Influenza di condizioni di solidificazione e trattamento termico su microstruttura e proprietà meccaniche di teste motore in lega AlSiCuMg

La crescente necessità di ridurre il consumo di combustibile e le emissioni di CO2 ha favorito negli ultimi anni un uso crescente, nell’industria automotive, di leghe Al-Si-Mg per la realizzazione di componenti motore con processi fusori. Grazie al loro elevato rapporto resistenza-peso, eccellente colabilità, buona resistenza alla corrosione e ottima conducibilità termica, queste leghe rappresentano una valida alternativa a materiali più pesanti. Il loro utilizzo consente una significativa riduzione del peso dei veicoli, contribuendo a migliorare l’efficienza complessiva e l’impatto ambientale secondo i criteri del Life Cycle Assessment (LCA). Tuttavia, uno dei limiti principali delle leghe Al-Si è la loro tendenza al degrado termico quando esposte, per tempi prolungati, a temperature superiori a 200°C. Per migliorare la stabilità termica, sono sempre più diffuse per queste applicazioni le leghe quaternarie Al-Si-Cu-Mg, dove l’aggiunta di limitati tenori di Cu, garantisce una migliorata stabilità termica. Tuttavia, le proprietà meccaniche di un getto non dipendono solo dalla composizione chimica della lega, ma risultano fortemente influenzate dal processo fusorio, dalla complessità geometrica del componente, dalle condizioni locali di solidificazione e dal trattamento termico finale. L’attività sperimentale si è incentrata sullo studio dell’influenza della solidificazione e del trattamento termico su microstruttura e proprietà meccaniche di teste motore in lega AlSi7Cu1Mg0.6, colate in sabbia in gravità. Dopo una caratterizzazione meccanica e microstrutturale su provini estratti da componente preserie, è stata avviata l’ottimizzazione del design, del processo e del trattamento termico. Le migliori condizioni di invecchiamento sono state applicate ai componenti in versione aggiornata, validandone l’ottimizzazione. I risultati dimostrano che una corretta combinazione di processo e trattamento può migliorare resistenza e tenacità.