Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
Scarica il documento per vederlo tutto.
vuoi
o PayPal
tutte le volte che vuoi
La metallurgia delle polveri
Quindi è un processo molto complesso poiché prevede l'atomizzazione delle particelle tramite un gas inerte che produce polvere sferica; il diametro delle particelle prodotto dipende dalla viscosità e dalla densità del fuso e dalla velocità del flusso di gas; inoltre le elevate velocità di raffreddamento rendono il processo simile ad una tempra.
Il processo tiene a riutilizzare il materiale rifornendo le particelle più grosse fino a renderle fine; una volta ottenuta l'omogeneizzazione delle particelle si procede con l'HIP o con l'estrusione per avere una compattazione migliore ed infine si realizza la forma finale attraverso forgiatura o estrusione.
L'affinazione del lingotto avviene attraverso l'indentatura (Cogging) utilizzando presse idrauliche in stampo aperto tuttavia bisogna fare attenzione perché l'azione congiunta di alte temperature ed elevate pressioni.
potrebbe portare al superamento della T causando una struttura non omogenea del lingotto. La deformazione viene condotta in maniera graduale così da ottenere una grano fine e uniforme così da ottenere livelli di snervamento più bassi con la possibilità di realizzare forgiati più complessi e per ottenere billette con una vita a fatica migliorata e più facilmente ispezionabili ad ultrasuoni per evidenziare eventuali difetti. I prodotti realizzati tramite metallurgia delle polveri sono di due tipi: - superleghe a base sferica realizzate attraverso la rimozione delle particelle più grani, una successiva miscelazione per una distribuzione uniforme, il carico della miscela in un contenitore, degassaggio e sigillatura per essere pressata con il processo HIP; questo processo si utilizza per la presenza di elementi fortemente alligati poiché se queste leghe venissero lavorate a caldo si formerebbero delle cricche pertanto la metallurgia dei polveri è l'unico modo per ottenere una struttura omogenea. - leghe a base di ferro realizzate attraverso la miscelazione delle polveri, la pressatura e la sinterizzazione. Questo processo permette di ottenere prodotti con una buona resistenza meccanica e una buona resistenza alla corrosione.lingotti non è utilizzabile;
superleghe realizzare mediante un indurimento delle polveri utilizzando una dispersione ultrafine di ittrio o ossido di ittrio permettendo di effettuare un consolidamento a caldo o per estrusione a caldo ottenendo delle dispersioni che incrementano le caratteristiche meccaniche e la resistenza al creep della lega.
4.3 Forgiatura ed estrusione
Per l'elevato contenuto di elementi alliganti le superleghe sono difficili da forgiare tuttavia è possibile grazie alla metallurgia delle polveri che permette di ottenere dimensioni dei grani che favoriscono la superplasticità durante le deformazioni a caldo e permette di raggiungere una forma finale molto vicina al prodotto finito (processo near net shape) riducendo il numero di stampi e forgiature necessari. Il vantaggio di scegliere gli elementi alliganti consiste nel poter per incrementare le capacità del materiale ad alta temperatura, migliorare la composizione e la distribuzione
Delle fasi, ottenere una grana fine utile alla formatura, ridurre la segregazione del carbonio ed incrementare la resistenza allo snervamento. Gli svantaggi della presenza di alliganti, invece, sono la presenza di gas residuo, la contaminazione da carbonio, le inclusioni ceramiche e la formazione di ossidi di film che non permettono di avere la completa fusione del componente.
Nell'estrusione le polveri vengono caricate in un contenitore a pareti sottili che viene estruso a caldo ottenendo una billetta che verrà poi lavorata con forgiatura isoterma o convenzionale a seconda della complessità del prodotto: nella forgiatura isoterma billetta e stampo sono portati alla stessa temperatura mentre in quella convenzionale la temperatura dello stampo è più alta.
La velocità di deformazione è basse se si vuole ottenere forme più precise favorite dalla struttura molto fine e compatta grazie all'HIP ottenendo prodotti molto simili a quelli
4.4 Alligazione meccanica
L'alligazione meccanica (Mechanical Alloying MA) si utilizza quando si vogliono ottenere prodotti particolari. Si combinano elementi della fase ɣ' con dispersioni di ossido in una camera che produce una rottura da stress a 1000°C ottenendo un prodotto superiore rispetto a quello che si ottiene per indurimento della fase ɣ.
Le polveri vengono inserite all'interno di un mulino così che le particelle inizino a scontrarsi ottenendo particelle più piccole e favorendo un'ottima miscelazione; di solito nel mulino si aggiunge anche nichel, cromo, ittrio e una lega master di nichel-alluminio. Una volta ottenuta la compattazione desiderata si inserisce il tutto in un contenitore che viene
Riscaldato effettuando prima un'estrusione (a 370°C) e poi una laminazione (a 925-1100°C); alla fine il prodotto viene finito a 1300°C tuttavia non vi è alcun processo fusorio quindi non ci sono variazioni chimiche e la composizione finale è esattamente quella desiderata.
L'elemento critico di questo processo è il mulino poiché collidendo le particelle si deformano plasticamente e in seguito all'impatto le superfici si salderanno a freddo, perché nel mulino non vi è alcun aumento di temperatura, ma allo stesso tempo la continua collisione divide di nuovo le particelle rendendole sempre più fini.
L'aggiunta di ittrio, inoltre, consente di ottenere una matrice particolarmente compatta in quanto, essendo molto fine, resta intrappolato all'interno. Dopo l'alligazione meccanica i prodotti vengono inseriti in tubi in acciaio per essere estrusi e successivamente laminati per ottenere barre, piastre, fogli.
E fili ottenendo quindi un semilavorato. Nel caso in cui si voglia ottenere una struttura più grossa si effettua una ricottura a 1300°C per aumentare la resistenza al creep.
Compositi
5.1 Caratteristiche e proprietà dei compositi
I materiali compositi permettono di progettare le proprietà del materiale e sono una combinazione di due o più fasi distinte ed insolubili le cui proprietà e performance strutturali sono superiori a quelle dei materiali costituenti presi singolarmente. I materiali compositi trovano applicazione nell'industria aereonautica, spaziale, automobilistica, navale e anche negli articoli sportivi.
Nella progettazione di un materiale composito si hanno combinazioni di materiali metallici, ceramici e polimerici e nella maggior parte dei casi sono formati da due fasi ben distinte: la fase matrice e la fase dispersa; le proprietà finali dipendono dalle proprietà delle fasi costituenti, dalle loro quantità relative.
edalla geometria delle fasi disperse (forma, dimensione, orientazione e distribuzione delle particelle). In funzione al tipo di rinforzo possono essere così classificati: Tra le principali caratteristiche dei compositi troviamo l'alta resistenza e modulo specifico, l'aumento della resistenza a fatica, la grande tenacità e la maggiore resistenza allo scorrimento. In campo aereonautico sono utilizzati soprattutto per l'elevate resistenza e il basso peso mantenendo relativamente basso il costo che è variabile in funzione del tipo di fibre. La percentuale di fibre all'interno di una matrice è limitata dalla distanza minima tra le fibre adiacenti per evitare che si danneggino entrando in contatto tra loro perciò per distanze inferiori a questa distanza limite diminuiscono le proprietà strutturali del materiale e per questo la percentuale massima di fibre nella matrice è del 10-60% con una percentuale più alta se le.fibre sono lunghe e allineate mentre si avrà una percentuale più bassa se le fibre sono corte e casuali. 335.1.2 Matrice dei compositi Le principali funzioni della matrice sono: - trasferire il carico alle fibre che hanno il compito di sopportarlo; - mantenere isolate le fibre per evitare l'abrasione reciproca; - ridurre la propagazione di cricche grazie alla sua tenacità e duttilità. Le matrici si distinguono in matrici metalliche, ceramiche e polimeriche; in particolare le matrici polimeriche possono essere a loro volta suddivise in matrici: - Termoindurenti: si ottengono mescolando un materiale base con un agente reticolante tramite un'azione esotermica irreversibile; per poter essere efficace la resina deve avere bassa viscosità e deve coprire interamente le fibre facendo attenzione alla poca o eccessiva reticolazione che dipende dalla resina stessa e dalla fornitura di calore. Una volta ottenuta la reticolazione nonèpiù possibile tornare indietro;
Termoplastiche sono materie plastiche che acquistano malleabilità sotto l’azione del calore edopo raffreddamento tornano rigide, hanno una maggiore viscosità e prestazioni meccanicheminori ma possono essere riutilizzati;
Elastomeri: materie plastiche con una grande deformabilità ed elasticità e possono essere siatermoplastici che termoindurenti.
Nello specifico le principali matrici polimeriche utilizzate sono:
- poliestere è la base dei prodotti commerciali, ha buona flessibilità ed è utilizzabile sia neicomposti continui (fibre lunghe) che discontinui (fibre corte);
- vinilestere simile al poliestere ma con maggiore resistenza;
- resine epossidiche sono le più utilizzate perché contribuiscono ad una buona resistenza dellefibre e hanno una buona resistenza al calore;
- resine fenoliche hanno un’ottima resistenza ad alte temperature infatti
Si utilizzano in campo aereonautico per ritardare il rischio di incendio;
poliammidi termicamente hanno le migliori prestazioni ma sono difficili da realizzare;
bismaldeiede hanno una buona resistenza ad elevata temperatura ma richiedono un processo di post-reticolazione più complesso;
Nei compositi a matrice polimerica sono fondamentali la temperatura di fusione T e la temperatura di transizione vetrosa T che definisce il limite oltre il quale la resina diventa più resistente e flessibile; sono determinate analizzando il volume specifico in funzione della temperatura e in genere nessuna resina dovrebbe essere utilizzata a una temperatura superiore a T ma si pone come condizione operativa una temperatura inferiore di 10°C alla T considerando che la T è influenzata da fattori come l'umidità, alla quale aumentando la quale T diminuisce.
345.1.3 Fibre dei composti
La capacità di sopportazione dei carichi di trazione e compressione
La lunghezza delle fibre è legata alla loro lunghezza in funzione della quale si possono distinguere fibre lunghe (continue)
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo
