Comportamento a fatica della lega AlSi10Mg prodotta con tecnologia additiva Laser Powder Bed Fusion e trattata termicamente

Il presente lavoro di tesi si focalizza sul comportamento a fatica della lega di alluminio AlSi10Mg processata con tecnologia additiva di fusione laser a letto di polvere (LPBF). Tale processo innovativo possiede larghi campi di applicazione, ma per un suo corretto impiego in ambito strutturale è necessario investigare approfonditamente il suo comportamento a fatica. Sono stati studiati i concetti base del processo LPBF: lo sviluppo della tecnologia di produzione dei componenti metallici, gli aspetti microstrutturali delle leghe Al-Si e AlSi10Mg LPBF, relativi trattamenti termici, la presenza di tensioni residue e i difetti microstrutturali propri di tale processo con relativa caratterizzazione. Particolare attenzione è stata rivolta al comportamento a fatica, prima a livello generale su materiali metallici e poi relativa alla lega AlSi10Mg LPBF, in virtù dell’influenza che microstruttura e difetti hanno sulle fasi di innesco e propagazione delle cricche, aspetto su cui sono state focalizzate le attività sperimentali. I campioni, dopo un processo di ottimizzazione del trattamento termico (T5) mirato a ridurre le tensioni residue senza compromettere le proprietà meccaniche, sono stati sottoposti a caratterizzazione del contenuto di difetti (metodo di Archimede, micro-tomografia computerizzata µCT e analisi microstrutturale) e prove di fatica a flessione rotante. È stato così possibile ottenere conclusioni interessanti per quanto riguarda la correlazione tra presenza di difetti nei componenti e comportamento a fatica degli stessi. È stato infatti possibile confrontare diversi metodi di caratterizzazione delle porosità tipiche del processo LPBF (da gas e zone di mancata fusione) e, attraverso l’elaborazione dei risultati da µCT, i difetti potenzialmente più pericolosi sono stati positivamente correlati con i difetti killer osservati sulla superficie di frattura dei campioni. Ipotesi sul continuamento dello studio sono state fatte sulla posizione dei difetti da µCT.