Ottimizzazione del trattamento termico STA della lega di titanio Ti-6242 prodotta tramite PBF-LB e sottoposta a pressatura isostatica a caldo

La lega Ti-6242 è una lega near-α progettata per raggiungere valori di resistenza specifica elevati anche ad alte temperature. La tecnologia PBF-LB è sempre più applicata nella realizzazione di componenti in lega di titanio, aventi geometrie complesse. Per ridurre i difetti dovuti al processo PBF-LB e per migliorare le proprietà meccaniche, i componenti sono sottoposti al processo di pressatura isostatica a caldo (HIP) e al trattamento termico di solubilizzazione, tempra ed invecchiamento (STA). In questo lavoro si è ottimizzato il trattamento termico STA, integrato al processo HIP, per la lega Ti-6242 stampata via PBF-LB. Questo ha richiesto la determinazione delle temperature di solubilizzazione e invecchiamento attraverso analisi termiche differenziali e simulazioni termodinamiche, prove di trattamento termico e successiva caratterizzazione microstrutturale e meccanica del materiale. Lo scopo è stato quello di comparare ed analizzare il comportamento meccanico a temperatura ambiente e a 550°C di microstrutture bilamellari, con diversi tenori di fase α-primaria, e lamellari. I risultati delle prove di trattamento con HIP hanno evidenziato come una microstruttura bilamellare costituita da 50% di fase α-primaria ottenuta attraverso una solubilizzazione a 960°C, tempra in argon e invecchiamento a 600°C per 8h garantisca il migliore compromesso fra resistenza e allungamento a rottura sia a temperatura ambiente che a 550°C con Y_S=965 MPa, UTS=1172 MPa, A_%=13,6% a temperatura ambiente, e Y_S=597 MPa, UTS=758 MPa, A_%=16,9% a 550°C. Le prove di trazione a temperatura ambiente sulla lega non sottoposta a HIP con tempra in acqua, hanno evidenziato un incremento ∆Y_S=9,3% e ΔUTS=10,9% rispetto al materiale temprato in argon, a parità degli altri parametri di trattamento, in quanto la maggiore velocità di raffreddamento migliora il rinforzo per precipitazione e favorisce la formazione di lamelle α-secondarie più fini dopo invecchiamento.