Impatto dell'incrudimento termico sulla precipitazione delle fasi indurenti in una lega modello di alluminio prodotta tramite SLM = Impact of thermal work hardening on the precipitation of hardening phases in a model aluminium alloy produced by SLM

Lo sviluppo dell'Additive Manufacturing ha suscitato un particolare interesse negli ambienti accademici e industriali negli ultimi anni, dati i vantaggi competitivi rispetto ai processi di fabbricazione tradizionali. All'interno di tali vantaggi possiamo citare la riduzione dello spreco di materie prime e anche l'ottimizzazione strutturale dei componenti prodotti. Un tale sviluppo implica una perfetta simbiosi tra processo di produzione, design del componente e conoscenza del materiale utilizzato. Durante la mia tesi si è prestata particolare attenzione all'impatto dell'incrudimento termico sulla precipitazione di fasi intermetalliche nella lega di alluminio Al-4Fe, prodotta mediante SLM, Selective Laser Melting, un processo di fabbricazione della famiglia dell'Additive Manufacturing. Tale tesi è stata svolta in parte all'interno dell'unità LEM, un laboratorio di ricerca congiunto ONERA-CNRS, e in parte all'unità SIAM dell'ONERA, presso il centro ONERA a Châtillon, Parigi. Inoltre, il lavoro svolto ha permesso di convalidare il percorso di Doppia Laurea intrapreso tra il Politecnico di Torino e l'École Centrale de Lyon, intrapreso nel Settembre 2019. Nella prima parte della tesi, un'enfasi specifica è stata dedicata alla comprensione del materiale Al-4Fe e del suo stato metallurgico iniziale, dopo la fabbricazione SLM. La campagna sperimentale effettuata ha mostrato la presenza di fasi intermetalliche stabili e metastabili ricche in Fe, con dimensioni che vanno da alcune decine di micrometri a dimensioni inferiori a 100 nanometri. La distribuzione e morfologia di tali fasi intermetalliche è eterogenea nel materiale in base alla zona analizzata. Nella seconda parte, particolare interesse è stato dato all'evoluzione del livello di incrudimento e alle modifiche della microstruttura in seguito all'applicazione di diversi trattamenti termici post-fabbricazione. Infatti, tale campagna di trattamenti termici ha permesso di seguire sia l'evoluzione dei precipitati presenti allo stato as-built della fabbricazione sia il livello di incrudimento del materiale. Per svolgere queste attività, è stata condotta una campagna sperimentale dettagliata: da un lato, il materiale è stato studiato a diverse scale per ottenere una visione completa e minuziosa della microstruttura, utilizzando la microscopia ottica, la microscopia elettronica sia tramite il SEM che tramite il TEM. D'altra parte, tecniche come l'analisi della microdurezza e l'analisi EBSD sono state utili per quantificare l'evoluzione dell'incrudimento nel materiale durante la sua lavorazione.