dell’effetto del tenore di Zr in sistemi ternari Cu-Ni-Zr prodotti mediante gas atomizzazione = Study of the effect of Zr content in different ternary systems Cu-Ni-Zr produced through gas atomization

I processi di rapida solidificazione, quali ad esempio la produzione di polveri metalliche mediante atomizzazione o le tecnologie di Additive Manufacturing, stanno acquisendo interesse sempre crescente nell’ambito dell’industria manifatturiera, per via di una serie di vantaggi tra i quali: affinamento della microstruttura, estensione dei limiti di solubilità, formazione di strutture di non-equilibrio o metastabili, morfologia e distribuzione di fasi secondarie. Come conseguenza, è possibile migliorare le performance delle leghe metalliche tradizionali o addirittura svilupparne di nuove. In questo lavoro di tesi si è studiato l’effetto di un elemento metallico con diversa struttura cristallina all’interno di una lega ternaria. In accordo con le regole di Hume-Rothery, la struttura cristallina è uno dei parametri principali che regola la solubilità di un elemento in una lega metallica. Più nel dettaglio si è investigato l’effetto di tre tenori diversi di Zr (5%, 10% e 15% in peso) nel sistema Cu-Ni-Zr. Lo Zr mostra limitata solubilità nel Cu proprio per via della diversa struttura cristallina. I tre sistemi sono stati prodotti, a partire da elementi puri, mediante processo di Vacuum Induction Melting Gas Atomization, il quale permette di ottenere polveri metalliche sferiche di elevata purezza con composizione chimica omogenea. Si è quindi proceduto con la caratterizzazione morfologica, chimico-fisica e microstrutturale dei tre lotti. Le analisi hanno mostrato una microstruttura dendritica, con regioni di segregazione ricche in Ni e Zr. Comportamento che sembra essere più spiccato al crescere del tenore di Zr. Si è altresì evidenziato un trend nell’aumento dei parametri di cella al crescere del tenore di Zr, il quale potrebbe suggerire un incremento di solubilità nel Cu.