AlSi9Cu3 alloy produced by L-PBF: effect of high temperature exposure on microstructure and mechanical behavior

L’alluminio è tra i materiali più utilizzati nell’industria grazie alla sua ottima combinazione di leggerezza e proprietà meccaniche. La domanda di alluminio nei settori automotive è in costante crescita, soprattutto per la produzione di componenti destinati ad applicazioni ad alta temperatura, per ridurre al massimo il peso dei componenti, massimizzando prestazioni ed efficienza. Per questo motivo, la tecnologia additive manufacturing, che permette di produrre componenti dalla geometria molto complessa ottimizzando la distribuzione del materiale, sta diventando sempre più diffusa. Inoltre, grazie ai tassi di raffreddamento molto elevati, i componenti additive sono caratterizzati da ottime proprietà meccaniche a temperatura ambiente. Lo scopo di questa tesi è stato quello di valutare l’effetto dell’esposizione ad alta temperatura su microstruttura e proprietà meccaniche della lega AlSi9Cu3, prodotta mediante Laser-Powder Bed Fusion (L-PBF) in due condizioni di trattamento termico, T5-A e T6. Per fare ciò, sono state eseguite prove di trazione in temperatura (200-245-290°C) su campioni trattati termicamente per valutare la variazione di proprietà rispetto a temperatura ambiente, e su campioni trattati e poi degradati (a 245°C per 72 h), per valutare la stabilità termica della lega nelle differenti condizioni di trattamento. I risulti sono stati incoraggianti per la lega trattata T5-A, che ha mostrato un’ottima stabilità termica anche dopo degrado, a differenza del trattamento T6. Sono state svolte analisi sulla microstruttura per valutare l’entità e la stabilità dei diversi meccanismi di rinforzo nelle diverse condizioni di trattamento al variare della temperatura. Però, a causa delle innumerevoli variabili in gioco, non è stato possibile identificare con precisione i contributi e la variazione di ciascun meccanismo di rinforzo. Per questo motivo, ulteriori studi sono necessari per una migliore correlazione tra variazione microstrutturale e proprietà meccaniche.