Esperienza di produzione di ghisa sferoidale ferritica basso legata per applicazioni fino a -80 C. Enrico Flamigni, Giacomo Dolci Scmfonderie

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1 Esperienza di produzione di ghisa sferoidale ferritica basso legata per applicazioni fino a -80 C Enrico Flamigni, Giacomo Dolci Scmfonderie

2 INDICE Indice degli argomenti: Introduzione: proprietà a basse temperature, resilienza. Norme di riferimento. Esperienza di produzione di una ghisa ferritica resiliente fino a -80 C. Caratterizzazione del materiale prodotto. Conclusioni. E.Flamigni, G.Dolci 2

3 Introduzione La resilienza e la temperatura di transizione E.Flamigni, G.Dolci 3

4 Introduzione Comportamento dei metalli alle basse temperature E.Flamigni, G.Dolci 4

5 Proprietà a basse temperature delle ghise Le ghise sferoidali ferritico-perlitiche non hanno una resistenza significativa alle sollecitazioni dinamiche, alle basse temperature diventano fragili. Le ghise sferoidali ferritiche basso legate hanno resistenza alle sollecitazioni dinamiche e mantengono un comportamento duttile alle basse temperature. E.Flamigni, G.Dolci 5

6 Realizzazione dei campioni Norma di riferimento EN 1563:2011(E) Founding-Spheroidal graphite cast iron; Scelta del tipo di provino: provino cast-on sample, colato insieme al getto, spessore 50mm; Valori di riferimento delle caratteristiche meccaniche: Tipo R p0,2 [MPa] R m [MPa] A % J (-40±2) C media di 3 prove J (-40 ±2) C individuale EN GJS LT E.Flamigni, G.Dolci 6

7 Organizzazione delle due prove di produzione E.Flamigni, G.Dolci 7

8 Risultati delle prove di trazione 1 a prova n. Provino R p0,2 [MPa] R m [MPa] A% , , , ,1 * Valori delle caratteristiche meccaniche della ghisa EN GJS LT per un provino di spessore di 50mm Tipo R p0,2 [MPa] R m [MPa] A % J (-40±2) C media di 3 prove J (-40 ±2) C individuale EN GJS LT E.Flamigni, G.Dolci 8

9 Grafico delle resilienze in funzione della temperatura da 0 a -80 C Valori delle resilienze alle varie temperature di prova, valori medi e regressione polinomiale cubica. y=a+b*x+c*x^2+d*x^ 3 [a] e+01 [b] e-03 [c] e-04 [d] e-06 E.Flamigni, G.Dolci 9

10 Risultati della seconda prova n. Provino Trazione [MPa] Resilienza[J] Temp - 80 C R p0,2 [MPa] R m [MPa] A% ,7 11,6 9,6 9, ,0 9,7 10,9 11, ,7 8,6 11,4 12, ,3 13,6 11,4 9, ,4 10,2 9,0 13, ,6 13,0 11,4 14, ,1 11,0 9,0 11,0 E.Flamigni, G.Dolci 10

11 Distribuzione dei valori delle resilienze a -80 C Istogramma di frequenza delle resilienze a temperatura di -80 C del materiale ricavato dalla stessa colata. E.Flamigni, G.Dolci 11

12 Analisi della distribuzione dei valori delle resilienze. Box-Whisker che rappresenta la mediana, la dispersione e l'ampiezza dei dati di resilienza a temperatura di -80 C per ogni campione. E.Flamigni, G.Dolci 12

13 Caratteristiche che aumentano la resilienza delle ghise a bassa temperatura. Ghisa con bassissime tracce di elementi che favoriscono la formazione di perlite e carburi (Mn,Cr,Mo,P). Basso tenore di Silicio (<2%). Basso numero di noduli per mm 2 (<100Noduli/mm 2 ). Noduli di grande dimensione e di forma non perfettamente sferica (struttura tipica in sezioni di elevato spessore). E.Flamigni, G.Dolci 13

14 Micrografia Micrografia 600x attacco Kalling, particolare che evidenzia la struttura e distribuzione dei grani di ferrite attorno al nodulo di grafite. Diametro dei noduli: μm. E.Flamigni, G.Dolci 14

15 Micrografia 100x attacco Kalling, evidenzia bene la struttura e distribuzione dei grani di ferrite.numero di noduli: 80 noduli per mm 2 E.Flamigni, G.Dolci 15

16 Esempi di applicazioni di ghise ferritiche per basse temperature. Parti di macchine che, durante il loro funzionamento, vengono esposte a temperature ambientali dai -20 C ai -60 C. Applicazioni ferroviarie, navali, compressori o macchinari installati su impianti situati in zone molto fredde. E.Flamigni, G.Dolci 16

17 Conclusioni Il materiale così prodotto è di sicuro interesse e in alcuni casi può essere l'alternativa economica alla realizzazione di getti con acciai legati austenitici o con ghise alto legate a matrice austenitica. E' interessante evidenziare la riduzione del costo di fabbricazione del materiale e della realizzazione del getto, vista la notevole riduzione della complessità del getto, dovuta ai bassi ritiri in fase di solidificazione delle ghise ferritiche basso legate. L'esperienza mostra sicuramente un interessante campo di impiego delle ghise sferoidali ferritiche basso legate, sicuramente meritevole di approfondimenti e di sviluppi futuri sopratutto nella possibilità di produzione as-cast destinata a getti pesanti. E.Flamigni, G.Dolci 17

18 Grazie per l'attenzione ed arrivederci. E.Flamigni, G.Dolci 18