Caratterizzazione microstrutturale e a fatica di acciai da utensili pallinati e intagliati

Lo scopo del presente elaborato è valutare un eventuale effetto benefico della pallinatura sulla resistenza a fatica di due acciai prodotti per metallurgia delle polveri: il K890, prodotto da Böhler e l’ASP2005, prodotto da Erasteel. Quest’attività si inserisce in un progetto volto a valutare l’idoneità di tali acciai innovativi ad essere impiegati per la realizzazione di componenti motore di moto da corsa, quali alberi a camme, in sostituzione dell’acciaio da nitrurazione GKHW, prodotto da Aubert&Duval con processo ESR (Electro slag remelting). Lo studio è stato svolto a valle di una sperimentazione condotta su provini intagliati degli stessi acciai e ha previsto: prove di fatica a flessione rotante, prove di trazione, prove di durezza, misura di tensioni residue, analisi microstrutturali e frattografiche. Sono stati testati provini in ASP2005, con durezza pari a 869 HV e in K890 di due diverse durezze, pari a 752 e 821 HV, tutti intagliati e pallinati. Entrambi i materiali hanno mostrato un effetto benefico della pallinatura sul comportamento a fatica; i risultati ottenuti sono stati impiegati al fine di valutare l’applicabilità di relazioni empiriche per la stima del coefficiente di concentrazione a fatica delle tensioni e della sensibilità all’intaglio di acciai ultra-alto resistenziali. È stato dimostrato che le relazioni tradizionali sovrastimano l’effetto dannoso dell’intaglio per questo tipo di acciaio nella condizione pallinata. È stato, inoltre, condotto uno studio per la modellazione del comportamento a fatica di provini intagliati con un coefficiente di concentrazioni delle tensione Kt=3 e in un secondo momento si è tentato di estendere il modello anche a provini con un Kt compreso fra 1 e 3. Queste analisi sperimentali sono precedute da un inquadramento generale delle funzioni e dei requisiti di un albero di distribuzione in ambito racing e da una trattazione circa i meccanismi di rottura per fatica in acciai ultra-alto resistenziali.