Effetto dell'esposizione ad alta temperatura su microstruttura e proprietà meccaniche di ghise sferoidali

Lo scopo della presente ricerca è stato valutare l’effetto dell’esposizione ad alta temperatura su microstruttura e proprietà meccaniche di quattro ghise sferoidali prodotte dalle Fonderie Zanardi: ADI 1050 (ghisa duttile austemperata), IDI 800 (ghisa perlitica isotermica), GJS/800-2 (ghisa sferoidale perlitica) e GJS/400-18 (ghisa sferoidale ferritica). Lo studio ha previsto il degrado in temperatura dei quattro materiali, l’analisi delle proprietà meccaniche statiche dopo degrado termico mediante prove di durezza Brinell, analisi microstrutturali, XRD, prove di trazione sia a freddo che alla temperatura di degrado. Per quanto concerne le prove di durezza, è emerso che superata la temperatura di 500 °C la durezza dei materiali ADI 1050 e IDI 800 cala significativamente, la durezza della GJS/800-2 risulta stabile fino a 550 °C, mentre per la GJS/400-18 la durezza rimane pressoché costante fino a 600 °C. Le analisi microstrutturali hanno mostrato che nell’ADI 1050, IDI 800 e GJS/800-2 la matrice si trasforma sino a diventare quasi completamente ferritica a temperatura di degrado di 600 °C mantenuta per 120 ore. Nella ghisa sferoidale ferritica invece non vi sono mutamenti significativi nella microstruttura dopo degrado. Le prove di trazione svolte sulla lega ADI 1050 hanno evidenziato una diminuzione di circa 50-60 % della tensione di rottura e quella di snervamento nei provini degradati e trazionati a 500°C rispetto ai provini degradati trazionati a temperatura ambiente, ed una diminuzione di circa 20 % della tensione di rottura e quella di snervamento nei provini degradati rispetto ai provini non degradati trazionati a temperatura ambiente. Le prove di trazione a temperatura ambiente su ghisa sferoidale perlitica degradata hanno mostrato un calo delle proprietà resistenziali di circa il 6% nei provini degradati a 240 ore mentre nella ghisa IDI 800 degradata si è notato un calo di circa il 10% delle proprietà resistenziali già nei provini degradati a 72 ore