Sviluppo di un acciaio per lavorazione a caldo rinforzato tramite alligazione meccanica

Abstract

I compositi a matrice metallica combinano elevata durezza e buona tenacità offrendo la possibilità di modulare
le loro proprietà attraverso la scelta più opportuna del tipo, frazione e dimensioni del rinforzo. La produzione di
compositi a matrice metallica basati su acciai per lavorazioni a caldo è stata poco sviluppata in letteratura. In
questo lavoro è stata investigata la possibilità di produrre un acciaio per lavorazioni a caldo AISI H13 rinforzato
con particelle ceramiche di diversa natura quali carburi (TiC), nitruri (TiN) e boruri (TiB2). Questi composti
risultano particolarmente promettenti per applicazioni ad alta temperatura data la loro elevata stabilità termica.
Le polveri composite sono state prodotte tramite macinazione meccanica, ottenendo un affinamento della
microstruttura e una fine distribuzione delle particelle di rinforzo. Le polveri composite sono state sinterizzate
tramite la tecnica Spark Plasma, in modo da preservare la fine microstruttura prodotta durante macinazione
e limitare l’interazione tra matrice e particelle rinforzanti. Il composito con il 20%vol di TiB2 mostra la miglior
densificazione raggiungendo quasi densità teorica. L’analisi diffrattometrica ai raggi-x di questo materiale
evidenzia però la formazione di composti secondari, quali Fe2B e TiC, indicando una parziale decomposizione del
TiB2. Tra i materiali sinterizzati, il composito il TiC mostra il maggior incremento di durezza.