Comportamento a fatica di leghe AlSiMg ottenute con fusione a letto di polvere

Il lavoro di tesi è incentrato sulla caratterizzazione a fatica di due leghe, AlSi7Mg0,6 e AlSi10Mg, prodotte mediante manifattura additiva a letto di polvere e caratterizzate in diverse condizioni di trattamento termico. L’additive manufacturing è una tecnologia in rapido sviluppo che consente la stampa 3D di manufatti anche in materiali metallici. In particolare per la realizzazione dei provini di questa tesi, la tecnologia Laser Powder Bed Fusion (L-PBF), che si basa sulla fusione selettiva di strati successivi di fini polveri metalliche con un fascio laser. I campioni sono stati sottoposti a prove di fatica a flessione rotante e portati tutti a rottura al fine di poterne caratterizzare le superfici di frattura, con particolare attenzione alle zone di innesco della stessa. Dopo la fase dei test è stata, infatti, effettuata l’analisi delle superfici di frattura ricercando le cause che hanno provocato il cedimento del provino. I dati raccolti sono stati impiegati per l’implementazione di modelli previsionali del comportamento a fatica reperibili in letteratura. Nel dettaglio, si è ricorso ai diagrammi di Kitagawa–Takahashi ed al modello di El-Haddad. Per la costruzione dei diagrammi KT si è impiegata la radice dell’area del difetto che ha agito da innesco, confrontata con l’effettiva tensione che ha portato a rottura. I risultati di tale sperimentazione mostrano come il comportamento a fatica delle leghe Al-Si-Mg prodotte con L-PBF sia strettamente correlato ai difetti derivanti dal processo. Il trattamento termico T6 rapido, che comporta un radicale cambiamento microstrutturale, è risultato apportare i maggiori benefici in termini di riduzione della sensibilità ai difetti, quindi al comportamento a fatica. Dall’analisi del modello previsionale, invece, è emerso che in condizione ideale di assenza di difetti le condizioni di trattamento termico caratterizzate dalla maggiore resistenza statica (as-built e T5) garantirebbero la massima resistenza a fatica.