Potenziale aumento delle caratteristiche meccaniche di recenti leghe di magnesio da fonderia

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1 Potenziale aumento delle caratteristiche meccaniche di recenti leghe di magnesio da fonderia Mario Rosso a,ildiko Peter a,christian Castella a, Giuseppe Riontino b, Roberto Doglione b, a Politecnico di Torino, Department of Applied Science and Technology, Institute of Science & Engineering of Materials for the Innovative technologies, ALTO Metallurgy Group; Alessandria Campus & Torino Corso Duca degli Abruzzi, 24, Torino- Italy b Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia dei Materiali

2 Introduzione Applicazioni leghe di Mg elevata resistenza specifica; buona lavorabilità; buona colabilità; leggerezza a Componenti in lega di Mg sono circa 33% più leggeri di quelli in lega di Al e circa il 75% più leggeri di quelli in acciaio. a)

3 Introduzione Applicazioni leghe di Mg Turboventola b c Gear box a Scatola trasmissione a-b-c Magnessium Elktron

4 Introduzione Designazione leghe di Mg

5 Leghe studiate WE43 Elementi Composizione chimica % in peso Mg Y Nd Altre terre rare bal Zr TRATTAMENTI TERMICI T6 EFFETTUATI Solubilizzazione: 525 C x 8 h Tempra: in acqua calda (60-80 C) Invecchiamento: 220 C x 16,32,64 e 128 h T6-A 250 C x 16,32,64 e 128 h T6-B Aumenta N Reynolds migliora il trasporto di calore N Reynolds = ρ v D/ µ ρ densità v velocità D dimensione caratteristica del campione µ viscosità

6 Leghe studiate EV31 Elementi Composizione chimica % in peso Mg Nd Gd Zr Zn bal TRATTAMENTI T6-1 TERMICI T6 T6-2 EFFETTUATI Solubilizzazione: 520 c x 8h Tempra: in acqua calda (60 C) Invecchiamento: 200 C x 16 h Solubilizzazione: 520 c x 8h Tempra: in acqua calda (60 C) Invecchiamento: 180 x 20 h Invecchiamento: 200 C x 10,30,60,120,300,600,960 min

7 Caratterizzazione Microstrutturale Meccanica Microscopio ottico (OM) Prove di microdurezza Vickers Microscopio elettronico a scansione (SEM) Carico applicato:1 Kg Tempo di applicazione del carico:15 s

8 Caratterizzazione Microstrutturale Lega WE43 200x 500x

9 Caratterizzazione Microstrutturale Lega WE43 Mg 12 (RE) Mg 14 Nd 2 Y I composti Mg - terre rare, sono composti stabili, che si formano a bordo grano e permettono di migliorare la resistenza al creep.

10 Caratterizzazione Microstrutturale Lo Zr viene utilizzato come affinante di grano nelle leghe di Mg. Attraverso una reazione peritettica partendo da liquido e Zr che agisce da nucleo per i grani: Liq + Zr SS α ricca di Zr

11 Microdurezza Hv Prove microdurezza Vickers Lega WE Log t invecchiamento Trattamento termico T6-B Trattamento termico T6-A Solubilizzazione: 525 C x 8 h Tempra: in acqua calda (60-80 C) Invecchiamento: 220 C x 16,32,64 e 128 h T6-A 250 C x 16,32,64 e 128 h T6-B Temperature di invecchiamento più elevate permettono di raggiungere prima il picco di durezza, ma il picco presenta una altezza inferiore rispetto a quella raggiunta con temperature di invecchiamento inferiori.

12 Caratterizzazione Microstrutturale EV31 Mg Nd Gd Zr Zn bal x 1000x

13 Caratterizzazione Microstrutturale EV31 Mg 12 (RE) I composti Mg - terre rare, sono composti stabili, che si formano a bordo grano e permettono di migliorare la resistenza al creep.

14 Microdurezza Hv Prove microdurezza Vickers EV31 Trattamento termico T Log t invecchiamento Grazie al trattamento termico T6-1 si raggiunge un massimo di durezza dopo circa 120 min di trattamento termico. Le proprietà però aumentano ulteriormente, raggiungendo il massimo valore dopo 16 h d invecchiamento artificiale.

15 Prove microdurezza Vickers EV31 Solubilizzazione: 520 c x 8h Tempra: in acqua calda (60 C) Invecchiamento: 200 C x 16 h Solubilizzazione: 520 c x 8h Tempra: in acqua calda (60 C) Invecchiamento: 180 x 20 h Il trattamento termico T6-1 consente di ottenere un valore di microdurezza Vickers di circa il 10% superiore a quello raggiunto con il trattamento termico T6-2.

16 Conclusioni LEGA WE43 Contiene i composti Mg 12 (RE) e Mg 14 Nd 2 Y a bordo grano che consentono di ottenere elevata resistenza al creep; Le proprietà meccaniche più elevate si ottengono attraverso il trattamento termico T6-A, condotto utilizzando i seguenti parametri Solubilizzazione: 525 C x 8 h Tempra: in acqua calda (60-80 C) Invecchiamento: 220 C x 32 h LEGA EV31 Contiene i composti Mg 12 (RE) bordo grano che consentono di ottenere elevata resistenza al creep; Il trattamento termicot6-1consente di ottenere proprietà meccaniche superiori rispetto al trattamento termico T6-2; Le migliori proprietà meccaniche si ottengono grazie al trattamento termico T6-1 Solubilizzazione: 520 c x 8h Tempra: in acqua calda (60 C) Invecchiamento: 200 C x 16h

17 GRAZIE PER LA CORTESE ATTENZIONE

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