Caratterizzazione di componenti in lega di alluminio Scalmalloy ottenuti tramite processo di Laser Powder Bed Fusion (L-PBF)

Negli ultimi anni diversi settori industriali hanno promosso la realizzazione di componenti in lega di alluminio. Per questi materiali, oltre ai tradizionali metodi di lavorazione, trova spazio l’additive manufacturing. Le tecniche di produzione additiva sono numerose, presentano svariati pregi e richiedono l’utilizzo di materiali con determinate caratteristiche. Trovano così ragione d’essere gli studi sulla Laser Powder Bed Fusion (LPBF) e sulla lega di alluminio Scalmalloy. La lega di alluminio Scalmalloy è arricchita di scandio e zirconio, elementi che garantiscono la formazione di precipitati e aumentano le prestazioni meccaniche del materiale, soprattutto a seguito di trattamento termico. Le analisi condotte in laboratorio sono: prove di trazione, analisi della microstruttura al microscopio ottico, prove di microdurezza Vickers. I valori di snervamento (YS), tensione (UTS) e allungamento a rottura (A %) dopo trattamento termico possono raggiungere rispettivamente i 430/460 MPa, 460/500 MPa e 13,2%. Questi valori sono molto maggiori di quelli ottenuti sui provini as-built. Il trattamento termico condotto a 325° C per quattro (4) ore con successivo raffreddamento in forno, è ottimale per la precipitazione dei composti, non causa un invecchiamento troppo elevato (overageing) nel materiale e soprattutto non comporta crescita del grano perché i precipitati Al3Sc e Al3Zr fungono da inibitori della crescita del grano. I precipitati sono anche i principali responsabili della durezza del materiale. Per questi motivi, contrariamente a quanto ci si aspetterebbe, la struttura post trattamento termico non cambia, ma le prestazioni in termini di durezza aumentano fino al 40%. A seguito di questi studi si può affermare che componenti in lega Scalmalloy ottenuti per LPBF sono ben impiegabili in settori industriali come l’aerospaziale e il biomedicale.