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La fatica nei compositi a matrice metallica
No full textNei materiali compositi a matrice metallica (MMC – dall’acronimo inglese metal matrix composites) il fenomeno della fatica è progressivo e si manifesta con la formazione di difetti, in genere alla superficie del provino, che col susseguirsi dei cicli di carico e scarico tendono a propagarsi fino ad interessare tutto il materiale. Normalmente, in condizioni di fatica ad alto numero di cicli, il comportamento di un MMC è migliore di quello della corrispondente lega monolitica poiché il rinforzo ceramico funge da ostacolo alla propagazione delle cricche, ritardandone l’avanzamento. In condizioni di fatica a basso numero di cicli, si possono registrare casi in cui i compositi sono invece penalizzati rispetto alle leghe monolitiche per via del prematuro danneggiamento del rinforzo. In entrambe le condizioni si constata l’importanza fondamentale della omogeneità della struttura e la necessità di controllo durante la sintesi e le lavorazioni del materiale per evitare difettosità che costituiscono poi un facile innesco per le cricche di fatica in esercizio. Va infine considerato che, se da un lato il rinforzo particellare può generalmente ritardare la propagazione delle cricche, per contro, la struttura disomogenea su scala microstrutturale non permette di ottenere condizioni di finitura superficiale ottimali per cui la nucleazione delle cricche che può risultare a volte anticipata. Fra le varie tecniche utilizzate per ovviare a questo aspetto viene descritto a titolo di esempio un metodo basato su rivestimenti sottili di Ti realizzati mediante deposizione per sputtering con lo scopo di ottenere una minore rugosità superficiale
Trattamenti termo-chimici e meccanici d’indurimento superficiale e loro effetti sulla fatica
No full textLe tecnologie per realizzare indurimenti superficiali si pongono l’obiettivo di migliorare le proprietà tribologiche e la durezza che stanno alla base della resistenza a fatica e ad usura di un materiale metallico. I procedimenti adottati si differenziano per il principio fisico, chimico o meccanico adottato. Le caratteristiche tecniche del risultato finale, cioè lo spessore e l’uniformità del rivestimento, insieme al suo livello di durezza e resistenza, dipendono dai parametri di processo come temperatura, pressione, tempo ecc..
Dal punto di vista industriale, l’adozione di trattamenti adibiti all’indurimento in superficie risulta fondamentale laddove ci si trovi di fronte ad applicazioni caratterizzate da carichi ciclici di qualsiasi livello, molto spesso di carattere puntuale. Ne è un esempio la componentistica meccanica, in cui elementi, di solito in acciaio, che operano in condizioni di rotazione e scorrimento (ingranaggi, alberi motore, anelli dei cuscinetti, ecc) devono avere uno strato superficiale indurito resistente all’usura, al grippaggio, al pitting e contemporaneamente un cuore interno tenace per resistere alle sollecitazioni sia statiche che dinamiche. Un esempio è riportato in Fig. 1.
Fig.1 - Esempio di applicazione in cui risulta necessaria l’adozione di trattamenti superficiali d’indurimento.
In altri campi si deve tener conto anche di sollecitazioni uniformi ed estese, in cui i parametri relativi all’attrito e allo scorrimento reciproco delle superfici dei componenti stanno alla base della qualità del prodotto finale (le matrici da estrusione, gli stampi per le materie plastiche, ecc).
Obiettivo di questo capitolo è quello di descrivere ed approfondire i principali processi di indurimento superficiale, in modo da metterne in luce caratteristiche, funzionalità ed effetto specialmente riguardo alla resistenza a fatica. In campo industriale esistono varie tecniche adibite al trattamento di una superficie metallica, alcune delle quali molte volte partecipano insieme ad un unico processo di indurimento.
In via generale i trattamenti più importanti ed utilizzati, su cui è centrato il capitolo, sono:
- pallinatura
- cementazione
- nitrurazione
- carbo-nitrurazione
- trattamenti a bassa temperatura
- trattamenti al plasma
Verranno descritte sia le tecnologie elencate che la conseguenza che queste hanno riguardo alla resistenza a fatica degli acciai
Precisazioni sull’attività dello scultore Michele Vedani (1874 - 1969) nel territorio di Gorgonzola
No full textUn recente e accurato studio monografico dedicato alla figura dello scultore milanese Michele Vedani (1874-1969) mette a disposizione una ricca quantità di informazioni utili a delineare il profilo di un artista prolifico. Lavorò infatti per clienti pubblici e privati, laici ed ecclesiastici: sue opere sono in molte città della Lombardia e in altre regioni italiane e in Argentina. Dal 1934 al 1953 Vedani produsse un discreto numero di sculture per la città di Gorgonzola, vicino Milano, diverse per tipo, tecnica, committenti e collocazione. In questo studio le opere sono esaminate per la prima volta, confrontando il catalogo dell'artista con la bibliografia locale. Il risultato è quello di un rapporto privilegiato e di lunga data fra Vedani e Gorgonzola, focalizzato su monumenti funerari, un Crocifisso per la chiesa parrocchiale, la statua di un santo per una piazza e il ritratto di due famosi italiani: Alessandro Manzoni e Leonardo da Vinci, entrambi collocati in significativi luoghi della città (municipio e scuola).A recent and careful monographic study, dedicated to the life and the works of the Milanese sculptor Michele Vedani (1874-1969), contains a great deal of information, useful to outline the profile of a prolific and long-lived artist. He worked for private and public customers, both lays and ecclesiastics: his works are in several towns of Lombardy, in other Italian regions and in Argentina. From 1934 to 1953 Vedani made a fairly good number of sculptures for the town of Gorgonzola, near Milan, different in type, technique, customers and location. In this study these works are examined for the first time, comparing the artist’s catalogue with the texts of the scant bibliography of local history. The result is an old privileged relationship between Vedani and Gorgonzola, focused on funeral monuments in the town cemetery, an important Crucifix in the parish church, another Saint’s statue for a public square and the portraits of two famous Italians: Alessandro Manzoni and Leonardo da Vinci, both are placed in important venues (the town hall and a school)
Aging Response of an A357 Al Alloy Processed by Selective Laser Melting
No full textThe A357 Al-Si-Mg alloy produced by selective laser melting is investigated in order to evaluate its response to thermal aging. Solution annealing followed by water quenching reveals responsible for the transformation of the interconnected Si network, typical of the as built material, into a dispersion of globular, and coarser constituent and for the formation of an equiaxed grain structure. The microstructural changes lead to a reduction of material hardness. DSC and aging curves show that as built condition can be considered as fully appropriate for an effective dispersion strengthening process by artificial aging. Natural aging reduces the amount of available sites for heterogeneous nucleation of phase and it is considered as detrimental for tensile properties
Influence of severe plastic deformation on secondary phase precipitation in a 6082 Al-Mg-Si alloy
No full textThe role of severe plastic deformation on the second-phase stability in a 6082 Al-Mg-Si alloy was studied using differential scanning calorimetry (DSC) and transmission electron microscopy (TEM) techniques.
The alloy was fully annealed prior to undergoing up to six equal channel angular pressing (ECAP) passes using route C. The Orowan strengthening mechanism was calculated on the basis of TEM inspections for the two hardening second-phase precipitates: Mg2Si and Si. The former had a major tendency to be cut and fragmented by dislocations, while in the latter, a dissolution process was induced by severe plastic deformation. Accordingly, the second-phase Si particles became progressively less effective with increasing deformation (i.e., additional ECAP passes). The increase in hardness with the ECAP passes was mostly due to the grain refining mechanism and to dislocation tangles within the newly formed grains. The expected, though if limited, contribution of second-phase hardening was prevalently accounted for by the Mg2Si particles
GETTI IN LEGA DI MAGNESIO PRESSOCOLATI: RASSEGNA DI ESEMPI INDUSTRIALI
No full textDal punto di vista tecnologico, sono svariati i vantaggi che il magnesio e le sue leghe possono assicurare:
• densità più bassa rispetto a tutti gli altri materiali metallici da costruzione;
• alta resistenza specifica;
• buona capacità di assorbimento degli urti;
• buona colabilità, appropriata per la colata ad alta pressione;
• buona lavorabilità alle macchine utensili con alte velocità di taglio;
• buona saldabilità in atmosfera controllata;
• buona resistenza a corrosione (se si impiega magnesio ad alto grado di purezza);
• facile reperibilità;
• caratteristiche complessivamente migliori rispetto ai materiali polimerici.
Il lavoro presenta una rassegna delle applicazioni delle leghe di magnesio per la realizzazione di componenti pressocolati
Microstructural Evolution of a High-Strength Zr-Ti-Modified 2139 Aluminum Alloy for Laser Powder Bed Fusion
No full textThe demand for high-performance aluminum components drives research into the design of novel alloys that can be processed by laser-based additive manufacturing. In recent years, the addition of grain refiners proved to be an effective strategy to reduce the hot-cracking of high-strength Al alloys. In this study, the solidification and aging behavior of an Al2139 alloy doped with additions of Zr and Ti for L-PBF was investigated. These elements favored the formation of a fine-grained structure free of cracks. The formation of Al-3(Zr,Ti) inoculants was predicted by Scheil simulations and observed as cuboidal particles in the center of ff-Al grains. The microstructure of the as-built material featured fine and fully equiaxed grains, which appeared comparatively finer at the edge (300-600 nm) and coarser (0.8-2.0 mu m) at the center of the molten pools. In both cases, there was evidence of Cu and Mg micro-segregations at the grain boundaries. The microhardness of 109.7 HV0.5 in the as-built state was increased to 186.1 HV0.5 after optimized T4 heat treatment, responsible for the precipitation of many rod-shaped Zr- and Ti-based second phases and quasi-spherical Cu-, Mn-, and Fe-rich particles. Prolonged exposure carried out to simulate high-temperature service caused a drop in microhardness and marked modification of the microstructure, evidenced by the rearrangement and subsequent spheroidization of Cu- and Mg-rich particles at the grain boundaries
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