Potenziale aumento delle caratteristiche meccaniche di ... Potenziale aumento delle caratteristiche

Embed Size (px)

Text of Potenziale aumento delle caratteristiche meccaniche di ... Potenziale aumento delle caratteristiche

  • 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, 10129 - Torino- Italy

    b Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia dei Materiali

  • Introduzione

    a) http://www.keytometals.com/page.aspx?ID=CheckArticle&site=ktn&NM=246

    a

    Applicazioni leghe di Mg

     elevata resistenza specifica;

     buona lavorabilità;

     buona colabilità;

     leggerezza

    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.

  • Introduzione

    Applicazioni leghe di Mg

    a

    Turboventola

    Scatola trasmissione

    Gear box b c

    a-b-c Magnessium Elktron

  • Introduzione

    Designazione leghe di Mg

  • Leghe studiate

    WE43

    Composizione chimica % in peso

    Elementi

    Mg Y Nd Altre terre

    rare

    Zr

    bal. 4.2 2.3 1 0.6

    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

    TRATTAMENTI TERMICI T6 EFFETTUATI

    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

  • Leghe studiate

    EV31

    Composizione chimica % in peso

    Elementi

    Mg Nd Gd Zr Zn

    bal. 2.8 1.4 0.5 0.3

    TRATTAMENTI

    TERMICI T6

    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

    T6-1 T6-2

    Invecchiamento: 200°C x 10,30,60,120,300,600,960 min

  • Caratterizzazione

    Microstrutturale Meccanica

    • Microscopio ottico (OM)

    •Microscopio elettronico a scansione (SEM)

    • Prove di microdurezza Vickers

    Carico applicato:1 Kg

    Tempo di applicazione del carico:15 s

  • Caratterizzazione Microstrutturale

    Lega WE43

    200x

    500x

  • Caratterizzazione Microstrutturale

    Lega WE43

    I composti Mg - terre rare, sono

    composti stabili, che si formano a

    bordo grano e permettono di

    migliorare la resistenza al creep.

    Mg12(RE)

    Mg14Nd2Y

  • 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

  • Prove microdurezza Vickers

    Lega WE43

    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.

    60

    65

    70

    75

    80

    85

    90

    95

    100

    105

    1 10

    M ic

    ro d

    u re

    zz a H

    v

    Log t invecchiamento

    Trattamento termico T6-B

    Trattamento termico T6-A

  • Caratterizzazione Microstrutturale

    EV31

    200x

    1000x

    Mg Nd Gd Zr Zn

    bal. 2.8 1.4 0.5 0.3

  • Caratterizzazione Microstrutturale

    EV31

    I composti Mg - terre rare, sono

    composti stabili, che si formano a

    bordo grano e permettono di

    migliorare la resistenza al creep.

    Mg12(RE)

  • 50

    55

    60

    65

    70

    75

    80

    85

    90

    95

    100

    1 10

    M ic

    ro d

    u re

    zz a H

    v

    Log t invecchiamento

    Prove microdurezza Vickers

    EV31

    Trattamento termico T6-1

    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.

  • Prove microdurezza Vickers

    EV31

    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.

    Solubilizzazione: 520°c x 8h Tempra: in acqua calda (60°C) Invecchiamento: 180 x 20 h

    Solubilizzazione: 520°c x 8h Tempra: in acqua calda (60°C) Invecchiamento: 200°C x 16 h

  • Conclusioni LEGA WE43

    • Contiene i composti Mg12(RE) e Mg14Nd2Y 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 Mg12(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

  • GRAZIE PER LA CORTESE ATTENZIONE