Correlazioni tra microstruttura e proprietà meccaniche statiche della lega AlSi10Mg processata con Laser Powder Bed Fusion

La struttura cellulare osservata all’interno dei melt pool nell’AlSi10Mg, stampato tramite Laser Powder Bed Fusion (LPBF) è elemento fondamentale nel conferire alla lega le sue ottime proprietà resistenziali, di molto superiori a quelle ottenibili tramite processi convenzionali. Tale struttura è composta da celle di alluminio primario, attorniate da pareti ricche in silicio. La correlazione tra i parametri caratterizzanti la microstruttura e le proprietà meccaniche del materiale è oggetto di elevato interesse in letteratura e la sua valutazione è obiettivo centrale del presente lavoro di tesi. A tal scopo sono state eseguite prove di trazione di caratterizzazione meccanica su quattro set (da quattro provini), ciascuno stampato con parametri di lavoro differenti, ottenendo delle misure di tensione di snervamento, carico di rottura e allungamento percentuale a rottura. Si è cercato, inoltre, di applicare un modello, già impiegato su altre leghe, che consentisse di stimare l’integrità strutturale di ciascun set, permettendo di verificare quali parametri di stampa conducessero a un minor tenore di difetti. Utilizzando il software imageJ, si sono analizzate le micrografie, ottenute al microscopio elettronico a scansione, della struttura cellulare di due provini campione per set. Sviluppato un metodo d’analisi si sono caratterizzati i provini in base a parametri dimensionali (dimensione media) e morfologici (circolarità media) delle celle, nonché in base all’area occupata dalle pareti che circondano queste ultime. Si è operato, infine, un confronto tra i valori caratteristici della microstruttura e le proprietà meccaniche ottenute dalle prove di trazione, valutando singolarmente il contributo dell’affinamento delle celle, del rinforzo per soluzione solida e dell’eventuale influenza della forma delle celle sulle proprietà meccaniche.