Effetto dell'eposizione prolungata ad alta temperatura sul comportamento tribologico di ghise sferoidali

L’attività di tesi ha riguardato lo studio del comportamento tribologico di tre ghise sferoidali con diversa matrice, prima e dopo degrado a 500 °C per 240 h; sono state prese in esame una ghisa perlitica (GSP), una perferritica (IDI) e una ausferritica (ADI). Le prove sono state eseguite sia a temperatura ambiente che a 500°C, secondo ASTM-G99, utilizzando un pin on disk in assenza di lubrificazione, sfere di 100Cr6 per le prove a temperatura ambiente e di allumina per le prove a 500 °C. Sono stati poi determinati il valore medio del coefficiente d’attrito (CA) e del volume di usura (VU). Le piste di usura sono state infine analizzate con microscopio ottico ed elettronico a scansione. I risultati hanno mostrato che a temperatura ambiente la ADI non degradata non subisce usura, e il CA è inferiore a 0,6. Il degrado ha indotto delle modifiche microstrutturali che hanno peggiorato il comportamento tribologico, e il VU della degradata risulta essere il più alto fra quelli delle ghise studiate, mentre il CA è confrontabile con quello delle altre ghise. Le IDI e le GSP presentano una diminuzione di CA e VU dopo il degrado, accentuata per la ghisa IDI, dovuta alla diversa morfologia della perlite degradata che ha favorito un’usura tribossidativa, moderata. Nelle prove a 500°C, invece, il comportamento delle varie ghise (degradate e non) è molto simile. I valori ottenuti del CA e dei VU per le GSP e ADI sono del tutto confrontabili; le IDI, mostrano invece valori leggermente maggiori del CA, ma un minore VU. Per quanto riguarda il minor CA delle ghise GSP e ADI rispetto alle IDI questo è imputabile alla formazione di uno strato di trasferimento sulla sfera in allumina, che riduce la resistenza allo strisciamento, mentre per quanto riguarda il VU il diverso comportamento delle ghise è legato ai diversi meccanismi che si instaurano; tribossidativo nelle IDI, tribossidativo e adesivo con fenomeni di stick slip, per le ADI e GSP.