Sviluppo di modelli predittivi per l’ottimizzazione delle proprietà meccaniche di teste motore in lega AlSiCuMg colate in sabbia

Nel settore automobilistico, la necessità di ridurre il consumo di carburante e le emissioni inquinanti ha favorito un uso crescente di leghe da fonderia Al-Si-Mg (A356-357). L’aggiunta di Cu (1,0÷1,5%) ne incrementa la stabilità termica, grazie alla formazione di precipitati di rinforzo termicamente stabili fino a 300 °C per 100 h. La lega AlSi7Cu1,3Mg0,6 rappresenta un ottimo compromesso tra resistenza meccanica e stabilità termica. Tuttavia, le proprietà dei getti, a parità di composizione, dipendono fortemente dalla geometria del componente, dalle condizioni locali di solidificazione e dal trattamento termico. La letteratura ha analizzato singolarmente l’effetto dei parametri microstrutturali, come la distanza tra i rami dendritici secondari (SDAS), la dimensione dei grani, la morfologia del silicio, dei composti intermetallici e delle porosità, trascurandone tuttavia l’effetto combinato e favorendo un approccio progettuale conservativo. In questo elaborato, a partire da un’esaustiva caratterizzazione meccanica e microstrutturale di una testa motore in lega AlSi7Cu1,3Mg0,6 colata in sabbia, sottoposta a pressatura isostatica a caldo e trattamento T6, sono stati sviluppati modelli predittivi multivariabili per correlare le proprietà meccaniche alle caratteristiche microstrutturali locali. Le equazioni proposte, selezionate sulla base di coefficienti di determinazione, standard e corretto (R^2 e R_(corr.)^2), errore quadratico medio (RMSE), errori massimi e medi e test di significatività (F-test e t-test) con p<0,05, si caratterizzano per una forma compatta e di facile interpretazione, in quanto espresse da variabili linearmente indipendenti. Esse offrono quindi uno strumento utile per prevedere il comportamento meccanico a partire da semplici analisi microstrutturali, supportando la progettazione e l’ottimizzazione dei componenti.