2024-03-28T10:49:26Z
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"130601 2013 eng "
0026-0843
dc
Analisi del processo di “pack chromising” su superleghe di Ni per turbine a gas
Bozza, F.
Bolelli, G.
Lusvarghi, L.
Siligardi, C.
Giolli, C.
Giorgetti, A.
Scrivani, A.
I rivestimenti diffusivi sono utilizzati per la realizzazione di strati protettivi necessari a migliorare la resistenza di
componenti soggetti a fenomeni degradativi ad alta temperatura, come ossidazione e corrosione a caldo (es.: componenti
per impianti turbogas, bruciatori, etc.). In particolare, l’arricchimento in cromo della superficie di leghe metalliche, ad
esempio attraverso processi tipo “pack-cementation”, garantisce una buona protezione dalla corrosione a caldo di tipo
II. Tuttavia, in letteratura, non esistono studi sistematici ed approfonditi sui meccanismi di formazione e sull’effetto dei
parametri di processo sulla microstruttura di questi rivestimenti.
Lo scopo del presente lavoro, pertanto, è stato lo studio dell’effetto della composizione della miscela di polveri (packmix)
e della durata del trattamento termico (12 e 24 h) sulla microstruttura e sullo spessore dei rivestimenti ottenuti
utilizzando il processo di pack-chromizing. Come substrato è stata impiegata la superlega Inconel 738, mentre il packmix
utilizzato è composto da polvere di cromo (10 e 25 wt.%), NH4Cl (1, 2 e 5 wt.%) e Al2O3 (bal.) come inerte.
Inoltre, il campione con il rivestimento più promettente è stato sottoposto ad un successivo trattamento di packaluminizing,
per ottenere uno strato superficiale arricchito sia in Cr, sia Al, adeguato a conferire simultaneamente
resistenza a corrosione a caldo a 700 – 900 °C e ad ossidazione a temperature intorno ai 1000 °C.
Le caratteristiche strutturali e microstrutturali dei riporti ottenuti sono state studiate tramite microscopia
elettronica a scansione (SEM) e diffrazione di raggi X. Le analisi eseguite hanno evidenziato che la durata del
trattamento termico favorisce i fenomeni interdiffusivi delle specie chimiche più mobili, Cr e Ni, portando ad
un generale aumento di spessore dei rivestimenti. La quantità di polvere di cromo nel pack mix influenza la
concentrazionedi questo elemento all’interno dei coating solamente se la composizione del pack-mix prevede
anche una quantità di attivatore sufficiente a garantirne un trasporto ottimale sulla superficie e successivamente
all’interno del componente. La presenza di particelle ricche di alluminio e ossigeno nello strato diffusivo dimostra
che durante il ciclo termico avvengono anche reazioni secondarie che interessano l’inerte, portando allo sviluppo
di ossigeno che reagisce con alcuni elementi del substrato.
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2013-03-01 00:00:00
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"130301 2013 eng "
0026-0843
dc
SCORRIMENTO A CALDO ED EVOLUZIONE MICRSTRUTTURALE DELL’ACCIAIO INOSSIDABILE 18Cr-10Ni-3Cu-Ti-Nb PER APPLICAZIONI IN CENTRALI TERMICHE ULTRA SUPER CRITICHE AVANZATE
Minami, Y.
Mariani, P.
Cumino, G.
Fukui, T.
Ono, T.
Tenaris ha sviluppato tubi per boilers in acciaio 0.1C-18Cr-10Ni-3Cu-Ti-Nb (TEMPALOY AA-1; ASME
Code Case 2512), caratterizzato da uno stress ammissibile superiore del 30% rispetto a quello del grado
TP347H (ASME SA 213) nell’intervallo di temperatura tra 600 e 700°C. Questa elevata resistenza allo
scorrimento viscoso a caldo (creep) è associabile alla precipitazione di carburi MC e M23C6, e di una
fase coerente ricca di Cu. Prove di scorrimento a tempi lunghi, oltre 140000 ore, hanno permesso di
verificare l’elevata proprietà di resistenza allo scorrimento di questo acciaio. Lo studio dell’evoluzione
microstrutturale effettuato su campioni di TEMPALOY AA-1 sia dopo creep che dopo invecchiamento ha
mostrato la significativa stabilità microstrutturale di questo acciaio nel tempo. Un’eccellente resistenza
all’ossidazione da vapore è ottenuta mediante uno specifico processo di pallinatura (shot blasting) della
superficie interna dei tubi. La perdita annua di metallo dovuta all’ossidazione da vapore su materiale
preventivamente sottoposto a pallinatura è inferiore a 3 micrometri. Questi risultati hanno mostrato che
le proprietà meccaniche e la resistenza all’ossidazione rendono l’acciaio TEMPALOY AA-1 adatto all’utilizzo
nell’ultima generazione di Centrali Termiche, in particolare in quelle Ultra Super Critiche Avanzate.
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0026-0843
dc
Prediction Models of the final properties of steel rods obtained by thermomechanical rolling process
El Mehtedi, M.
Pegorin, F.
Lainati, A.
El Mohtadi, S.
Spigarelli, S.
The objective of this research project was the setting up of a numerical model able to predict the microstructure
of rod rolled products which, taking into account the rolling schedule and cooling, is able to provide the
mechanical and microstructural final characteristics. The model was developed starting from the theoretical
knowledge proposed by many researchers who have dealt with these issues, and the experience gained in the
design of rolling systems by Siemens-VAI. In order to allow the maximum working flexibility to the final user, the
prediction model requires to fill in the thermomechanical conditions for rod rolling (preheating temperature,
reduction pass, rolling temperatures, interpass time, strain rate and cooling profile); a database of more than
150 steel types was developed, containing CCT curves and the mechanical properties relative to the cooling
rates. The tool provides the CCT curves, suitably modified to take into account the microstructure of the rolled,
superimposed with the cooling trajectory set up by the operator, as well as mechanical and microstructural data
of interest for that particular class of steel. The Model was validated by direct comparison with the properties of
rod rolled products under controlled conditions, obtaining an excellent prediction capability
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"130301 2013 eng "
0026-0843
dc
Sviluppo di un acciaio per lavorazione a caldo rinforzato tramite alligazione meccanica
Fedrizzi, A.
Pellizzari, M.
Zadra, M.
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.
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La Metallurgia Italiana; Issue 3, 2013
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0026-0843
dc
Studio circa l’omogeneizzazione chimica dei lingotti ed ottimizzazione dei cicli di riscaldo
Fantini, G. Scirè
Fioletti, F.
Formentelli, M.
Guarneri, M.
Gruttadauria, A.
Mapelli, C.
Mombelli, D.
L’omogeneizzazione termica e chimica dei lingotti è un tema di rilevante interesse per garantire uniformità nelle
caratteristiche meccaniche finali dei prodotti forgiati.
L’obiettivo del presente studio è quello di controllare i parametri fisici di riscaldo dei lingotti per comprendere
se il ciclo termico sia adeguato a garantire le corrette caratteristiche di uniformità del semilavorato di partenza.
Il raggiungimento di tale scopo presuppone l’identificazione dei corretti parametri di riscaldamento del lingotto
al variare della concentrazione di carbonio e degli altri elementi alliganti. In particolare, per comprendere la
possibilità di realizzare industrialmente l’omogeneizzazione termica e chimica dei lingotti di partenza risulta
interessante stimare l’energia di attivazione della diffusione degli elementi alliganti presenti nell’acciaio
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2013-03-01 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 3, 2013
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"130301 2013 eng "
0026-0843
dc
Microstructural and mechanical characterization of welded joints on innovative high-strength steels
Holovenko, O.
Ienco, M.G.
Pastore, E.
Pinasco, M.R.
Matteis, P.
Scavino, G.
Firrao, D.
The car-bodies are more and more frequently constructed with innovative high-strength steels, both to reduce
the vehicles weight and to improve the passenger safety. The car-body parts are cold formed from steel sheets
( manufactured by continuous casting, hot and cold rolling, and continuous heat treatment), and assembled by
resistance spot welding or, less frequently, by laser welding. The welded joints obtained with the latter methods on
two high-strength steels, with similar ultimate tensile strength, are examined here. An innovative, 18% Mn, austenitic
TWIP steel, which exhibit a very good combination of strength and ductility, is compared with a widely used DP steel,
which consists of ferrite and martensite obtained by intercritical heat treatment and fast cooling. The size and shape,
defects, and microstructure of each welded joint are evidenced by metallographic examinations. Moreover, the tensile
properties and the stress-life fatigue behavior of both as-received and welded specimens are compared. The fatigue
strength exhibit a sharp reduction after the resistance spot welding, whereas laser welding has a much smaller effect.
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2013-03-01 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 3, 2013
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"130603 2013 eng "
0026-0843
dc
Corrosion resistance of CrN PVD coatings: comparison among different deposition techniques
Montesano, L.
Gelfi, M.
Pola, A.
La Vecchia, G.M.
Colombi, P.
Corrosion resistance of CrN PVD coatings were evaluated with polarization tests in NaCl and HCl environment.
The effect of the deposition technique and the related defects morphology were studied and corrosion
mechanisms were evaluated on the basis of the detected defects type.
It was found that the presence of two layers in coating architecture delays corrosion; this solution is a good
advice in designing coatings for applications where good corrosion resistance is required.
Coating porosity, calculated using two different models available in literature, was compared with experimental
evidences. Formulas based on polarization resistance are in agreement with morphological SEM analyses but, on
the contrary, mixed potential model appears not suitable for coating porosity calculation.
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2013-02-25 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 2, 2013
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2013-06-25T18:32:21Z
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"130603 2013 eng "
0026-0843
dc
Studio sul comportamento all’ossidazione ad alta temperatura di rivestimenti di CoCrTaAlY + 10% Al2O3 depositati con tecnologia hvof su superlega di Nichel
Cerri, E.
Maci, S.
Leo, P.
Zanon, G.
Petrachi, M.R.
I componenti in superlega di motori aeronautici che operano a temperature elevate, vengono spesso rivestiti
per prevenire ossidazione e usura del substrato. Tipici rivestimenti utilizzati sono del tipo MCrAlY, dove per
(M) si intendono cobalto, nichel e/o ferro. Tali leghe vengono solitamente prodotte con polveri atomizzate e
frequentemente applicate con il processo HVOF (High Velocity Oxygen Fuel), una delle tecniche thermal spray
più interessanti dal punto di vista applicativo.
Il presente lavoro si focalizza su rivestimenti di CoCrTaAlY rinforzati con 10% (in peso) di Al2O3 depositati tramite
HVOF su dischetti di superlega di nichel single crystal CMSX-4 ed esposti a trattamento termico.
A 1100°C risultano attivati i processi di interdiffusione tra gli elementi del riporto e del materiale base che
favoriscono una omogeneizzazione microstrutturale, come dimostrato da un conseguente appiattimento dei
profili di microdurezza nei campioni rispetto a quelli non trattati termicamente. In particolare, l’esposizione ad
alta temperatura per 500 h comporta una diminuzione della durezza media del rivestimento del 25%. Per contro,
l’ossidazione favorisce la benefica migrazione dell’alluminio verso la superficie esterna del riporto, determinando
l’accrescimento di una scaglia esterna, aderente e protettiva, costituita fondamentalmente da allumina (Al2O3).
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2013-02-25 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 2, 2013
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2013-06-25T18:32:21Z
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"130603 2013 eng "
0026-0843
dc
AISI 316L carbocementato a bassa temperatura (su scala industriale vs. via plasma su scala di laboratorio): studio del comportamento tribologico in condizioni di strisciamento a secco
Ceschini, L.
Marconi, A.
Martini, C.
Montanari, R.
Ucciardello, N.
La cementazione a bassa temperatura (LTC, Low Temperature Carburising) consente di incrementare la
durezza superficiale degli acciai inossidabili austenitici senza comprometterne significativamente la resistenza
a corrosione. Questa tipologia di trattamento è applicata con successo su scala industriale a tale importante
categoria di materiali; tuttavia, i lunghi tempi di processo, conseguenti alla bassa temperatura di trattamento,
comportano alti costi e quindi bassa competitività rispetto ai trattamenti superficiali più tradizionali. Nel tentativo
di superare queste limitazioni, è stato messo a punto, su scala di laboratorio, un trattamento di cementazione a
bassa temperatura assistito da plasma, in cui l’attivazione della superficie è effettuata tramite processi basati
sull’utilizzo di una miscela di H2/CH4 ad alta densità di energia. Il trattamento su scala di laboratorio, eseguito
con miscela al 2% di CH4, è risultato idoneo a formare uno strato di austenite espansa, con spessori compresi
tra 18 e 35 ?m e durezze variabili da 450 a 850 HV. Durezze più elevate (fino a circa 1100 HV) e sostanzialmente
riproducibili sono state invece rilevate sui campioni sottoposti a trattamento industriale. Sui campioni trattati
mediante LTC sono state eseguite prove di strisciamento a secco, con un tribometro “pattino-su-cilindro” (pattini
stazionari: AISI 316L cementato; cilindro rotante: AISI 316L non trattato). I coefficienti d’attrito sono risultati
confrontabili per i campioni industriali e su scala di laboratorio; maggiori criticità si sono rilevate rispetto al
comportamento ad usura per i campioni trattatati su scala di laboratorio, a causa della disuniformità nei valori
di durezza. In ogni caso, il trattamento su scala di laboratorio ha dato luogo a un apprezzabile incremento
della resistenza usura dell’AISI316L rispetto all’acciaio non trattato. Al carico massimo preso in esame (10 N),
i volumi di usura dei campioni a più elevata durezza sono risultati confrontabili con quelli dei provini trattati
industrialmente. In conclusione, il trattamento al plasma su scala di laboratorio ha dimostrato la sua efficacia,
anche se l’apparato prototipale impiegato per la sperimentazione non permette di ottenere un effetto omogeneo
su tutta la superficie dei provini, pur di dimensioni ridotte. Si ritiene tuttavia che il problema possa essere
superabile operando con una camera di maggiori dimensioni, dove gli effetti locali legati a variazioni di curvatura
dei campioni, tipici del trattamento al plasma, possono essere meno critici.
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2013-02-25 00:00:00
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"130603 2013 eng "
0026-0843
dc
Caratterizzazione di deposizioni di zinco ottenute mediante Cold Spray
Maestrini, D.
Faccoli, M.
Roberti, R.
Marconi, G.P.
Il presente lavoro si pone l’obiettivo di indagare l’influenza che ha il tipo di polveri sulle caratteristiche di coating
ottenuti con il processo Cold Spray. I campioni preparati per questo lavoro sono stati ottenuti utilizzando un
impianto per Cold Spray a bassa pressione (LPCS - Low Pressure Cold Spray). Si sono confrontati i rivestimenti
ottenuti con polveri di Zn puro con quelli ottenuti aggiungendo alle polveri di Zn particelle di Al2O3 in differenti
percentuali (10%, 20% e 30%). Si sono condotte osservazioni delle superfici dei campioni e sulla sezione
utilizzando un microscopio elettronico a scansione (SEM). I campioni sono stati analizzati con un diffrattometro
a raggi X per valutare la struttura cristallina del riporto. Si è misurata la microdurezza delle sezioni. Si sono
condotti dei test per valutare il comportamento a corrosione dei vari rivestimenti in nebbia salina.
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2013-02-25 00:00:00
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"130603 2013 eng "
0026-0843
dc
Analisi del comportamento meccanico di lamiere saldate mediante Digital Image Correlation
Silva, G.
Rivolta, B.
Zappa, E.
Gerosa, R.
Silvestri, A.
Mazzoleni, P.
Gualtieri, S.
The existence of a welded zone generally influences the local strain and stress distribution especially in case of
welding defects. A method able to measure the local deformability can hence give many important information
about the real stress and strain fields useful to improve the welded structure design. In this experimental work,
some new generation automotive steels have been considered, because of the well known welding problems
due to their unstable microstructural condition. Such materials, known as Q&P steels and available only as
thin sheets, require a suitable quenching process able to give high mechanical resistance and satisfying
deformability. Some sheet samples were welded by electron beam technique, because it is able to reduce
the width of the heat affected zone where the main microstructural changes are concentrated. From such
samples, tensile specimens were machined. During the tensile tests, the deformations were measured both by
a traditional extensometer and by a 3D Digital Image Correlation (3D DIC) technique. A preliminary investigation
of the melted and the heat affected zones resulted in small dimensions (about 10 mm) and hence the measuring
setup has been optimized in order maximize the achievable measuring resolution minimizing the resulting
uncertainty. This result can be achieved by a pattern generated by a suitable software and by an accurate
preparation of the surface where the pattern will be deposited on.
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2013-02-25 00:00:00
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"130603 2013 eng "
0026-0843
dc
Modellazione di processo, previsione di microstruttura e proprietà meccaniche di ghise sferoidali colate in sabbia
Ceschini, L.
Minak, G.
Morri, Al.
Tomesani, L.
Radovic, N.
Salsi, E.
Squatrito, R.
Questo lavoro presenta i risultati di un’attività di caratterizzazione numerico-sperimentale di un processo di
colata in sabbia di una ghisa sferoidale ferritico-perlitica. L’indagine si è avvalsa di un’attrezzatura di colata
opportunamente progettata e realizzata per fornire moduli termici differenziati, tali da sottoporre il materiale a
diverse condizioni di raffreddamento e solidificazione. Il sistema di colata è stato studiato mediante simulazione
numerica, che ha permesso di replicare con adeguata accuratezza le condizioni di processo poi monitorate.
Le caratteristiche microstrutturali sono state stimate attraverso modelli numerici implementati nel codice di
calcolo PROCAST™ v.2011 per la previsione delle diverse microstrutture ottenute al variare delle condizioni
locali di raffreddamento. La validazione delle simulazioni è stata effettuata comparando i dati ottenuti, con
quelli ricavati da un accurato studio microstrutturale svolto su oltre 2000 micrografie ottiche, avvalendosi di
un software di analisi d’immagine. Sono stati in particolare valutati: porosità percentuale, numero di noduli di
grafite per unità di superficie, area media dei noduli, morfologia media dei noduli, frazioni grafitica, ferritica e
perlitica. Sono state quindi sviluppate relazioni empiriche in grado di permettere la valutazione delle proprietà a
trazione del materiale noti i soli parametri microstrutturali ottenibili dalla simulazione numerica.
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2013-01-25 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 1, 2013
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2013-06-25T18:31:25Z
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"130603 2013 eng "
0026-0843
dc
Evoluzione della relazione cristallografica tra la fase ? e la fase ? in una lega Ti-6Al-4V compressa a 800°C
Cabibbo, M.
Fabrizi, A.
di Salvia, A.
Quercetti, G.
La relazione reciproca tra le due fasi costituenti la lega Ti-6Al-4V, ?HCP e ?BBC, è tale da avere:, che in
letteratura è nota come relazione d’orientamento di Burgers. La coerenza delle due fasi è controllata da questa
reciproca relazione cristallografica. La perdita di coerenza tra le fasi durante la deformazione può provenire da
un non parallelismo tra i due piani cristallografici di confine. Il presente lavoro illustra una caratterizzazione
TEM dell’evoluzione lamellare di coerenza all’interfacciale ?HCP / ?BBC in una lega bifasica Ti-6Al-4V
sottoposta a compressione a caldo a 800°C e velocità di deformazione di 10-3 s-1 e livelli di tensione ?= 0.29,
0.69, e 1.20. La perdita di coerenza avviene ad una deformazione ? ? 0.40, accompagnata da una
accelerazione della sferoidizzazione dinamica della microstruttura lamellare.
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"130603 2013 eng "
0026-0843
dc
Corrosion Behaviour of Al, Cu, and Fe Alloys in Deep Sea Environment
Luciano, G.
Letardi, P.
Traverso, P.
Belsanti, L.
Corrosion Behaviour of Al, Cu, and Fe Alloys in
Deep Sea Environment
G. Luciano, P. Letardi, P. Traverso, L. Belsanti
The aimof this study is to investigate deep sea environment effects on the corrosion of Al, Fe, and Cu alloys, employed
in the KM3NeT project, a deep sea infrastructure designed to host a neutrino telescope. Alloys commonly used in
seawater, as well as less widely employed materials were studied. Samples were immersed at the NEMO site (located
off Capo Passero, Italy; 3365 mdepth) for consecutive time periods of 6, 12 and 18 months. A representative set of
samples was recovered and laboratory tests performed to evaluate the type and degree of corrosion attack. Stainless
steels reported the best performance in terms of weight loss, corrosion rate, and corrosion morphology. However, also
Al 5093 and Al 6082 performed satisfactorily, in terms of weight loss and corrosion rate. This prescreening will be
partially employed in selecting buildingmaterials for the KM3NeT structure.
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2013-01-25 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 1, 2013
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"130603 2013 eng "
0026-0843
dc
The effect of intense external influences on the structure and properties of alloys
Maltseva, L.A.
Maltseva, T.V.
Ozerets, N.N.
Sharapona, V.A.
Levina, A.V.
For the production of special high-wire thin and very thin sections austenitic steel has been widely adopted.
Developed carbon-free highly alloyed Fe-Cr-Ni based steel in the quenched condition has a high plasticity,
manufacturability and low strength. High adaptability of these steels allowed conducting extensive plastic
deformation as shear under pressure and drawing. Prerequisite for a high plasticity and adaptability of the
developed steels are: their doping with low carbon, 0.03% C, as well as cobalt and nickel content, which
increase the plasticity of steels. Secondly, the presence of strain-metastable austenite, which during severe
plastic deformation is almost completely transformed into deformation martensite and the related TRIP-effect.
Especially important is the fact that thanks to high steels manufacturability, the effect of severe plastic
deformation leads to the formation of submicro- and nanocrystalline structure (mainly with high-angle
misorientations at grain boundaries with high strength) in long workpieces. The aging of the deformed steels
causes an additional increase of mechanical properties, which is associated with the occurrence of a
supersaturated BCC solid solution (strain martensite). The resulting allocation of intermetallic phase NiAl is
nanocrystalline, which is especially important in obtaining the finest wire diameters. It should be noted that
ageing can be performed on finished products.
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0026-0843
dc
Breakaway oxidation su acciai inossidabili
Lussana, D.
Miranti, L.
Castellero, A.
Rizzi, P.
Battezzati, L.
Balducci, E.
Massazza, M.
Baricco, M.
In questo lavoro sono stati eseguiti trattamenti di ossidazione ad alta temperatura su un acciaio AISI 304L in condizioni controllate per studiare il fenomeno della breakaway oxidation. Esso consiste nella rottura localizzata dello strato di ossido dovuta a shock termici o meccanici, con conseguente esposizione di metallo non ossidato all’atmosfera ossidante. Data la sua natura, si tratta di un fenomeno difficile da prevedere e da monitorare. Sono stati messi a punto metodi per la sua identificazione attraverso tecniche di analisi termica e di microscopia elettronica. E’ stata valutata l’influenza di temperatura, atmosfera ossidante e umidità sulla occorrenza del fenomeno, con riferimento al processo produttivo degli acciai. La possibilità di prevedere nel dettaglio i tempi di trattamento termico ai quali si osserva il fenomeno di breakaway oxidation si conferma limitata.
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dc
Ruolo dell’instabilità microstrutturale nel creep: casi di studio
Spigarelli, S.
Il creep dei materiali metallici viene molto spesso studiato analizzando in maniera accurata i risultati delle prove meccaniche di laboratorio, senza però tener conto che in maniera molto qualitativa di quanto avviene durante l’esposizione ad alta temperatura. I risultati delle prove meccaniche, per esempio sotto forma di tempo a rottura in funzione della tensione applicata, sono spesso descritti attraverso relazioni del tutto empiriche, tipicamente equazioni polinomiali, che per la loro stessa natura presentano molti problemi in fase di estrapolazione. Un approccio più sistematico consiglierebbe invece un’approfondita analisi delle correlazioni fra evoluzione microstrutturale e risposta meccanica, con lo scopo di arrivare ad equazioni costitutive basate sulla fisica dei fenomeni. Nonostante tale approccio possa apparire complesso e dispendioso, e per tale motivo esso venga quasi costantemente accantonato, si può dimostrare come una sua applicazione garantirebbe sostanziali vantaggi rispetto ai modelli convenzionali più o meno empirici. A questo scopo il presente lavoro presenta due casi di studio apparentemente molto diversi, cioè il creep delle leghe di magnesio e quello degli acciai 9Cr. Si dimostrerà come, pur tenendo conto delle ovvie differenze, la stessa metodologia possa essere utilizzata ottenendo una qualità della descrizione dei risultati sperimentali che, persino per alcuni utilizzatori, potrebbe risultare addirittura sorprendente.
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0026-0843
dc
Misure di durezza su materiali metallici su scala nanometrica
Ricci, P.
Cabibbo, M.
La durezza è un parametro fondamentale nella progettazione e nello sviluppo di componenti ingegneristici con
elevate prestazioni strutturali e tribologiche. Essa rappresenta una misura della resistenza alla deformazione
del materiale. Pur non essendo una caratteristica intrinseca del materiale, è sicuramente quella più
facilmente misurabile: in base al materiale da esaminare e al tipo di analisi si possono distinguere diverse
tecniche per la misurazione della durezza che vanno dalla macro alla nano scala.
In questo studio sono state prese in esame la microdurezza e la nanodurezza di cinque materiali diversi:
alluminio, rame, ghisa sferoidale, acciaio da costruzione 100Cr6 e quarzo fuso, quest’ultimo scelto come
campione di riferimento. Fatta eccezione per il quarzo fuso, che presenta una durezza praticamente costante
al variare del carico, gli altri materiali presi in esame presentano dei valori di nanodurezza maggiori di quelli
ottenuti con la microdurezza. La ragione principale è da ricercarsi nel fatto che la misura di durezza mediante
nanoindentazione si basa sulla proiezione dell’area di contatto Ac in luogo della proiezione dell’area residua
Ar come avviene nel caso delle misure di microdurezza. In più altri fattori, quali pile-up e sink-in, possono
influire pesantemente sulle differenze che si riscontrano tra i risultati della nanoindentazione e quelli della
microindentazione. Sono quindi esposti e discussi alcuni dei limiti della nanoindentazione sulla base di un
confronto con i risultati ottenuti mediante microdurezza.
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dc
Methodological approach of antibacterial surfaces characterization
Allion, A.
Van Hecke, B.
Boubetra, A.
Lenestour, F.
The surface biocontamination is a very widespread phenomenon in the food industries, medical appliances...
This biofouling can alter the products, leading to economic losses linked or not to health problems. Stainless
steel is extensively used in the above mentioned markets because of its good cleanability, high corrosion
resistance, stability, inertia under most circumstances.
Nevertheless, in material research, an important way of investigation is the elaboration of material able to kill
microorganisms that are in contact with or limit their proliferation. The development of such surfaces requires
robust and standardized methods to quantify the antimicrobial activity of those materials. Only few standards
are available such as JIS Z2801 which is based on a culture method. This standard was assessed and
compared to alternative methods. The study was carried out using stainless steel as the reference material,
“antimicrobial” materials, and two bacterial species: E. coli and S. aureus.
Because viability is not easily defined with a single physiological or morphological parameter, the obtained
results show the possible overestimation of the material antimicrobial activity with cultivation methods such
as the JIS Z2801 standard. Thereby, to assess the antibacterial activity of materials, it is preferable to combine
different methodologies, such as culture and in situ detection.
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dc
Study of cracks propagation inside the steel on press hardened steel zinc based coatings
Drillet, P.
Grigorieva, R.
Leuillier, G.
Vietoris, T.
Al-Si coating is the most suitable solution for main Hot-Forming applications, particularly in terms of process
window for the hot stampers and in perforating corrosion resistance after austenitization. But for some specific
cases, a few customers require galvanic edge protection. So, in order to satisfy this requirement zinc based
coatings were developed for Hot-Forming.
On these Zn based coatings a full microstructural characterization was carried out on the coating influence on
the steel/coating interface during the hot stamping. It appears that some cracks propagation is always
observed inside the steel with Zn based coatings. Two separate cases corresponding to two mechanisms have to
be distinguished: Macro and Micro-cracks. The MACRO-cracks propagation is related to a liquid zinc
penetration inside the previous austenitic steel grains boundaries. This is encountered for areas showing a
high level of tensile stress with remaining liquid Fe-Zn phases in the coating during the deformation. Thus, a
cold deformation is a preliminary step for GI coating. The MICRO-cracks propagation is related to a friction
issue between the coating surface and the tools at high temperature. The higher micro-cracks density is
consequently observed on areas more sensitive to friction. The phases inside the steel responsible for this
propagation have been identified. Some solutions to avoid these phenomena are proposed, particularly in the
case of the micro-cracks for Direct Hot-Forming applications (GA coatings).
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dc
Developing of thin chromium-free multifunctional treatments on hot dip galvanized steel: strategy, implementation and experience
Fleischanderl, M.
Reiter, G.
Marion, S.
Stögmüller, E.
Fafilek, G.
Since the use of hexavalent chromium in automotive and electronic equipment is largely prohibited, many
different hexavalent chromium free conversion layers have been developed. In this work, different Crfree
phosphate and polycarboxylate based conversion coatings were characterized (with electron microscopy
and other surface analytical methods) for the usage of a multifunctional property layer for hot dip
galvanised steel strips. The different corrosion resistance of such conversion coatings on ZM [1]
(ZnAlMg) and Z (Zn) will be another topic of this paper [2]. The corrosion protection properties of
these phosphate based conversion coatings on Z and ZM were characterized in a standardized salt spray test.
Finally the conversion layers and the barrier protection effect on Cr-free treated zinc and zinc magnesium was
investigated by cyclovoltammetry.
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0026-0843
dc
Numerical analysis model of galvanic corrosion in consideration of ion movement and reactions
Okada, N.
Nishihara, K.
Matsumoto, M.
Kudo, T.
We have developed a new numerical analysis model for galvanic corrosion that can calculate ions movement,
reactions and electroneutrality. In this model, major species and reactions were considered, and ion density distribution
is corrected by solving Poisson's equation to satisfy electroneutrality. Reactions are calculated based
on chemical equilibrium. Galvanic corrosion of a Fe/Zn couple in a NaCl, MgCl2 solutions and artificial sea
water was calculated by this model. The distributions of pH, ion density and corrosion products were discussed
in these solutions. The distributions of corrosion product obtained by the numerical analysis model agreed
well with those measured by FT-IR method qualitatively. In 500ppm NaCl solution, Zn(OH)2, ZnCl2/6Zn(OH)2
and ZnCO3 were precipitated on the Zn and near the Fe/Zn interface, while there were little precipitations on
the Fe far from the Fe/Zn interface. On the other hand, Mg(OH)2 was precipitated on the Fe in 500ppm MgCl2
solution and 1/100 artificial sea water. Mg(OH)2 may contribute to corrosion protection of the Fe in the solution
including Mg2+. It is noted that Mg(OH)2 can be precipitated only in the cathodically protected area because
the solubility product constant of Mg(OH)2 is larger than that of Fe(OH)2.
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0026-0843
dc
La nanoindentazione applicata a materiali metallici massivi: limiti e suggerimenti
Ricci, P.
Cabibbo, M.
La durezza è un parametro fondamentale nella progettazione e nello sviluppo di componenti ingegneristici con
elevate prestazioni strutturali e tribologiche. Essa rappresenta una misura della resistenza alla deformazione
del materiale. Pur non essendo una caratteristica intrinseca del materiale, è sicuramente quella più
facilmente misurabile: in base al materiale da esaminare e al tipo di analisi si possono distinguere diverse
tecniche per la misurazione della durezza che vanno dalla macro alla nano scala.
In questo studio sono state prese in esame la microdurezza e la nanodurezza di cinque materiali diversi:
alluminio, rame, ghisa sferoidale, acciaio da costruzione 100Cr6 e quarzo fuso, quest’ultimo scelto come
campione di riferimento. Fatta eccezione per il quarzo fuso, che presenta una durezza praticamente costante
al variare del carico, gli altri materiali presi in esame presentano dei valori di nanodurezza maggiori di quelli
ottenuti con la microdurezza. La ragione principale è da ricercarsi nel fatto che la misura di durezza mediante
nanoindentazione si basa sulla proiezione dell’area di contatto Ac in luogo della proiezione dell’area residua
Ar come avviene nel caso delle misure di microdurezza. In più altri fattori, quali pile-up e sink-in, possono
influire pesantemente sulle differenze che si riscontrano tra i risultati della nanoindentazione e quelli della
microindentazione. Sono quindi esposti e discussi alcuni dei limiti della nanoindentazione sulla base di un
confronto con i risultati ottenuti mediante microdurezza.
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0026-0843
dc
Effect of oxide species and bath temperature on reactions in a galvanizing bath of Si-containing steel
Yasui, T.
Nakazawa, M.
Reaction behavior was investigated in a galvanizing bath between Si-containing steel and molten Zn, in
order to understand the influence of Si oxides and solute Si on galvanizing reactions. For the 0.2Si steel, only
Mn2SiO4 formed on the surface of the substrate after reduction annealing. After galvanizing, the Fe amount
in the coatings slightly increased with the rise of the bath temperature. In contrast, the Al amount at the
substrate/coating interface (interfacial Al) decreased. As such behavior is similar to 0.01Si steel, it was
suggested that the influence of Mn2SiO4 on a galvanizing reaction is small. For the 1.2Si steel, on the other hand,
SiO2 formed on the surface of the substrate in addition to Mn2SiO4 after reduction annealing, and the galvanizing
reaction was quite different from other kinds of steel. Although both the Fe in the coatings and interfacial Al were
much lower below 450ºC, the Fe in the coatings increased sharply with a rise in bath temperature to more than
460ºC. As SiO2 was detected on the coating/substrate interface, even after galvanizing at 470ºC for the 1.2Si steel,
it was considered that SiO2 exhibits a barrier effect on the reaction in the bath.
Furthermore, for the 1.2Si steel, the Fe-Zn compounds seemed to form easily compared to other kinds of
steel. It was implied that the balance of stability between the Fe-Zn compounds and Fe-Al compounds was changed
by the solute Si in the substrate in addition to Si oxides.
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0026-0843
dc
Rivestimenti anticorrosivi che consentono il risparmio energetico e riducono l’impatto ambientale
Donelli, P.
Picoltrini, B.
Donelli, L.
Il risparmio energetico e la tutela dell’ambiente sono sempre più considerati una priorità. I rivestimenti
protettivi, se è stato specificato il ciclo idoneo e lo stesso è stato correttamente applicato, possono giocare un
ruolo rilevante nel raggiungimento degli obiettivi citati. Il presente documento espone una serie di tecnologie
e soluzioni specificatamente sviluppate per la protezione di scambiatori di calore liquido/liquido ed
aria/liquido ed approfondisce come l’utilizzo di rivestimenti dotati di elevate resistenze alla corrosione
aumenti anche l’efficienza degli apparecchi riducendo significativamente i costi di gestione, come risultato
assolutamente non trascurabile connesso alla corretta protezione anticorrosiva.
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0026-0843
dc
Integration of intrusive and non-intrusive methods for corrosion and sand/erosion monitoring
Wold, K.
Stoen, R.
Rapone, M.
Integration of intrusive
and non-intrusive methods for corrosion
and sand/erosion monitoring
K. Wold, R. Stoen, M. Rapone
There is an increased focus today on corrosion and sand/erosion monitoring in both upstream oil and gas
production as well as in plant/refinery operations. The objectives for such monitoring include process
optimization, increased production, the reduced use of chemicals, and the improved integrity and safety of
facilities. A range of intrusive and non-intrusive methods are available today both for corrosion and
sand/erosion monitoring. There are also a wide range of data communication options, and wireless
technologies which are making on-line monitoring more attractive and less costly. This paper briefly provides
an overview of the different monitoring methods alongside their advantages and limitations, and how they can
be integrated within one system, using the same software and infrastructure.
The paper also presents data examples of non-intrusive corrosion monitoring for high temperature
applications in refineries as well as sand/erosion data from an offshore North Sea field, using intrusive
sensors and data management software.
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0026-0843
dc
Un impianto innovativo nella filiera del recupero della scoria da forno elettrico
Svanera, M.
Panza, S.
Uberto, F.
Roberti, R.
Nel presente lavoro viene presentato il sistema Slag-Rec per il trattamento della scoria EAF, che è stato
realizzato presso MFL, Liezen (Austria) ed è attualmente in fase di installazione ed avviamento presso la
acciaieria ASO, Ospitaletto (Brescia). Il sistema permette di realizzare la granulazione a secco della scoria,
eliminando il contatto della stessa con acqua di raffreddamento, attuando allo stesso tempo un
raffreddamento controllato e ripetibile in funzione del tipo di scoria da trattare.
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0026-0843
dc
Attività di laboratorio collegate a casi di corrosione in ambito nautico: ricerca delle cause di danneggiamento
Rolla, L.
De Luise, V.
Dellabiancia, C.
A seguito dei controlli effettuati su componenti di imbarcazioni (scafi, assi portaelica, impianti di
raffreddamento), sono stati riscontrati vari tipi di corrosione, schematicamente rappresentati.
Tali casi coinvolgono i diversi materiali usati nelle imbarcazioni o negli apparati loro propri e sono stati
illustrati i relativi controlli più significativi, quali l’osservazione visiva, gli esami macrografici, l’analisi
chimica del materiale, la sua caratterizzazione micro-strutturale e le misure di differenza di potenziale (ddp).
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0026-0843
dc
Studio dell’ossidazione a caldo di materiali altolegati per caldaie industriali
Rizzi, M.
Guerrini, E.
Trasatti, S. P.
Al fine di migliorare la durabilità di caldaie ad elevata efficienza per la produzione di energia, alimentate dai
più diversi combustibili, è essenziale sviluppare ed applicare materiali per alte temperature con caratteristiche di
resistenza a corrosione che ne garantiscano una “life time” elevata anche nelle condizioni di servizio più severe.
Scopo di questo studio è quello di investigare il comportamento a corrosione, con particolare attenzione ai
meccanismi di ossidazione a caldo, di alcuni acciai inossidabili tipicamente impiegati quali materiali per la
costruzione di caldaie industriali: 347HFG, 310N, 304HCu e la lega 617. Gli acciai oggetto dello studio sono stati
forniti nella forma di tubi senza saldatura. Il cuore della sperimentazione è rappresentato da una campagna di
prove di ossidazione a caldo in un intervallo di temperature tra i 700° e i 900°C e per tempi variabili dalle poche
ore ai giorni, in flusso continuo di ossigeno puro. Le ossidazioni sono state eseguite sia in continuo con l’ausilio
di una termobilancia, sia in discontinuo in convenzionali forni tubolari. Mentre le prime fornivano informazioni
di tipo cinetico, queste ultime avevano lo scopo di preparare campioni per le successive prove di
caratterizzazione. L’esame al SEM degli ossidi cresciuti sulla superficie dei campioni trattati termicamente per
una settimana evidenziano in tutti i casi una morfologia a tre strati. L’analisi EDS riconduce a CrOx, spinello Fe-
Cr e FeOx. Lo spessore medio del film di ossidazione non supera mai i 10-15 ?m Le caratteristiche elettrochimiche
della superficie dei campioni “as received” e dopo ossidazione termica per tempi variabili (da 1 a 7 giorni) sono
state valutate mediante l’ottimizzazione di esperimenti di polarizzazione anodica a 25 °C in una soluzione
elettrolitica H2SO4 3M + NaCl 0,7M. Il trattamento termico non modifica in modo sostanziale le caratteristiche
elettrochimiche dei singoli acciai inossidabili rispetto alla condizione “as received”. Lo stato di passività
iniziale è mantenuto, sebbene siano richieste correnti più elevate per garantirlo. Anche dopo ossidazione
termica, le caratteristiche dell’ossido superficiale sembrano simili, esibendo in tutti casi analoghi stati di
passivazione secondaria. Sono in corso analisi XPS per indagarne la natura.
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2012-02-25 00:00:00
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0026-0843
dc
Strip Annealing Furnaces for New Galvanizing Lines
Astesiano, D.
Ghira, D.
Leoncini, C.
Constant improvements to continuous annealing process technology are necessary for the production of both
new and traditional steel grades to provide good formability and ductility and also gives higher mechanical
properties when combined with correctly tuned steel chemical compositions.
One vertical and one horizontal type furnace are to be started up at Acciaieria Arvedi S.p.A. (Italy) in 2011,
these furnaces form part of the Continuous Galvanizing Line (CGL) in the Danieli Cold Mill Complex, this
complex also includes a six-high Tandem Coil Mill and Push-Pull Pickling Line.
The furnaces will be able to match any market requirements for different annealing cycles, thus combining
high performance with low investment and transformation costs. Short heat-up, long soaking, both slow and
rapid cooling have all been included in equipment design to give any type of annealing curve and include a
large group of steel grades commonly required by the market. Planned expansion will allow for additional
slow cooling and extended over-aging time. High performance direct flame burners and radiant tubes fed by
natural gas are the key to guarantee strip quality and low maintenance costs. Flexible rapid jet cooling
performs different cooling rates to accommodate the metallurgy of several different steel grades.
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Loss of coherency at interphase ?/? boundary in Ti-6Al-4V alloys during deformation at 800°C
Cabibbo, M.
Di Salvia, A.
Zherebtsov, S.
Ti-6Al-4V is one of the major titanium-based alloy especially for creep purposes. The alloy is generally
subjected to high temperature deformation and it is generally used at warm/high temperatures. The alloy
(?+???)-transus temperature is 995°C, that is, for temperatures within 995°C a mixed ?+? phases
microstructure characterizes the alloy mechanical behavior. The mutual relationship between the two phases,
?????HCP and?????BBC, is such to have: {0001}? || {110}? ; {11-20}? || {111}?, which in literature are known as
Burgers orientation relationship. The coherency of the two phases is controlled by this crystallographic mutual
relationship. Phases semi-coherency and non-coherency come from a non parallelism between the two
boundary crystallographic planes. The present work focuses on the microstructure evolution of the ?HCP/?BBC
interface coherency character with hot compression at 800°C and a strain rate of 10-3s-1 to an average true
strain of ? = 0.29 and 0.69. Loss of coherency was determined to occur at a strain ? = 0.40. The present study
was carried out by TEM inspections and SAEDP analyses.
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2012-03-25 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 3, 2012
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"130606 2013 eng "
0026-0843
dc
Study of new heat treatment parameters for increasing mechanical strength and stress corrosion cracking resistance of 7075 Aluminium alloy
Silva, G.
Rivolta, B.
Gerosa, R.
Derudi, U.
For many years 7075 Aluminum alloys have been widely used especially in those applications for which high
mechanical performances are required. It is well known that the alloy in the T6 condition is characterized by
the highest ultimate and yield strengths, but, at the same time, by poor stress corrosion cracking (SCC)
resistance. For this reason, in the aeronautic applications, new heat treatments have been introduced to
produce T7X conditions, which are characterized by lower mechanical strength, but very good SCC behavior,
when compared with the T6condition. The aim of this work is to study the tensile properties and the SCC
behavior of 7075 thick plates when submitted to a single step ageing by varying the ageing times. The tests were
carried out according to the standards and the data obtained from the SCC tests were analyzed quantitatively by
an image analysis software. The results show that, if compared with the T7X conditions, the single step ageing
performed in the laboratory can produce acceptable tensile and SCC properties. The data should be confirmed
by experiments carried out on thick plates submitted to heat treatments in industrial furnaces
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"130606 2013 eng "
0026-0843
dc
Composito in fibra di vetro con inserti di CuZnAl a memoria di forma per applicazioni ad alto smorzamento
Biffi, C. A.
Bassani, P.
Tuissi, A.
Carnevale, M.
Lecis, N.
Lo Conte, A.
Previtali, B.
In questo lavoro è proposta la realizzazione e caratterizzazione di un materiale composito, in cui la leggerezza della
struttura in fibra di vetro viene combinata alla capacità di smorzamento di inserti in lega a memoria di forma (SMA)
a base rame, per la riduzione delle vibrazioni in sistemi meccanici. Gli inserti in SMA sono costituiti da due sottili
lamine di CuZnAl, tagliate mediante tecnologia laser secondo una geometria ottimizzata per migliorare l’adesione tra
l’elemento metallico e la fibra di vetro. Lo studio proposto valuta dapprima l’effetto della lavorazione laser sulla
trasformazione martensitica e sulle proprietà di smorzamento del materiale SMA e successivamente propone misure
di smorzamento di vibrazioni flessionali sul composito realizzato, e su campioni analoghi privi dell’elemento SMA.
Dall’analisi di queste ultime prove è possibile concludere che l’introduzione della lega a memoria di forma consente
di migliorare le capacità di smorzamento del materiale composito, per l’utilizzo in sistemi meccanici.
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0026-0843
dc
Development of 590MPa grade DP GA steel for automotive outer panel use
Moon, M. B.
Lee, S. W.
Park, S. J.
Recently high strength steels with high formability for automotive parts have been being developed to meet the
demands of passenger safety and weight reduction of car body. Among these high strength steels, dual
phase(DP) steels are regarded as one of the attractive steels due to their excellent mechanical properties
including high strength and ductility. However, typical high strength steels contain strengthening elements that
forms surface oxide and thus deteriorate galvanizing property. Galvanizing of high strength steel is required to
satisfy corrosion resistance of automotive body. Typical outer panel parts requiring anti-dent property are
comprised of 340MPa grade bake hardened(BH) steel, but the trend of lightweight car body drives steels to
have higher strength for outer panel use. 490MPa grade DP steel is beginning to be applied into some
automobiles, and 590MPa grade DP steel is a good candidate for the future outer panel material. In this
study, several kinds of alloys for enhancing galvanizability were produced in the laboratory scale, and the
effects of continuous annealing conditions in CGL on the mechanical properties were investigated. The
microstructure and phase distribution were examined with SEM, EBSD, TEM and so on. Line trial production
was conducted with the selected chemical composition of steel. Formability, weldability and CAE analysis of
steel sheet was also performed. Through the study, the production of 590MPa grade dual phase galvannealed
steels with good formability and galvanizability was shown to be possible.
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0026-0843
dc
Sonda di potenziale con elettrodo di zinco incorporato per il monitoraggio delle condizioni di protezione catodica
Brenna, A.
Lazzari, L.
Ormellese, M.
La memoria riporta i risultati di prove di laboratorio su una sonda di potenziale con elettrodo di zinco
incorporato. Il lavoro sperimentale è suddiviso in due parti. Nella prima, sono state effettuate prove al fine
di mettere a punto la composizione di un opportuno backfill per l’elettrodo di zinco. Sono state
effettuate misure d’assorbimento d’acqua, di conducibilità elettrica e di perdita di massa su miscele a base
di gesso e altri additivi aggiunti per migliorare le proprietà igroscopiche del backfill, limitando allo stesso
tempo il dilavamento del gesso. Nella seconda parte, sono state fatte prove su una sonda prototipo per
verificare la stabilità dell’elettrodo di zinco durante la misura in continuo del potenziale in condizioni di
protezione catodica in ambienti a diversa secchezza.
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0026-0843
dc
Aluminium based components with enhanced characteristics through advanced squeeze casting process
Rosso, M.
Peter, I.
Molina, R.
Montedoro, A.
Tonno, G.
Claus, P.
Components in the field of automotive application produced by a modified squeeze casting process have been
considered. This innovative process has been oriented toward the manufacturing of high resistance and high
toughness automotive parts using A380 alloys and they have been subjected to T6 heat treatment. Standard
samples have been machined directly from real automotive components for tensile properties evaluation and
hardness values determination. Superior mechanical characteristics have been obtained thanks to the low
porosity content and to the particular microstructure features. Fracture surfaces analysis have been realised
on the fractured samples, identifying some minor defects, like the presence of carbon particles (with any
dangerous effect on the mechanical performances) and some nano-sized oxide inclusion. Moreover, the same
fracture surface analysis highlights the ductile natures of the fracture. On the polished transverse sections of
the samples morphological analysis has also been performed.
High level of resistance and toughness has been obtained for all considered parts. The achieved results
demonstrate the reliability of the modified squeeze casting process for production of automotive components.
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"130606 2013 eng "
0026-0843
dc
Investigation of corrosion resistance of pre-painted Zn-11%Al-3%Mg-0.2%Si alloy coated steel sheet through outdoor exposure test in Okinawa
Ueda, K.
Takahashi, A.
Kubo, Y.
Zn-11%Al-3%Mg-0.2%Si alloy coated steel sheet was well known as a coated steel exhibiting high corrosion
resistance. In order to develop and enhance the cut edge corrosion resistance of chromate –free prepainted
steel sheet, the corrosion resistance of the pre-painted Zn-11%Al-3%Mg-0.2%Si alloy coated steel
sheet (pre-painted SD) after 9.5 years of exposure test in Okinawa was evaluated and investigated in this
study. As a result, the corrosion resistance of pre-painted SD was better than that of pre-painted Zn-0.2%Al
coated steel sheet. The analysis of corrosion products of the corroded pre-painted SD by EPMA and XRD
were carried out. Simonkolleite; Zn5(OH)8Cl2
.H2O, gordaite; NaZn4(SO4)Cl(OH)6
.6H2O and zinc
aluminium carbonate hydroxide, Zn6Al2(OH)16CO3
.4H2O were found in the corrosion product under the paint
film and the corrosion product of Mg-rich was observed on the steel cut edge of pre-painted SD. From these
result, the mechanism of the cut edge corrosion resistance of pre-painted SD was discussed in the study.
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"130606 2013 eng "
0026-0843
dc
Danneggiamento per pitting di acciai bonificati, cementati e nitrurati
D’Errico, F.
Boniardi, M.
Casaroli, A.
La comprensione dei meccanismi di danneggiamento che portano al manifestarsi dell’usura per fatica
è di fondamentale importanza per l’ottimizzazione dei materiali e dei trattamenti termici.
Il presente lavoro ha previsto l’esecuzione di prove di rotazione disco su disco (rolling disc-on-disc test).
Questo metodo si basa sulla rotazione simultanea di una coppia di dischi sagomati in modo da simulare
il contatto tra superfici sferiche. Le prove sono state eseguite su tre differenti tipi di acciaio:
• UNI EN 42CrMo4 bonificato; • UNI EN 18NiCrMo5 cementato; • UNI EN 42CrMo4 nitrurato
Lo scopo del presente lavoro è quello di identificare i meccanismi di danneggiamento coinvolti
nella fase di innesco del fenomeno di usura per fatica e durante la sua evoluzione.
A tal proposito sui campioni ottenuti dalle prove di rotazione disco su disco sono state condotte numerose analisi
frattografiche sia ad occhio nudo, che mediante l’utilizzo del microscopio elettronico a scansione (SEM).
Sono stati identificati differenti meccanismi di danneggiamento a seconda del tipo di acciaio:
• UNI EN 42CrMo4 bonificato: pitting dovuto a cricche originate negli strati superficiali
fortemente incruditi. • UNI EN 18NiCrMo5 cementato: pitting originato dagli ossidi depositati a bordo grano
durante la fase di carburazione. • UNI EN 42CrMo4 nitrurato: pitting dovuto a cricche che si
innescano e propagano all’interno della coltre bianca.
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"130606 2013 eng "
0026-0843
dc
Effect of Kolsterising treatment on surface properties of a duplex stainless steel
Faccoli, M.
Cornacchia, G.
Roberti, R.
Bordiga, V.
In recent years, attempts of engineering the surface of duplex stainless steels were made in order to enhance
their hardness and tribological properties, without affecting their corrosion resistance. A possibility of
improving these properties is provided by a family of processes developed by Prof. B.H. Kolster in the
Netherlands in the late 1980’s. These processes (usually referred to as Kolsterising® treatments) consist in a low
temperature surface carburizing, which involves the diffusion of large quantities of carbon atoms (up to 6-7
wt.%) into the steel at a diffusion temperature below 450 °C. In the present paper a characterization of the
surface layer of Kolsterised duplex SAF 2205 stainless steel was carried out to study the effects of this treatment
on surface properties. The characterization includes optical metallographic examination, microhardness tests
and SEM-EDS investigation on the Kolsterised steel in the as treated condition and after annealing treatments at
200, 250, 300, 350 and 400°C for 10 hours, to evaluate the stability of Kolsterised layer’s properties with a
moderate increase in temperature. Moreover, complying with ASTM G48-03 Method E Standard, in order to
evaluate the effect of the Kolsterising® treatment on steel pitting resistance, the critical pitting temperature was
obtained for Kolsterised duplex SAF 2205 stainless steel compared with the base metal.
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"130606 2013 eng "
0026-0843
dc
Resistenza a fatica dell’acciaio 1.5%Cr-0.2%Mo-0.2%C sinterizzato e sottoposto a nitrurazione in plasma: effetto della frazione di sezione utile resistente
Menapace, C.
Molinari, A.
Santuliana, E.
Lorenzi, G.
In questo lavoro è stata studiata la resistenza a fatica per flessione alternata di un acciaio sinterizzato
contenente 1.5%Cr, 0.2%Mo e 0.2%C nitrurato in plasma. Il materiale è stato prodotto variando la pressione di
compattazione e la temperatura di sinterizzazione per ottenere diversi valori della frazione di sezione utile
resistente. L’indurimento superficiale e lo stato di tensione residua di compressione nello strato di diffusione
promuovono la nucleazione della cricca di fatica negli strati sub superficiali rendendo il comportamento a
fatica meno sensibile alla porosità superficiale (tendenzialmente maggiore rispetto alla porosità media) e
fortemente dipendente dalla frazione di sezione utile resistente.
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"130606 2013 eng "
0026-0843
dc
Valutazione del comportamento a corrosione di differenti trattamenti termochimici su substrati in acciaio
Sisti, V.
Trasatti, S.P.
Cislaghi, L.
Lo scopo del presente lavoro è stato quello di porre le basi per la messa a punto di un protocollo di prova
che permetta di differenziare i diversi trattamenti superficiali in termini di resistenza a corrosione.
A tal fine, tre diversi substrati in acciaio, convenzionalmente impiegati nelle specifiche applicazioni
(42CrMo4, ST52 e C45) sono stati sottoposti a differenti trattamenti termochimici quali nitrurazione e
nitrocarburazione ionica, seguiti da post-ossidazione in protossido di azoto, e a nitrocarburazione salina.
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"130606 2013 eng "
0026-0843
dc
Caratterizzazione microstrutturale e meccanica di un acciaio Q&P al Silicio e Molibdeno
Pastore, E.
Holovenko, O.
De Negri, S.
Ienco, M.G.
Macciò, D.
Pinasco, M.R.
Saccone, A.
De Sanctis, M.
Valentini, R.
Le crescenti richieste del settore automotive di acciai altoresistenziali (AHSS) aventi elevate caratteristiche
resistenziali unite a buona tenacità, in modo da sviluppare veicoli leggeri, resistenti e sicuri, ha condotto allo
studio, ancora in via di sviluppo, di una nuova classe di AHSS: Quenching and Partitioning (Q&P). Alla base
del processo Q&P vi è la diffusione del carbonio dalla martensite, fase sovrassatura di carbonio, all'austenite
residua al fine di ottenere quest'ultima stabilizzata a fine trattamento.
In questo studio, un acciaio a basso tenore di carbonio alligato con Si (elemento ritardante la formazione di
carburi, fenomeno competitivo alla partizione), Mn e Mo (per conferire sufficiente temprabilità), è stato
sottoposto a cicli termici Q&P differenti per temperatura di soaking (in campo intercritico), temperature e
tempi di tempra e partizione. Le metodologie adottate nello studio sono state: analisi microstrutturale in
microscopia ottica ed elettronica a scansione (SEM), diffrattometria a raggi X per la determinazione della
frazione in volume di austenite residua a temperatura ambiente, misure di durezza Vickers e prove di trazione.
Scopo del lavoro è la correlazione fra i diversi parametri di processo, la microstruttura e le proprietà
meccaniche. Ulteriori chiarimenti si avranno da osservazioni al microscopio in trasmissione ed utilizzo delle
EBSD (Electron back scattering diffraction).
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eng
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2013-06-25T23:03:57Z
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"130606 2013 eng "
0026-0843
dc
Acciai inossidabili ferritici per elettrovalvole: effetto del trattamento termico e delle lavorazioni a freddo sulle caratteristiche magnetiche
Vicario, V.
Zago, A.
Rocchino, L.
Fiorillo, F.
Bandini, M.
Guidetti, D.
Il settore applicativo delle elettrovalvole impone limiti molto stringenti sulle proprietà magnetiche (campo
coercitivo, curva di isteresi e permeabilità magnetica) dei materiali utilizzati per la realizzazione
dei componenti: tali requisiti non vengono soddisfatti dagli acciai inossidabili ferritici ricotti in
condizioni “standard”. Questo lavoro descrive il complesso processo di messa a punto, su un acciaio
non appartenente alla categoria appositamente creata per questa applicazione, di un trattamento
termico dedicato e di un ciclo di trasformazione delle barre finalizzato alla produzione di proprietà ottimali.
In particolare vengono correlati alle caratteristiche magnetiche i diversi parametri del ciclo produttivo,
le caratteristiche microstrutturali e le misure di tensioni residue ottenute mediante diffrattometria raggi X.
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eng
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2013-06-25T18:44:03Z
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"110101 2011 eng "
0026-0843
dc
The recent development of steels with carbide-free acicular microstructures containing retained austenite
Edmonds, D.
Matlock, D.
Speer, J.
After a lengthy period of improvement in carbon steel ferrite/pearlite microstructures by microalloying and
controlled processing, some attention has focused back more recently upon acicular forms of microstructure.
In particular, an interesting advance in this area has been the development, primarily by alloying with Si, of
so-called ‘carbide-free’ bainitic steels, where carbon-stabilized retained austenite is substituted for cementite.
Transformation induced plasticity (TRIP) sheet steel with enhanced properties, principally targeted for
automotive use, and future potential ‘nanobainite’ steel, are two noteworthy examples. Even more recently, this
concept of developing steel microstructures containing carbon-enriched retained austenite has been extended
further by introducing novel heat treatment procedures to replace bainite with martensite. This nonequilibrium
‘quenching and partitioning’ process route, as it is known, offers possibilities of immediate
advantage: enhanced strength from a martensitic structure protected from the more damaging effects of
carbon, along with the promise of new properties from the retained austenite phase which could potentially
contain a very high controlled concentration of carbon.
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La Metallurgia Italiana; Issue 1, 2011
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Copyright (c) 2014 La Metallurgia Italiana
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2013-06-25T18:44:04Z
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"110101 2011 eng "
0026-0843
dc
Effects of different welding technologies on metallurgical anf mechanical properties of DP600 steel welded joints
Tiziani, A.
Ferro, P.
Cervo, R.
Durante, M.
Considering the safety standards required in the automotive industry, dual phase (DP) steels have gained their
popularity thanks to their higher tensile strength in conjunction with superior formability if compared to the
steel grades of similar yield strength. Such properties are related to their microstructure which consists of soft
ductile ferrite matrix, strengthened by hard martensitic phase.
It is well known that welding processes play an important role in the automotive industry. While the
conventional arc-welding processes are well-established, flexible and easy to automate, high power density
processes guarantee low distortions, narrow fusion and heat affected zones.
The performance evaluation of welded automotive components made in DP steels, with respect to durability or
crashworthiness, involves the quantification of the properties change of the welded joint. This work is aimed at
evaluating the effects of three different welding technologies (GTAW, PAW, EBW) on DP600 steel properties. In
particular, the soundness, the fusion and heat-affected zone microstructure, and the mechanical properties of
the welded joints are analyzed and compared in detail.
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2011-01-25 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 1, 2011
eng
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2013-06-25T18:44:04Z
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"110101 2011 eng "
0026-0843
dc
Ottimizzazione del processo di pressocolata per il miglioramento delle prestazioni meccaniche in caso di impatto
Gramegna, N.
Della Corte, E.
Quaglia, G.
Garcia Lorente, F.
Loizaga, I.
Berrocal, S.
Le prestazioni di un componente in lega di alluminio soggetto a prova di impatto si definiscono sulla base
dell’energia assorbita durante l’urto e il transitorio di smorzamento della velocità del corpo impattante. I test e
gli strumenti di laboratorio sono onerosi e sofisticati per ogni componente, ma attualmente costituiscono
l’approccio ideale per il collaudo finale del componente, a meno che gli strumenti CAE siano in grado di
sostituire (almeno in parte) i test reali. Un tale obiettivo è sicuramente ambizioso in quanto richiede un’attenta
ricerca e comprensione dei fattori che concorrono a definire il comportamento elasto-plastico a rottura del
materiale. Ancor più delicata è la caratterizzazione del materiale nel caso di pressocolati in lega di alluminio
dove le proprietà meccaniche dipendono fortemente dai difetti di fonderia piuttosto che dalla microstruttura.
Il progetto NADIA (New Automotive components Designed for and manufactured by Intelligent processing of
light Alloys, Thematic priorities 3 – NMP, Contract N°: 026563-2) del FP6 è stato valutato come il progetto di
riferimento nel settore automotive per l’integrazione del processo manifatturiero con la risposta meccanica dei
componenti in lega leggera. Al termine della ricerca di base sulle leghe secondarie e sugli effetti degli elementi
e i parametri di processo sulle prestazioni del materiale, il progetto prevede l’applicazione ingegneristica delle
nuove conoscenze e modelli. Con particolare riferimento ad uno dei dimostratori, il “Rack&Pinion” della CIE
Automotive, un nuovo strumento ingegneristico è in grado oggi di trasferire la previsione delle proprietà
meccaniche del getto (MAGMASOFT) in un codice FEM per simulazione di impatto (LS-DYNA) attraverso
un’avanzata correlazione fra la tensione di rottura locale e i più significativi indici di difettologia per
inglobamento da gas o porosità da ritiro.
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2011-01-25 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 1, 2011
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"110101 2011 eng "
0026-0843
dc
Panneli aeronautici rinforzati con parti estruse saldatemediante FSW: caratterizzazionemeccanica
Serroni, G. Scirè
Squillace, A.
Prisco, U.
Bitondo, C.
Prisco, A.
La Friction StirWelding (FSW) è una delle tecniche di giunzione più interessanti per l’industria aeronautica poiché,
essendo un processo di saldatura allo stato solido, permette di superare tutti i problemi conosciuti collegati alle
trasformazioni di fase dei processi di giunzione allo stato fuso. Tale tecnica, inoltre, permette di ridurre il peso nelle
aerostrutture se comparate a quelle ottenute mediante la tecnologia del rivettamento. In questo lavoro viene presentata
una caratterizzazione meccanica di un componente ottenuto con tecnologia FSWmediante giunzioni sovrapposte (lap).
Il campione simula un pannello bulkhead, ossia un pannello che separa un ambiente pressurizzato di un aeromobile
(ad esempio la cabina) da ambienti non pressurizzati (ad esempio la stiva). Tali pannelli (skin) sono usualmente
irrigiditi da parti estruse rivettate sul pannello stesso (stringer). In questo caso le parti estruse, con una sezione a forma
di T, sono state giuntate al pannello tramite FSWcon configurazione lap sui due lembi di appoggio. Le condizioni di
carico sono state scelte per simulare due condizioni operative reali: tensione circonferenziale (hoop stress) e trazione
perpendicolare al piano difissaggio (T-pull). I risultati permettono di apprezzare il buon comportamento atteso dal
simulatore. Una caratteristica specifica delle giunzioni in configurazione a sovrapposizione (FSWLap), ossia il difetto
ad uncino (hook defect), gioca un ruolo significativo nelle rotture osservate durante i test statici e nel fenomeno di
innesco delle cricche durante i test ciclici. I risultati indicano che l’attenzione dovrebbe essere focalizzata sul settaggio
dei parametri di processo al fine di minimizzare il verificarsi dell’hook defect.
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2013-06-25T18:44:04Z
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"110101 2011 eng "
0026-0843
dc
Caratterizzazione meccanica e microstrutturale di leghe di alluminio pressocolate
Timelli, G.
Ferraro, S.
Grosselle, F.
Bonollo, F.
Voltazza, F.
Capra, L.
Circa le proprietà meccaniche delle diverse leghe d’alluminio da pressocolata, gli Standard internazionali non
forniscono indicazioni utili. Nella normativa UNI EN 1706:2010 viene specificato che provini colati a parte in
condizioni di pressocolata non vengono normalmente realizzati e che i valori meccanici sono da intendersi a
titolo indicativo. Questo lavoro confronta sotto molteplici aspetti due leghe d’alluminio della serie EN AC
46xxx. In particolare le prove sperimentali sono condotte su leghe della famiglia AlSi9Cu3(Fe) e
AlSi11Cu2(Fe) colate utilizzando uno stampo multi-impronta per provette. Tali leghe sono caratterizzate da un
punto di vista meccanico e microstrutturale, analizzando in particolare la dimensione e distribuzione dei
cristalli di ?-Al, e la distribuzione della frazione eutettica all’interno delle provette. I risultati sperimentali
stabiliscono come la normativa sottostimi i valori minimi delle proprietà meccaniche delle leghe d’alluminio
pressocolate e non ne fornisca invece le caratteristiche potenziali.
La Metallurgia Italiana
2011-01-25 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 1, 2011
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2013-06-25T18:44:30Z
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"110224 2011 eng "
0026-0843
dc
Nitriding problems on rolled rings made of 42CrMo4
Barella, S.
Boniardi, M.
Cincera, S.
Bellogini, M.
Even though the existing nitriding processes allow precise parameters control, some components could not
achieve sufficient hardening characteristics. The aim of this work is the determination of the main cause of
the incorrect nitrided case formation on some large gears made of UNI EN 42CrMo4 steel, realized from rolled
rings. Metallographic analyses were conducted on nitrided specimens made of different heats. Moreover
different oil-quenching and tempering were performed on partial finished components (supplied in normalized
conditions). Several maintenance time and temperature conditions were tested to understand the effects of
grain-size and carbides precipitation on the nitrogen diffusion. Both segregation bands and excessive carbide
precipitations near the surface lead to low surface hardness and insufficient effective case depth.
La Metallurgia Italiana
2011-02-25 00:00:00
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https://www.fracturae.com/index.php/aim/article/view/273
La Metallurgia Italiana; Issue 2, 2011
eng
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2013-06-25T18:44:30Z
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"110224 2011 eng "
0026-0843
dc
Microforatura laser di titanio: studio del processo e valutazione del suo effetto sulla microstruttura del materiale
Biffi, C.A.
Lecis, N.
Previtali, B.
Vedani, M.
Vimercati, G.
Le microlavorazioni effettuate mediante laser di potenza si stanno sviluppando a livello industriale grazie alla
tecnologia in continua evoluzione di sorgenti laser innovative. Il conseguente effetto di tipo termico sul
materiale risulta essere un aspetto fondamentale sul risultato della lavorazione in questione. Per questo
motivo, sorgenti laser che consentono la riduzione del calore introdotto durante la lavorazione risultano essere
notevolmente interessanti da studiare per favorire la loro applicazione a livello industriale. In questo contesto
si mettono in evidenza l’introduzione dei laser in fibra pulsati per microlavorazioni. Queste sono sorgenti laser
innovative che risultano essere estremamente interessanti per lavorazioni di precisione e su piccole
dimensioni, grazie alla elevata qualità del fascio laser, l’elevata focalizzabilità ed anche l’elevata produttività.
In questo lavoro è proposto uno studio riguardante l’effetto della lavorazione laser, effettuata mediante un
laser in fibra, nel processo di microforatura di titanio commercialmente puro. La sorgente utilizzata è un laser
in fibra pulsata da 50W, che consente la generazione di impulsi laser di durata nell’ordine dei nanosecondi.
Nella prima parte del lavoro è stata identificata una zona di fattibilità tecnologica per la realizzazione di fori
ed all’interno della quale sono proposti dei modelli di regressione che legano i parametri di processo agli
attributi di qualità dei fori. Successivamente sono identificate due condizioni di processo limite, ovvero quella
più energetica e quella meno energetica, sulle quali è stata effettuata un’analisi relativa al danneggiamento
termico del materiale a seguito della lavorazione laser. Tale valutazione è stata effettuata mediante misure di
nanodurezza, che consentono di valutare variazioni di durezza in zone estremamente contenute nell’ordine di
qualche micron sia nelle zone di ingresso e di uscita dei fori sia nella loro sezione trasversale. Il risultato
raggiunto indica che la lavorazione laser provoca una variazione sulla durezza del materiale ed è possibile
stimare la dimensione della zona termicamente alterata attraverso il profilo di nanodurezze.
La Metallurgia Italiana
2011-02-25 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 2, 2011
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"110224 2011 eng "
0026-0843
dc
Caratterizzazione microstrutturale di nummi ufficiali e imitativi del V secolo d.C.
Canovaro, C.
Calliari, I.
Gottardello, S.
Asolati, M.
La riforma di Costantino del 309 d.C. introdusse il sistema monetario basato sulla moneta d’oro, con la quale
coesistevano, però, anche nominali d’argento e in leghe di rame: questi ultimi, denominati nummi, subirono
tra la fine del IV e il V secolo d. C. una netta riduzione ponderale in seguito alla quale raggiunsero pesi anche
inferiori al grammo. Nel presente lavoro sono stati caratterizzati un gruppo di nummi “bronzei” allo scopo di
determinarne la composizione chimica e la struttura metallurgica da correlare alla tecnologia di produzione.
Sono state applicate tecniche microscopiche (SEM-EDS) su sezioni metallografiche e spettroscopiche (XRF) su
campioni integri. I dati ottenuti con le diverse tecniche evidenziano che le monete in bronzo, con alti tenori di
Pb, sono state prodotte per deformazione plastica di tondelli ottenuti per fusione entro matrici refrattarie.
I valori percentuali delle componenti della lega Cu-Sn, con aggiunte di Pb, rientrano nell’intervallo di
composizione di monete bronzee tardoantiche di ambito occidentale.
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2011-02-25 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 2, 2011
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"110224 2011 eng "
0026-0843
dc
Caratterizzazione strutturale e meccanica di biomateriali altamente porosi in titanio commercialmente puro per l’ortopedia artroprotesica: il Trabecular TitaniumTM
Marin, E.
Lanzutti, A.
Turchet, S.
Fusi, S.
Pressacco, M.
Fedrizzi, L.
Negli ultimo anni, l’uso della tecnologia EBM (Electron Beam Melting, Fusione per Fascio di Elettroni) per la realizzazione
di manufatti e componenti di geometria complessa è aumentata fortemente in diversi settori di produzione.
Per il settore biomedicale, in particolare, l’uso dell’EBM consente di ottenere solidi cellulari in bio-materiali
metallici che possono contribuire fortemente all’osteointegrazione di impianti ortopedici, mantenendo tuttavia buone
proprietà meccaniche. In questo lavoro sono stati caratterizzati due differenti solidi cellulari ottenuti tramite
EBM di titanio commercialmente puro grado 2. Le strutture indagate non possono essere ottenute in un tempo ragionevole
usando tecniche produttive convenzionali a causa della loro complessa forma “spugnosa” tridimensionale.
Per questo lavoro sono stati prodotti due differenti tipi di strutture: (A) con una dimensione di singola cella
inferiore e (B) con una dimensione di singola cella superiore. Questi solidi sono stati completamente caratterizzati
e confrontati con i risultati ottenuti in letteratura con strutture simili in titanio commercialmente puro e Ti-
6Al-4V. La densità relativa è stata valutata con differenti metodi, il diametro delle singole porosità è stato calcolato
sulla base di immagini ottenute al Microscopio a Scansione Elettronica grazie all’utilizzo di software di analisi
di immagine, la composizione valutata utilizzando la spettroscopia a raggi X presente all’interno del microscopio
stesso (EDXS, Energy Dispersive X-ray Diffraction), la microstruttura e la dimensione dei grani sono stati
indagati utilizzando un attacco chimico ottenuto con soluzione di Kroll (2% HF, 6% HNO3 in acqua) su campioni
lucidati a specchio ed infine le proprietà meccaniche sono state misurate utilizzando uno strumento UMTS. La porosità
media è risultata essere simile a quella dell’osso spongioso (attorno al 77% per il campione A e attorno all’89%
per il campione B). Il diametro medio delle porosità è risultato adeguato a favorire l’osteointegrazione del componente,
in particolare per il campione A. La microdurezza Vickers è risultata omogenea all’interno della struttura
e l’attacco metallografico ha messo in evidenza una complessa microstruttura caratterizzata da grani di forma
irregolare con un elevato rapporto area superficiale su volume e diffusa compenetrazione tra i differenti grani.
I test meccanici hanno mostrato che il campione A, come atteso, è più resistente del campione B, mentre il campione
B ha mostrato un minor modulo elastico, persino inferiore ai dati di letteratura per l’osso spongioso. I risultati
di questo studio suggeriscono che le due strutture cellulari in titanio grado 2 possono essere usate in applicazioni
biomedicali per promuovere l’osteointegrazione, in particolare per impianti protesici.
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2011-02-25 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 2, 2011
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2013-06-25T18:44:31Z
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"110224 2011 eng "
0026-0843
dc
Rivestimenti spessi di W su CuCrZr per applicazioni nei futuri reattori a fusione nucleare
Donnini, R.
Kaciulis, S.
Mezzi, A.
Montanari, R.
Ucciardello, N.
Volterri, R.
Sono stati realizzati simulacri per ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) depositando via
Plasma Spraying rivestimenti di W su substrati tubolari di lega CuCrZr. E’ stato ottimizzato uno strato
intermedio di Ni, Al e Si per accrescere l’adesione del W sulla lega di Cu e fornire un’interfaccia con coefficiente
di espansione termica intermedio. La struttura dello strato intermedio e la distribuzione degli elementi chimici
al suo interno e nel rivestimento è stata studiata mediante SEM, EDS, XPS, AES e ICP-ES, nel materiale tal
quale e dopo un trattamento termico di 24 ore a 550 °C. I risultati evidenziano che il materiale tal quale non
ha macroporosità e che non c’è diffusione a lungo raggio degli elementi chimici dovuta al processo di
deposizione. Il trattamento termico non sembra indurre migrazione di Al e Ni nel rivestimento di W.
La caratterizzazione è stata completata mediante misure di diffrazione dei raggi X in temperatura fino a 425
°C che mostrano come il rivestimento possa sopportare le tensioni che insorgono per il diverso coefficiente di
espansione termica di Cu e W.
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2011-02-25 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 2, 2011
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"110324 2011 eng "
0026-0843
dc
High strength tubular columns and connections under earthquake, fire loading and fatigue
Zanon, G.
Kumar, A.
Bursi, O. S.
Ferrario, F.
Giacobbe, A.
High strength steel (HSS) has been available for many years. However, its use in onshore engineering
is quite restrictive. Nonetheless very recently, there was a growing trend for the use of HSS in tubular
structures thanks to Eurocode 3 Part 1-12 (2006) that extended its scope to steel grades up to
S690/S700MC. Nonetheless, Eurocode 3 Part 1-12 imposes many limitations at thematerial, structural
and design level. The ambitious targets of two EU funded –ATTEL and HITUBES – projects are to
increase the performance of tubular structures, reduce weights, construction and operating costs by
change in conceptual design and implementation of HSS. In a greater detail, the intent of the ATTEL
project, is to promote the use of HSS members endowed with circular hollow sections in buildings subject
to earthquake and fire, in order to understand the actual behaviour of HSS material and to show the possible
benefits with respect to mild steel. The buildings were realized with TS590 for steel columns and S275 for
beams in order to satisfy the capacity design criterion for columns and beams under earthquake
loading. The preliminary design of these structures leaned towards two fundamental conclusions: i) the cost
benefits related to the use of HSS columns in braced frames, which are mainly subjected to axial
loads and low bending moments; ii) the cost benefits related to the use of HHS columns in unbraced frames
only achieved along the main direction and for "medium" earthquake loading (<0.25g). Physical tests
both on full scale beam-to-column joints and column base joints to be performed at the University of Trento
will allow details for these important components to be checked. As far as the HITUBES project is concerned,
the main work regards members and joints subject to monotonic, low-cycle and high-cycle fatigue loading.
In particular, the project is focusing on: i) extraction of tubular welded and bolted joints from two case
studies, i.e. a footbridge and a railway bridge, respectively; ii) definition of weld condition –overmatching and
undermatching – electrode selection and post-weld treatment –peening- for welded tubular joints.
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2011-03-25 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 3, 2011
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"110324 2011 eng "
0026-0843
dc
Schiume metalliche: recenti risultati e sviluppi futuri
Costanza, G.
Tata, M.E.
In questa rassegna vengono presentati e discussi i risultati degli studi condotti dagli autori negli ultimi
anni riguardo la produzione e caratterizzazione di materiali metallici porosi. Dopo le prime esperienze
nella produzione di schiume di Al a porosità chiusa, partendo da polveri e con l’aggiunta di TiH2 come
agente soffiante, si è passati alla produzione di schiume di diversi metalli a porosità aperta mediante la
tecnica “SDP” (sintering and dissolution process) modificata. Un’altra via percorsa per la produzione di
schiume a basso costo è la cosiddetta “RP” (replication process), anch’essa sottoposta ad alcune varianti
rispetto alla tecnica classica a seconda del metallo o della lega che si intende schiumare. Un importante
aspetto di questo filone di ricerca ha riguardato la produzione di schiume partendo da materiale di
riciclo, truciolo tal quale per quanto riguarda Al e sue leghe, griglie e pasta recuperate da batterie esauste
per le schiume di piombo. Questa rappresenta un’interessante prospettiva, anche sotto il profilo energetico
e ambientale, per la conversione diretta del materiale, prodotto di scarto di lavorazioni, in schiume di Al e
Pb rispettivamente. Vengono quindi presentati i risultati sperimentali e le problematiche emerse durante il
processo di ottenimento della schiuma utilizzando il materiale recuperato. Un ulteriore aspetto ha
riguardato la produzione di schiume di Fe che combinano un buon mix tra proprietà meccaniche e
requisiti di leggerezza. Infine l’ultimo punto della rassegna illustra i principali risultati della ricerca più
recente che riguarda la produzione di elettrodi porosi realizzati in schiume di Pb. Una possibile
applicazione potrebbe essere la realizzazione di lamierini in piombo da impiegare come elettrodi
microporosi in accumulatori al piombo acido con l’obiettivo di ridurne il peso e migliorarne le prestazioni.
Critico da questo punto di vista si presenta il problema del controllo della dimensione della porosità. A
tale proposito alcune problematiche devono ancora essere superate e sono tuttora oggetto di
sperimentazione. Per tutte le tipologie di schiume prodotte è stata effettuata una caratterizzazione
morfologica e meccanica.
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2011-03-25 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 3, 2011
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"110324 2011 eng "
0026-0843
dc
Meccanismi di addolcimento ed incrudimento dovuti allo sviluppo di raft in una superlega monocristallina a base di nichel
Maldini, M.
Angella, G.
Lupinc, V.
Le curve di creep di superleghe a base nichel monocristalline rinforzate dalla precipitazione della fase ?’
sono spesso dominate dallo stadio accelerante/terziario dovuto all’accumulazione di un danno interno non
direttamente relazionato a meccanismi di frattura, ma piuttosto a una variazione della densità e/o mobilità
delle dislocazioni mobili che può essere correlata con la deformazione da creep accumulata.
Un’attenta esamina dello stadio accelerante ottenuto sulla superlega SMP14 mostra differenti regimi di
accumulazione della deformazione in funzione dalla sollecitazione e temperatura applicate. Tale
comportamento sperimentale può essere razionalizzato dall’evoluzione, durante il creep, della morfologia
della fase rinforzante ?’.
La Metallurgia Italiana
2011-03-25 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 3, 2011
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2013-06-25T18:45:10Z
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"110324 2011 eng "
0026-0843
dc
Fatica ad alta temperatura e ad alto numero di cicli di leghe di alluminio per applicazioni motoristiche
Nicoletto, G.
Riva, E.
La progettazione strutturale di parti del motore ottenute per fusione ha l’obiettivo di ottimizzare le forme
massimizzando il rapporto resistenza/peso. Le leghe Al-Si sono di particolare importanza in quest’ambito
ma i dati di progetto a fatica ed alta temperatura sono scarsi. E’ stata sviluppata una macchina di prova
per caratterizzare a fatica materiali sottoposti a temperature fino a 400°C utilizzata successivamente
per determinare la riduzione delle prestazioni in funzione della temperatura di prova su campioni estratti
da getti industriali di due leghe (i.e. AlSi7Mg e AlSi12).
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2011-03-25 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 3, 2011
eng
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2013-06-25T18:45:10Z
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"110324 2011 eng "
0026-0843
dc
Metodi di neutralizzazione del Fe in leghe Al-Si da fonderia
Timelli, G.
Fiorese, E.
In questo lavoro sono sistematicamente presentate le diverse tecniche utilizzate per neutralizzare gli effetti
deleteri prodotti dal Fe in leghe Al-Si da fonderia. Partendo dalle tecniche tradizionali di alligazione,
vengono prese in considerazione le aggiunte di elementi quali Mn, Co, Be, Cr e K, i quali risultano efficaci
nello stabilizzare la precipitazione di una fase ? poligonale, o a scrittura cinese, con minor effetto infragilente
rispetto alle lamelle di fase ?-Al5FeSi. L’utilizzo di metodi di neutralizzazione alternativi, senza cioè l’aggiunta
di elementi alliganti, in particolare i trattamenti termici di non-equilibrio e il surriscaldamento del bagno
liquido prima della colata, sembrano mostrare buoni risultati nella dissoluzione e frammentazione
della fase ?. Tali metodologie vengono descritte in termini di impatto sulle caratteristiche microstrutturali,
difettologiche e meccaniche del materiale.
La Metallurgia Italiana
2011-03-25 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 3, 2011
eng
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2024-03-28T10:49:26Z
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"110424 2011 eng "
0026-0843
dc
Microstruttura e comportamento dinamico-meccanico di fogli porosi di NiTi sinterizzati da polveri pre-alligate
Coda, A.
Gallitognotta, A.
Fumagalli, L.
Bertoldi, M.
Le leghe SMA porose rappresentano un’attiva area di ricerca per le applicazioni medicali grazie alla loro
buona biointegrabilità e alla struttura simile a quella delle ossa umane. La metallurgia delle polveri, d’altra
parte, è una promettente tecnologia per la produzione di componenti a forma semi-finita in lega NiTi. In
questa memoria, polveri pre-alligate di NiTi sono state usate per la preparazione di fogli porosi sinterizzati con
buone proprietà a memoria di forma. Una caratterizzazione chimico-fisica preliminare è stata condotta sulle
polveri di NiTi usando le comuni tecniche analitiche. Una adeguata comprensione delle proprietà
microstrutturali e funzionali delle polveri tal quali è il necessario punto di partenza per la messa a punto del
processo di sinterizzazione. Le caratteristiche chimiche e microstrutturali dei campioni sinterizzati sono state
indagate mediante analisi chimica, microscopia elettronica a scansione (SEM) e calorimetria differenziale
(DSC). Gli effetti della composizione e dei parametri di sinterizzazione sul comportamento a memoria di forma
e superelastico sono stati investigati mediante analisi dinamico-meccanica (DMA). I dati DSC ottenuti
mostrano come l’evoluzione della trasformazione martensitica sia molto complessa e fortemente dipendente
da numerosi fattori, come il contenuto di impurezze nel materiale di partenza, la distribuzione
granulometrica, l’omogeneità composizionale. I risultati DMA confermano la fattibilità di componenti porosi
SMA in NiTi mediante il processo di sinterizzazione.
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La Metallurgia Italiana; Issue 4, 2011
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2024-03-28T10:49:26Z
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"110424 2011 eng "
0026-0843
dc
Microwave ignited combustion synthesis of intermetallic compounds, modelling and experimental results
Colombini, E.
Rosa, R.
Veronesi, P.
Casagrande, A.
The process of Combustion synthesis (CS) is based on the highly exothermic reaction by reactants,
which, if properly ignited, spontaneously turn into products. The aim of this work is to study the CS
of ?-NiAl formed starting from Ni and Al (1:1 at. %) powders activated by microwaves at 2.45 GHz.
Numerical simulation is used to obtain data otherwise difficult to be measured experimentally
and to develop a predictive model of microwave ignited and sustained CS of metal powder compacts.
The simulation couples an electro-thermal model with a chemical model, required to study the exothermic
reaction between powders. A simplify model was obtained and validated, neglecting volume changes, to study
compositional and temperature change and reaction kinetics during the CS. It allowed to demonstrate how
microwave application, during and after, synthesis could control the cooling rate of products and hence the
microstructure of the newly formed intermetallics.
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La Metallurgia Italiana; Issue 4, 2011
eng
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2024-03-28T10:49:26Z
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"110424 2011 eng "
0026-0843
dc
Modelling of microstructure evolution in advanced high strength steels
Militzer, M.
Fazeli, F.
Azizi-Alizamini, H.
There is currently a significant development of new families of steels, i.e. advanced high strength steels,
in response to the demands of the automotive and construction industries for materials with improved property
characteristics. The austenite-ferrite transformation is the key metallurgical tool to tailor the properties
of steels. The design of processing paths that will lead to the desired microstructures is increasingly been aided
by computer simulations. The present paper illustrates state-of-the-art microstructure modelling approaches
for low carbon steels considering three important processing aspects: (i) run-out table cooling of hot-rolled
steels, (ii) intercritical annealing of cold-rolled sheets, (iii) girth welding of linepipe steels.
Phenomenological models based on the Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK) approach incorporating
additivity are now available to describe phase transformations during run-out table cooling of microalloyed
steels. Strengths and limitations of this approach will be discussed. Process models for intercritical annealing
require an accurate description of the austenite formation kinetics where morphological complexities can be
captured using the phase field approach. During girth welding the control of the microstructure in the heat
affected zone (HAZ) is of paramount importance. The HAZ experiences rapid thermal cycles and steep
temperature gradients. Phase field modelling is an excellent tool to describe the role of these spatial
constraints as will be illustrated for austenite grain growth.
La Metallurgia Italiana
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La Metallurgia Italiana; Issue 4, 2011
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2024-03-28T10:49:26Z
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"110424 2011 eng "
0026-0843
dc
Microstructure, microhardness and impact toughness of low pressure carburized PM steels
Santuliana, E.
Menapace, C.
Molinari, A.
Meli, G.
The effect of low pressure carburizing (LPC) on two low alloyed sintered steels processed according to different
routes to obtain different amounts of open porosity was studied. In presence of an open porosity,
overcarburizing promotes the precipitation of grain boundary carbides in the Cr steel, and the formation of
retained austenite in the Cr free one. In presence of a fully closed porosity LPC results in the formation of a
homogeneous case. Even a slight amount of open porosity causes overcarburizing. In absence of
overcarburizing, impact toughness is typical of a brittle behavior, as expected. However, an unexpected high
toughness is measured in the supercarburized steel containing retained austenite.
La Metallurgia Italiana
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La Metallurgia Italiana; Issue 4, 2011
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2024-03-28T10:49:26Z
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"110424 2011 eng "
0026-0843
dc
Materiali magnetici dolci
Viganò, M.
Si espongono inizialmente delle considerazioni di opportunità sull’esigenza di limitare i consumi
energetici. Una semplice analisi della ripartizione dei consumi nazionali evidenzia come una quota
non trascurabile dei consumi di energia elettrica sia collegata a motori per applicazioni di larga
serie. Questa constatazione suggerisce i possibili vantaggi di impiego della metallurgia delle polveri
per soluzioni tecniche innovative. Dopo una serie di richiami di elettrotecnica si mostra come il
rendimento dei motori elettrici, per quanto molto più elevato di motori di altro tipo, sia comunque
limitato superiormente dalle perdite nel ferro. Questa constatazione ha finora impedito l’impiego di
materiali sinterizzati tradizionali per i quali il processo termico genera una diminuzione
inaccettabile della resistività e la conseguente impossibilità di impiego per eccessive perdite per
correnti parassite nel nucleo. L’impiego di polveri di nuova concezione, costituite da granuli di ferro
puro rivestiti di strati isolanti, consente di ridurre sostanzialmente i possibili effetti negativi delle
perdite per correnti parassite. In questo modo si possono realizzare componenti da polveri in grado di
funzionare correttamente fino a frequenze dell’ordine di 1000 Hz.
Si espongono poi delle indicazioni di ordine progettuale, secondo le quali i materiali SMC offrono ai
progettisti una ulteriore possibilità per il loro lavoro: la tridimensionalità. Si conclude con la
presentazione di alcuni esempi e con delle indicazioni di tipo generale sui possibili vantaggi delle
nuove soluzioni, anche in termini di riciclabilità a fine vita.
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La Metallurgia Italiana; Issue 4, 2011
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"110424 2011 eng "
0026-0843
dc
Caratterizzazione microstrutturale e modellazione di giunti saldati per Friction Stir Spot Welding in lega di Alluminio 6082
Fanelli, P.
Montanari, R.
Rovatti, L.
Ucciardello, N.
Vivio, F.
Vullo, V.
Il presente lavoro ha per scopo la caratterizzazione microstrutturale di giunti saldati mediante Friction Stir
Spot Welding (FSSW), realizzati in lega d’alluminio 6082. Viene inoltre prospettata una modalità di
modellazione dei medesimi che consenta la valutazione delle loro grandezze ingegneristicamente più
significative. La struttura dei giunti è esaminata con osservazioni di microscopia ottica, microscopia
elettronica in trasmissione, diffrazione dei raggi X (XRD) e viene confrontata con quella del materiale tal
quale. La zona deformata è anche caratterizzata con prove di indentazione strumentata FIMEC e viene svolta
una caratterizzazione a rigidezza su provini Tensile-Shear aventi un’unica giunzione FSSW.
Utilizzando i dati derivanti da tutti i rilievi sperimentali descritti, viene svolta una indagine sistematica onde
valutare l’influenza che i parametri di saldatura hanno sulla variazione locale delle caratteristiche
meccaniche del materiale. La modellazione FE di riferimento, basata sullo sviluppo di complessi modelli ad
elevata parametricità, tiene conto di tutti le variabili geometriche e tecnologiche nonché della differenziazione
delle zone termicamente e termomeccanicamente alterate; attese queste caratteristiche, essa consente di
valutare, in maniera accurata, l’effetto strutturale che ne consegue.
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La Metallurgia Italiana; Issue 4, 2011
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"110524 2011 eng "
0026-0843
dc
A study of mechanical properties and microstructure in friction stir welded thin sheet aluminium alloys
Cerri, E.
Leo, P.
Wang, X.
Embury, D.
Friction stir welding of very thin aluminium sheets represents a potential goal for aircraft and automotive
industries due to the advantages of using this new technological process. In the present work, the
microstructural evolution and mechanical behaviour of 6082T6-2024T3 thin friction stir welded joints were
investigated. Uniaxial tensile testing at room temperature, 170°, 200° and 230°C were performed in order to
determine the extent to which these ultra thin joints can be used and deformed. The tensile stress-strain curves
showed a decrease of the flow stress with increasing temperature and decreasing strain rate.
At 230°C recovery mechanisms (dislocation reorganization inside the deformed grains) initiated but the
temperature was not enough high to produce a homogeneous subgrain structure.
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2011-05-25 00:00:00
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"110524 2011 eng "
0026-0843
dc
Microstructural characterization of two Koto age Japanese swords
Grazzi, F.
Bartoli, L.
Barzagli, E.
Civita, F.
Paradowska, A.
Scherillo, A.
Zoppi, M.
Two Japanese long blades of the Ancient Sword (Koto) age have been analysed through time of flight neutron
diffraction. This technique allows the determination of several microstructural properties on different size
gauge volumes. The results of the experiment provided a quantitative multiphase characterization of the steel
composition of the blades and the determination of peculiar properties of the material, such as the texture,
the strain level and the grain size of the crystallites.
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"110524 2011 eng "
0026-0843
dc
Micromeccanismi di danneggiamento in una ghisa sferoidale perlitica sollecitata a trazione
Di Cocco, V.
Iacoviello, F.
Cavallini, M.
L’analisi dei micromeccanismi di danneggiamento nelle ghise sferoidali è prevalentemente focalizzata sulle
ghise sferoidali a matrice ferritica. In letteratura l’attenzione si è solitamente concentrata sulla nucleazione di
vuoti in corrispondenza degli sferoidi di grafite e sulla crescita di questi vuoti fino alla rottura catastrofica.
Recentemente è stato verificato sperimentalmente che il ruolo svolto dagli sferoidi di grafite nelle ghise
sferoidali a matrice ferritica è più complesso e che non può essere confinato al solo “debonding” dello sferoide
dalla matrice ferritica. In questo lavoro vengono analizzati i micromeccanismi di danneggiamento a trazione in
una ghisa sferoidale con matrice completamente perlitica mediante prove di trazione effettuate su microprovini
ed osservazione al microscopio elettronico a scansione (SEM) della superficie laterale durante lo svolgimento
della prova meccanica (prove “in situ”). Durante lo svolgimento della prova si è focalizzata l’attenzione sia sul
ruolo svolto dagli sferoidi di grafite che sull’evoluzione del danneggiamento della matrice perlitica.
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"110524 2011 eng "
0026-0843
dc
Precipitazione cellulare in un acciaio austenitico ad alto azoto: distribuzione degli elementi di lega e suoi effetti
Carosi, A.
Deodati, P.
Amati, M.
Kaciulis, S.
Mezzi, A.
Montanari, R.
Rovatti, L.
Ucciardello, N.
Lo studio micro-analitico di un acciaio austenitico ad alto azoto, a seguito di precipitazione cellulare
ad alta temperatura (850°C), è stato realizzato tramite tecniche XPS, AES, microscopia a scansione di fotoelettroni
e microanalisi EDS. Attraverso misure XPS ad elevata risoluzione spaziale, effettuate alla presso la linea
di luce ESCAmicroscopy del Laboratorio di luce di sincrotrone Elettra a Trieste, è stata possibile
la determinazione puntuale della concentrazione di azoto e di cromo nella matrice sovrassatura e nelle zone
trasformate. I risultati hanno evidenziato una migrazione a lungo raggio dell’azoto dalle zone non trasformate
verso quelle trasformate confermando l’ipotesi che in questo sistema la driving force della precipitazione
cellulare è il gradiente di concentrazione di azoto tra la fase austenitica sovrassatura e quella secondaria.
La distribuzione non omogenea degli elementi chimici è consistente con il comportamento anelastico
dell’acciaio nei vari stadi della precipitazione, in particolare con la presenza di picchi di frizione interna (FI)
dovuti alla ri-orientazione di coppie atomiche N-Mn e C-Mn con un esteso spettro dei tempi di rilassamento.
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"110524 2011 eng "
0026-0843
dc
Studio dell’effetto della riduzione degli elementi interstiziali e stabilizzanti sulle cinetiche di recupero e ricristallizzazione degli acciai inossidabili ferritici e superferritici
Ruffini, F.
Guerra, R.
Sciaboletta, D.
Forzanti, C.
Rocchi, C.
Una valida alternativa tecnica ed economica all’impiego degli acciai inossidabili austenitici è rappresentata dalla
famiglia degli acciai inossidabili ferritici, le cui proprietà di resistenza alla corrosione e di formabilità possono
essere notevolmente incrementate riducendo il contenuto di carbonio ed azoto e ricorrendo, in proporzione
ad essi, ad elementi stabilizzanti quali titanio e niobio. Il tenore di tali elementi interstiziali può essere
opportunamente ridotto attraverso l’impiego di tecnologie di affinazione secondaria quali AOD e VOD.
Il presente lavoro ha l’obiettivo di valutare l’influenza del contenuto di elementi interstiziali e stabilizzanti sulle
cinetiche di recupero e ricristallizzazione di laminati in acciai inossidabili ferritici stabilizzati a vario tenore
di cromo ottenuti da AOD e VOD, al fine di definire le condizioni ottimali di trasformazione e le caratteristiche
microstrutturali conseguibili sul prodotto finito. Il lavoro svolto ha consentito di osservare che un elevato
contenuto di precipitati fini sfavorisce il recupero, poiché riduce il cammino libero medio delle dislocazioni,
mentre la ricristallizzazione è ostacolata dal tenore di niobio libero in matrice.
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"110524 2011 eng "
0026-0843
dc
Saldatura al fascio laser di laminati in acciaio placcati con leghe a base di Ni
Bonaccorsi, L.
Costanza, G.
Giacobbe, F.
Missori, S.
Sili, A.
Tata, M.E.
Il presente lavoro è finalizzato alla sperimentazione di un processo di saldatura al fascio laser, mediante
passata unica, di lamiere di acciai placcati con leghe a base di Ni (Alloy 59 e lega Monel 400).
La particolarità del procedimento di saldatura al fascio laser in una sola passata consiste nell’assenza di
lembi di cianfrinatura e nell’impiego, come materiale d’apporto, di inserti consumabili in lega di Nichel
posti tra le lamiere da saldare. La possibilità di ottenere giunti saldati di buona qualità ed esenti da
difetti viene verificata attraverso osservazioni macrografiche ed esami metallografici. Le sezioni saldate
sono studiate mediante osservazioni di microscopia ottica ed elettronica in scansione (SEM), misure
microanalitiche con spettroscopia in dispersione di energia (EDS) e prove di microdurezza Vickers.
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"110624 2011 eng "
0026-0843
dc
Deposizione di rivestimenti in Al2O3 mediante High Velocity Suspension Flame Spraying (HVSFS): caratteristiche dei riporti ed effetto dei parametri operativi
Bolelli, G.
Bonferroni, B.
Cannillo, V.
Gadow, R.
Killinger, A.
Lusvarghi, L.
Rauch, J.
Stiegler, N.
La tecnica denominata HVSFS (High Velocity Suspension Flame Spraying) è un processo di termospruzzatura
innovativo che, alimentando la torcia con una sospensione di particelle finissime (micro- o nano-metriche)
disperse in una fase liquida, permette la deposizione di rivestimenti ceramici ad alta densità e basso spessore
(<100 ?m). Per approfondire la relazione fra caratteristiche dei riporti e proprietà della sospensione, vari
rivestimenti a base di Al2O3 sono stati depositati utilizzando sospensioni di particelle sia micrometriche, sia
nanometriche. Indipendentemente dai parametri di processo selezionati, una sospensione di particelle
micrometriche sufficientemente disperse garantisce maggior efficienza di deposizione (>50%) e produce
rivestimenti costituiti da un’ottima sovrapposizione di lamelle fortemente coese, con maggior durezza
(?1200 HV0.05) e minor rugosità (Ra ? 1.3 ?m) rispetto ai rivestimenti ottenibili con sospensioni di
nanoparticelle. Sebbene i rivestimenti ottenuti da sospensioni di particelle micrometriche siano anche soggetti
a tensioni residue trattive più elevate (fra 50 MPa e 100 MPa), la loro eccellente densità e ottima coesione li
rendono molto più resistenti all’usura per strisciamento (studiata con test “ball on disk”) rispetto a riporti di
Al2O3 prodotti sia con sospensioni di nanoparticelle, sia con tecniche di termospruzzatura convenzionali.
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2011-06-25 00:00:00
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"110624 2011 eng "
0026-0843
dc
Oxidation behaviour of nanostructured Ti-B-N based coatings
Cabibbo, M.
Spigarelli, S.
Nanostructured Ti-B-N based coatings are widely employed in many applications for the excellent properties
such as high hardness, low friction, good resistance to wear and corrosion. In addition, if some alloying
elements such Al and Si are incorporated an oxidation improved resistance is achieved. In the present work,
Ti-B-N, Ti-Si-B-N and Ti-Al-Si-B-N coatings deposited by Ion Implantation Assisted Magnetron Sputtering
(IIAMS) have been investigated. All the coatings were deposited on single-crystal Si-[100]. To evaluate the
oxidation behavior, the coatings were annealed in air at 700 and 900°C for 4 hours. Ti-B-N coatings oxidizes
completely after annealing at 700°C for 4 hours, while a layered structure with well-definite interface is
produced on Ti-Si-B-N and Ti-Al-Si-B-N based coatings. Upon annealing at 900°C, the Si-doped film showed
significantly better oxidation resistance compared to that of Ti-B-N and Ti-Al-Si-B-N coatings.
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2011-06-25 00:00:00
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"100624 2010 eng "
0026-0843
dc
Development of advanced high strength steels for automotive applications
Jin, Y. S.
The big issues that the automotive industry confronts are those concerned with environment and safety. The
lightweighting of the autobody plays one of the key roles for the development of environment-friendly vehicles
through the improvement of fuel efficiency and CO2 reduction. Advanced High Strength Steels (AHSS) are
worth noticing as the most promising materials for the weight reduction of autobody with securing the
crashworthiness and cost competitiveness still more. Considering such significances of AHSS to both steel
makers and car manufacturers, some recent progresses are reviewed on the development of various steel types
of AHSS including TWIP steel, hot-dip galvanizing technologies to improve the coating quality, and the issues
for AHSS forming technologies by illustrating the noticeable activities.
La Metallurgia Italiana
2011-06-25 00:00:00
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"110624 2011 eng "
0026-0843
dc
Cromatura e PVD decorativi per il miglioramento della resistenza alla corrosione di componenti in lega 6060
Gelfi, M.
Mondini, D.
Colombi, P.
La Vecchia, G.M.
Numerose esperienze hanno mostrato che su componenti ricoperti con rivestimento galvanico e PVD gli inneschi
di corrosione si localizzano preferenzialmente nelle zone meno accessibili del pezzo, oltre che in corrispondenza
degli spigoli, che possono concentrare le tensioni presenti nel rivestimento portando ad una sua rottura
prematura. In questo lavoro si sono considerati componenti in lega 6060 contenenti fori e sottosquadri, allo
scopo di valutare l’effetto che può avere la finitura superficiale di pretrattamento delle superfici nell’accentuare o
ridurre i problemi di corrosione collegabili alla geometria del pezzo. I campioni preparati con diversi tipi di
finitura meccanica sono stati studiati mediante analisi morfologiche condotte al microscopio elettronico a
scansione (SEM). Successivamente i campioni sono stati rivestiti con cromatura decorativa standard (Ni + Cr) e
PVD (ZrCN) e infine sottoposti a prove di nebbia salina. Le stesse indagini sono state ripetute anche sostituendo
lo strato Ni/Cr con un multistrato Ni/Cu/Ni/Cr; questi ultimi campioni hanno evidenziato un significativo
incremento della resistenza alla corrosione. Prove di nanoindentazione e misure di stress residuo effettuate
mediante diffrazione dei raggi X hanno permesso di far luce sul ruolo benefico giocato dall’interlayer di rame nel
migliorare le proprietà meccaniche e la resistenza alla corrosione.
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2011-06-25 00:00:00
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2013-06-25T18:46:50Z
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"110624 2011 eng "
0026-0843
dc
Development of high-strength corrosion-resistant austenitic TWIP steel
Mujica, L.
Weber, S.
Theisen, W.
Based on thermodynamic calculations a (C+N) TWIP steel with the nominal composition
Fe-25Mn-12Cr-0.3C-0.4N was developed and produced. Casting, diffusion annealing, hot rolling and water
quenching were performed leading to a fully austenitic structure without ?-ferrite or ?-martensite.
Unidirectional tensile tests were performed, revealing a yield strength of 460 MPa, ultimate tensile strength
of 880 MPa (1700 MPa true strength) and an engineering strain of up to 100% at room temperature.
The plasticity mechanisms were analysed based on the results of the tensile tests and cold work hardening
behaviour, accompanied by microstructural analyses on deformed samples using X-Ray diffraction. Twinning
was found to be an important deformation mechanism, while martensitic transformations do not take place in
these materials. Correlation with predicted values of stacking fault energy (SFE) based on thermodynamic
modelling is also taken into account. Electrochemical corrosion tests show a good extent of passivation in
0.5 M H2SO4 electrolyte. The structure, mechanical properties and corrosion resistance are compared to
conventional TWIP steels such as Fe-25Mn-3Al-3Si and Fe-22Mn-0.6C.
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2011-06-25 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 6, 2011
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"110624 2011 eng "
0026-0843
dc
Effetto dell'attacco chimico su leghe amorfe a base Au con formazione di fasi nanocristalline
Rizzi, P.
Fiore, G.
Corazzari, I.
Fenoglio, I.
Kaciulis, S.
Fubini, B.
Battezzati, L.
L'interesse scientifico per le leghe preziose si è recentemente rinnovato in seguito alla scoperta di leghe
multicomponenti a base oro che possono facilmente essere ottenute con una struttura amorfa. Ciò implica un
miglioramento delle proprietà meccaniche del materiale amorfo rispetto al corrispondente cristallino e implica
anche una migliore resistenza alla corrosione del vetro metallico prodotto.
In questo lavoro concentreremo la nostra attenzione sulla produzione di leghe metalliche amorfe a base oro e
sul cambiamento della struttura superficiale di questi materiali sottoposti a prove di resistenza alla
corrosione. Sono state individuate differenti composizioni (Au44Cu36Ti2Si18; Au44Cu37Ti1Si18; Au42Cu29Ti8Si21;
Au49Cu26.9Ag5.5Pd2.3Si16.3), che mostrano una buona tendenza a formare vetri, di cui sono stati prodotti
campioni in forma di nastro tramite solidificazione rapida. La struttura superficiale dei campioni, così come
prodotti, è stata studiata tramite diffrattometria di raggi X ad angolo radente, mettendo in evidenza la
presenza della sola fase amorfa per tutti i campioni presi in esame.
È stato successivamente eseguito un trattamento in sudore artificiale (0.5 % NaCl, 0.1 % acido lattico, 0.1 %
urea; pH= 6.5) per una settimana seguendo la direttiva europea UNI EN 1811 del 1998. L'incubazione in
sudore artificiale ha portato a modifiche della superficie, differenti a seconda dei campioni, che sono state
messe in evidenza tramite diffrattometria di raggi X ad angolo radente, microscopia elettronica in scansione
SEM, spettroscopia fotoelettronica XPS. Per alcune composizioni, in particolare per la lega
Au49Cu26.9Ag5.5Pd2.3Si16.3, il trattamento ha portato alla formazione di nanocristalli di oro, aggregati
superficialmente a SiO2 in particelle delle dimensioni dell'ordine del centinaio di nanometri. La dimensione e
quantità di particelle che si formano sulla superficie non risulta omogenea per tutti i campioni esaminati, ma
è influenzata dalla composizione della lega. La formazione di cristalli sulla superficie ha, come conseguenza,
il cambiamento delle qualità estetiche della lega; in particolare si osserva un imbrunimento della superficie,
tanto più marcato, tanto più alta è la quantità di precipitati formatisi in superficie.
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2011-06-25 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 6, 2011
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"130724 2013 eng "
0026-0843
dc
Modellazione CFD di un forno di riscaldo per billette
Battaglia, V.
Malfa, E.
Fantuzzi, M.
Filippini, E.
Il presente lavoro descrive il modello matematico sviluppato da CSM, nell’ambiente di calcolo AnsysFLUENT
(Computation Fluid Dynamics – CFD), per la simulazione di un forno di riscaldo/trattamento e la validazione
condotta attraverso l’applicazione al riscaldo bilette del walking hearth di Feralpi Siderurgica LAM2.
Le simulazioni condotte hanno consentito sia l’analisi di dettaglio della termo-fluidodinamica dei gas
all’interno del forno che il calcolo del bilancio energetico complessivo e della curva di riscaldo della billetta,
dimostrando la potenzialità del modello per la valutazioni di possibili modifiche sia geometriche che legate al
sistema di combustione. La conoscenza dei campi di temperature, velocità, e concentrazione delle specie
chimiche in prossimità della superficie delle billette hanno permesso inoltre di calcolare la formazione della
scaglia attraverso l’accoppiamento con un modello già disponibile presso CSM.
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2011-09-25 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 9, 2011
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2013-06-25T18:48:18Z
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"110724 2011 eng "
0026-0843
dc
Crystallographic Analysis of Martensite in 0.2C-2.0Mn-1.5Si-0.6Cr Steel by EBSD
DeArdo, A. J.
Cayron, C.
Karjalainen, L.P.
Suikkanen, P.P.
The crystallography of martensite formed in 0.2C-2.0Mn-1.5Si-0.6Cr steel was studied using the EBSD
technique. The results showed that the observed orientation relationship was closer to the Nishiyama-
Wassermann (N-W) than to the Kurdjumov-Sachs (K-S) orientation relationship (OR). The microstructure of
martensite consisted of parallel laths forming morphological packet-like structures. Typically, there were three
different lath orientations in a morphological packet consisting of three specific N-W OR variants sharing the
same {111} austenite plane. A packet of martensite laths with common {111} austenite plane was termed as a
crystallographic packet. Generally, the crystallographic packet size corresponded to the morphological packet
size, but occasionally the morphological packet was found to consist of two or more crystallographic packets.
Therefore, the crystallographic packet size appeared to be finer than the morphological packet size. The
relative orientation between the variants in crystallographic packets was found to be near 60°/<110>. This
appears to explain the strong peak observed near 60° in the grain boundary misorientation distribution.
Martensite also contained a high fraction of boundaries with their misorientation in the range 2.5-8°.
Typically these boundaries were found to be located inside the martensite laths forming lath-like sub-grains,
whose long axes were parallel with the long axis of the martensite laths.
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2011-09-25 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 9, 2011
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2013-06-25T18:48:18Z
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"110724 2011 eng "
0026-0843
dc
Experimental investigation on low-carbon quenched and partitioned steel
Pastore, E.
De Negri, S.
Fabbreschi, M.
Ienco, M.G.
Pinasco, M.R.
Saccone, A.
Valentini, R.
This work is part of a wider study concerning Q&P steels subjected to different thermal cycles. The Q&P
processes were carried out on the Gleeble 3800 thermomechanical simulator. The steels investigated are
identified as Si, Al and Mo steels. The first results, presented in this article, are relative to a silicon steel after
quenching from different temperatures (always in the ?+? intercritical field), followed by partitioning at
different temperatures and for different times. The aim of these treatments was to evaluate the influence of
process parameters on the microstructure and consequently on the mechanical properties.
The microstructure was investigated by optical and scanning electron microscopy (SEM); the phases were
identified by electron back scattered diffraction (EBSD); the volume fraction of retained austenite, at room
temperature, was measured by X-ray diffraction; and HV hardness measurements were performed.
Transmission electron microscopy (TEM) examinations are in progress. Some mechanical properties were
measured by tensile tests. The mainly phases present in the microstructure of the steel were: ferrite, lath
martensite and “retained” austenite. Their morphology and relative amounts depend on the thermal cycle. In
particular, the treatments seemed to influence especially the austenitic areas undergoing transformation and
their rate of transformation, the sizes and the more or less acicular morphology of structural elements. In
some samples, the presence of tempered martensite and / or bainite was found too.
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2011-09-25 00:00:00
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"110724 2011 eng "
0026-0843
dc
Experimental investigation of ageing in Al-Si-Cu-Mg-Ag cast alloys
Pola, A.
Roberti, R.
Rivolta, B.
Silva, G.
Gerosa, R.
Manufacturing components in light metals is becoming fundamental as well as replacing higher density
materials with aluminium alloys. However, whereas productions by forging and pressing can use well-known
materials (i.e. 6000, 2000 and 7000 series), thixoforming and rheoforming just employ a limited number of
foundry alloys (A356 and A357), which need T4, T5, or T6 heat treatments to improve their mechanical
performances, fairly modest compared with those of wrought alloys. These properties can be increased by
modifying alloy composition, i.e. adding new elements and/or differently balancing those already present, and
consequently inducing different behaviours to heat treatment.
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"110724 2011 eng "
0026-0843
dc
Numerical analysis applied to thermal and fluid-dynamic quenching simulation of large high quality forgings.
Ricci, M. G.
Santin, G.
Cascariglia, F.
Scimiterna, E.
Parrabbi, P.
Carpinelli, A.
, , , , i,
Heat treatments of steels consist in a modification, in hot conditions, of the initial crystal lattice of such alloys
and represent one of the most delicate step in the industrial production of forgings. In this frame, one of the
most critical stages is quenching, which consists in rapid cooling of steel pieces at high temperature, in water
or oil or in a polymer water solution (aquaquench). It is a process which is intrinsically unstable, complex
from a physical point of view, which can be hardly predicted without using suitable simulation software. If not
carefully carried out, this heat treatment can be inefficient or even harmful, causing fracture triggering, or,
worse, directly the breakage of the piece. Of course, the bigger the forging, the greater the importance of
estimating the process dynamics and, consequently, designing the plant configuration to obtain the expected
final results, in order to avoid heavy economical losses deriving from a bad treatment.
In this work a study of the water quenching process of large industrial forgings, made of SA 508 steel and
intended for nuclear applications is presented. This is carried out by means of transient thermo-fluidsimulations
in CFD environment (Computational Fluid Dynamics).
The models have been validated by comparing the numerical results with the ones obtained by experimental
trials carried out on steel test samples, having suitable dimension and properly instrumented: the results have
shown that the average error is below 3%, while the maximum error is below 10%. These results confirm that
the chosen method suitably simulates the physical phenomenon and so it can be extended to study a wide
range of cases, in order to provide a valid and reliable support for large forgings Manufacturers.
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0026-0843
dc
Sintesi e caratterizzazione di schiume metalliche a memoria di forma
Arnaboldi, S.
Bassani, P.
Biffi, C. A.
Redaelli, A.
Tuissi, A.
Nel presente lavoro si vuole proporre la sintesi di schiume metalliche funzionali a memoria di forma (SMA)
attraverso unfinnovativa metodologia basata sullfinfiltrazione di metallo liquido allfinterno di un letto di sfere di
SiO2 ed il successivo utilizzo di acido fluoridrico (HF) come solvente per le medesime sfere.
A tale scopo, si e considerata una lega ƒÀ-CuZnAl, caratterizzata da temperature di trasformazione martensitica
diretta prossime a 0‹C. Le analisi condotte sui campioni ottenuti hanno evidenziato la possibilita di produrre
schiume a pori aperti con densita relativa inferiore a 0.4 e funzione della dimensione media delle sfere utilizzate
come space holders ed in grado di recuperare completamente deformazioni in compressione fino al 3 %.
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2011-07-25 00:00:00
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0026-0843
dc
Microstruttura e deformazione a caldo di leghe sperimentali Al-5.5Zn-1.2Mg
Leo, P.
Cerri, E.
Due leghe sperimentali Al-Zn-Mg (una delle quali modificata con Zr) sono state studiate mediante
caratterizzazione microstrutturale prima e dopo deformazione a caldo e analisi alle equazioni
costitutive. Entrambe le leghe sono state sottoposte a prove di trazione a caldo a temperature
comprese tra 250°C e 350°C e strain rate 10-5-10-3s-1. La duttilità della lega modificata con Zr aumenta,
a temperatura fissata, con la strain rate mentre decresce o rimane costante all’aumentare della velocità di
deformazione per la lega non modificata che è inoltre caratterizzata da una notevole cavitazione
eliminabile solo solubilizzando la lega prima della deformazione a caldo.
L’analisi alle equazioni costitutive dei dati derivanti dalle curve di trazione a caldo ha portato a
valori dell’energia di attivazione simili a quelli rilevati in leghe 7000 contenenti Cu. L’analisi
microstrutturale dei campioni dopo deformazione ha evidenziato la presenza di sottograni e grani
ricristallizzati staticamente.
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0026-0843
dc
Recenti sviluppi nell'utilizzo della combustione ad ossigeno nelle stazioni di preriscaldo siviera e nei forni di riscaldo per acciaio
Corna, N.
Dentella, F.
L’utilizzo di sistemi di combustione ossigeno-combustibile, una tecnologia di riferimento per numerose
applicazioni nel settore siderurgico, non è stato largamente applicato nelle stazioni di preriscaldo
siviera e nei forni di riscaldo per acciaio. Questo articolo illustra le ragioni che hanno limitato la penetrazione
delle tradizionali tecnologie ad ossigeno in questi settori e dimostra come l’applicazione dell’ossigeno puro,
tramite sistemi di combustione diluita flameless e a doppio ossidante, sia in grado di superare queste
barriere e di rispondere alle esigenze specifiche di entrambi i processi. I risultati delle applicazioni
dell’ossigeno nelle stazioni di riscaldo siviera hanno portato non solo ad una sensibile diminuzione dei costi
operativi, ma anche ad una maggiore flessibilità nella gestione del processo, con un’influenza positiva su
buona parte del ciclo di produzione dell’acciaio, dalla fase di fusione a quella di colata. I forni di
riscaldo presentano invece necessità diverse secondo la taglia e la configurazione specifica. L’utilizzo
dell’ossigeno, in particolare come intervento di revamping su forni esistenti, può consentire, con
investimenti limitati, significativi incrementi di produttività sui grandi forni continui, la diminuzione
dei costi operativi sui forni batch ed una maggiore uniformità di temperatura nei forni da forgia.
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0026-0843
dc
Studi sulla formabilità di lamiere in acciaio inossidabile rivestite di CrN
El Mehtedi, M.
Ciccarelli, D.
El Mohtadi, S.
Gabrielli, F.
Spigarelli, S.
L’applicazione di rivestimenti ultrasottili sta diventando un’opportunità sempre più attraente per conferire alle
lamiere in acciaio proprietà nuove e interessanti sia dal punto di vista tecnologico che da quello delle
potenziali applicazioni. Le tecniche di formabilità delle lamiere in acciaio sono ormai ben note e consolidate,
il problema sorge quando la lamiera è rivestita da un film di natura ceramica non in grado di supportare
l’elevato livello di deformazione imposto alla lamiera. La disponibilità di lamiere rivestite prodotte su scala
industriale in un impianto pilota è alla base di questo studio. Lamiere in acciaio inossidabile austenitico
rivestite con ricoprimenti ultrasottili con 150 nm di Cr-N sono state deformate, mediante prove di piegatura
inversa a tre punti, con diverse profondità allo scopo di monitorare l’insorgenza di danneggiamento nel
rivestimento. Il rivestimento è stato realizzato con la deposizione fisica da fase vapore (PVD) variando il flusso
di N2. Inoltre, alcune lamiere sono state pretrattate superficialmente con argon plasma etching prima del
processo di deposizione. I campioni rivestiti alle diverse condizioni sono stati caratterizzati, allo stato di
fornitura, mediante diffrattometria a raggi X e microscopia ottica ed elettronica in scansione (SEM); le stesse
analisi sono state effettuate dopo la fase di piegatura per valutare l’evoluzione del danneggiamento del
rivestimento in funzione dei parametri di deposizione e delle profondità finali di piegatura.
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0026-0843
dc
Produzione e caratterizzazione di schiume metalliche in acciaio dual phase
Mapelli, C.
Gruttadauria, A.
Mombelli, D.
Castrodeza, E.
Con l’intento di ampliare il panorama dei lavori e delle ricerche riguardanti le schiume metalliche, oggi più
che mai di grande interesse per diversi settori industriali, e di aumentare la lista dei materiali utilizzati, ad
oggi formata prevalentemente da leghe leggere, sono state prodotte e caratterizzate delle schiume metalliche in
acciaio dual phase, mettendo a punto un processo produttivo dedicato, modificando le caratteristiche di un
metodo in uso a livello industriale, noto come DUOCELL® Process. La caratterizzazione metallurgica e
meccanica ha dimostrato come il metodo utilizzato sia efficace per produrre schiume in materiale alto
fondente con densità relativa pari al 0,6. Sono stati studiati gli effetti della temperatura di tempra intercritica
sulla percentuale di martensite presente in struttura e sono state comparate tra loro tre diverse porosità a
parità di densità relativa. Sono stati inoltre posti a confronto due acciai a diversa composizione chimica per
verificare gli effetti degli elementi di lega sulla struttura dual phase ottenibile.
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"111024 2011 eng "
0026-0843
dc
Perspectives on coated advanced high strength steels for automotive applications
Bhattacharya, D.
Advanced High Strength Steels (AHSS) is the fastest growing segment of sheet products in the automotive
industry. Coated (galvanized or galvannealed) AHSS are the most important of this class of steels. AHSS
includes various families of steels, major among them being dual-phase, multi-phase or complex-phase, TRIP
and martensitic steels. Recently, Twin Induced Plasticity (TWIP) and Quenching and Partitioning (QP) steels
are also becoming popular. Finally, press-hardened steels (PHS) are increasingly becoming a material of
choice for many automotive manufacturers. In addition to tensile and yield strength properties, many of these
steels are also required to possess other functionalities such as total and uniform elongation, sheared-edge
stretch- flangeability, bendability and weldabilty. To achieve the combination of properties, most of these steels
contain significant amounts of various alloying elements. Presence of both the alloying elements as well as the
complex microstructures poses a challenge for coatability. These multi-faceted aspects of coated AHSS and
their metallurgical challenges will be discussed in this paper. Mechanisms to explain coating behavior will be
included as appropriate. Finally, new coatings for improved functionalities and future breakthrough products
for automotive applications will also be briefly discussed.
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"111024 2011 eng "
0026-0843
dc
Corrosione sotto sforzo su conserve di tonno sott’olio in banda stagnata
De Sanctis, M.
Dimatteo, A.
Lovicu, G.
Valentini, R.
Nel presente lavoro sono stati analizzati alcuni casi di corrosione sotto sforzo (Stress Corrosion Cracking, SCC)
su scatolette metalliche in banda stagnata per la conserva di tonno sott’olio. I contenitori metallici
provenivano da due diversi fabbricanti di barattoli, con carni di diversi operatori del settore alimentare.
In entrambi i casi sono state osservate microcricche fini e ramificate da SCC a ridosso delle regioni di
saldatura. Dalle analisi chimiche del liquido associato ai prodotti sono state rilevate quantità sensibili di fase
acquosa ed elevate concentrazioni di fosfati e cloruri, assieme a concentrazioni minori di bicarbonati e solfati.
Gli esami in microscopia elettronica in scansione (SEM/EDS) hanno evidenziato all’interno delle lesioni
la presenza di prodotti di corrosione dell’acciaio frammisti a quantità sensibili soprattutto di fosfati.
Tra i fattori scatenanti l’innesco della SCC hanno sicuramente importanza la separazione di fase acquosa
e le autotensioni in regione di saldatura. Occorre però anche una specificità dell’accoppiamento metalloambiente
e, in tal senso, l’ipotesi più probabile è l’abbondante presenza di fosfati in un ambiente acquoso
praticamente deaerato. Da quanto osservato, questi anioni sembrano indurre anche inversione di polarità
tra acciaio al carbonio e deposito di stagno. Nel lavoro sono infine dati suggerimenti per minimizzare
l’insorgenza di tali danneggiamenti.
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"111024 2011 eng "
0026-0843
dc
Opportunities and challenges for galvanized steel sheets in Europe
Imlau, K.-P.
Peters, K.-J.
Schuhmacher, B.
There is increasing social and political focus on a global solution to reduce CO2 vehicle emissions and
to conserve diminishing raw material resources. This is leading to ever stricter environmental regulations and
consequently new challenges for steel users in Europe. These challenges must be supported by the steel
producers, who can also look to find new opportunities through innovative solutions to increase the
competitiveness of steel against other materials such as aluminum.
This paper presents answers for many of the challenges being faced by the steel industry.
These are demonstrated with reference to the continual development of the galvanizing process, the
coating of ultra high strength steels, new coatings for hot forming products and highly corrosion resistant zinc
magnesium based alloy coatings.
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0026-0843
dc
Comportamento tribologico di rivestimenti ceramici avanzati applicati mediante tecniche APS e HVOF
Merlin, M.
Soffritti, C.
Vazquez, R.
Garagnani, G. L.
Nella memoria è presentata una attività di ricerca riguardante la caratterizzazione microstrutturale
e la valutazione del comportamento ad usura di quattro diverse tipologie di rivestimento, Al2O3-13TiO2, Cr2O3,
WC-Co e Cr3C2-37WC-18Me, che sono stati depositati su dischi in acciaio da cementazione. I primi due
rivestimenti sono stati applicati mediante tecnica APS, i restanti mediante tecnica HVOF. Le prove di usura
sono state effettuate utilizzando un tribometro DUCOM in configurazione pin-on-disk, secondo normativa
ASTM G99-05, con pin costituito da un agglomerato di allumina. Le prove sono state eseguite in condizioni
variabili di umidità relativa, mantenendo costanti tutti i rimanenti parametri quali carico applicato, durata
della prova, velocità di rotazione e temperatura. L’analisi delle superfici usurate mediante tecniche
di microscopia ottica ed elettronica ha evidenziato l’instaurarsi di differenti meccanismi di danneggiamento,
a conferma dell’importanza dell’umidità in relazione alla diversa natura del rivestimento.
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0026-0843
dc
Analisi del comportamento a caldo di una lega 6060 nello stato as-cast e in quello solubilizzato
Leo, P.
Cerri, E.
Una lega di alluminio della serie 6060 è stata caratterizzata dal punto di vista microstrutturale e meccanico sia
nello stato come ricevuto che in quello solubilizzato. In particolare l’effetto del trattamento di solubilizzazione a
587°C in funzione del tempo di mantenimento in temperatura (fino a 25h) è stato analizzato mediante
indagine microstrutturale e prove di durezza e conducibilità elettrica. La deformabilità a caldo del materiale è
stata studiata mediante prove di trazione a caldo per temperature comprese tra 400 e 490°C e velocità di
deformazione tra 10-2 e 10-5 s-1 su campioni sia nello stato as-cast che in quello solubilizzato (585°C-7h).
L’analisi dei dati tramite equazioni costitutive ha permesso di valutare l’energia di attivazione del processo che
è risultata conforme a quanto riportato in letteratura. Per entrambi gli stati del materiale il comportamento a
caldo è caratterizzato da una duttilità che cresce con la temperatura di prova, da un picco di tensione seguito
da un graduale addolcimento alle basse temperature e da un plateau alle più alte temperature. A temperatura
fissata invece la duttilità è inversamente proporzionale alla strain rate per il materiale solubilizzato mentre
cresce con la velocità di deformazione per il materiale as cast. La microstruttura di quest’ultima è
caratterizzata dalla presenza di cavitazione mentre la lega solubilizzata ne è esente.
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"111124 2011 eng "
0026-0843
dc
Studio del trattamento termico di lamine in lega a memoria di forma NiTi per la realizzazione di strutture funzionali
Merlin, M.
Soffritti, C.
Fortini, A.
Il presente lavoro descrive una attività di ricerca riguardante lo studio e la determinazione dei parametri
ottimali di trattamento termico (temperatura e tempo) di lamine in lega NiTi quasi equiatomica allo scopo di
massimizzarne l’effetto memoria di forma. La sperimentazione è stata condotta studiando la memorizzazione
di una forma circolare con dato raggio di curvatura, utilizzando uno specifico stampo metallico. Identificati i
migliori parametri di trattamento termico sulla base della percentuale di forma recuperata al primo ciclo di
attivazione termica, su due ulteriori lamine sono state memorizzate forme a curvatura crescente. Tali lamine
sono state poi sottoposte ad un numero elevato di cicli di attivazione termica, mediante flusso di aria calda o
mediante immersione in glicole monoetilenico, per valutare la stabilità e il grado di recupero della forma. Per
monitorare l’evoluzione della curvatura con la temperatura per effetto memoria di forma, sono state utilizzate
tecniche di analisi di immagine. Tutte le prove effettuate hanno consentito di verificare la bontà del
trattamento termico eseguito, ovvero della forma memorizzata dal materiale in fase austenitica, così come la
comparsa di un effetto a memoria di forma a due vie.
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"111124 2011 eng "
0026-0843
dc
Studio di saldabilità (LBW,FSW, EBW) di leghe da pressocolata a base alluminio
Luvarà, G.
Piccardo, P.
Casarotto, F.
Volpone, L. M.
Le leghe da pressocolata sono generalmente difficilmente saldabili con i processi ad arco tradizionali a
causa dei cicli termici di saldatura blandi che possono provocare la precipitazione di fasi fragili in ZTA e al
tempo stesso la complicata geometria dei pezzi può di fatto rendere inapplicabili certe tecnologie
(saldature in interstizi non raggiungibili con torce di saldatura tradizionali). Di qui l’esigenza di uno studio
di saldabilità con processi alternativi come quelli ad energia concentrata (fascio laser e fascio elettronico) o
il caratteristico processo Friction Stir che permette di saldare facilmente materiali basso fondenti come le
leghe di alluminio senza portarle a fusione (fattore che in questo caso può rivelarsi molto positivo). Lo studio in
questione ha previsto l’utilizzo delle tre tecnologie di saldatura sopracitate tramite la tecnica conosciuta come
“beads on plate” che consiste nella realizzazione di cordoni di saldatura direttamente su materiale base senza
unire fisicamente due pezzi ma che di fatto permette ugualmente di stabilire l’applicabilità o meno di un
determinato processo. Come materiali per la sperimentazione è stato previsto l’utilizzo di lastrine
pressofuse da 2 e 4 mm di spessore, di due differenti leghe Al/Si modificate allo Stronzio riconducibili ai gruppi
AlSi9Mn ed AlSi9MgMn. La prima caratterizzata dall’assenza di Magnesio, la seconda con tenori dello stesso
compresi fra lo 0.1 e lo 0.5% (quindi inquadrabile come lega indurente per precipitazione).
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0026-0843
dc
Messa a punto di tecniche termografiche per il rilievo di difetti di fusione in getti di titanio commercialmente puro
Freni, F.
Giacobbe, F.
Missori, S.
Montanini, R.
Sili, A.
Nel presente lavoro vengono riportati i risultati di uno studio sperimentale sull’applicazione di tecniche di
misura basate su termografia attiva per il rilievo di difettosità in provini di Ti commercialmente puro di grado
2, realizzati mediante il metodo della fusione a cera persa. Le tecniche di termografia attiva ad infrarossi
messe a punto hanno consentito di evidenziare la presenza di difetti sub-superficiali, non individuabili
attraverso i metodi convenzionali che utilizzano liquidi penetranti. In particolare sono state sperimentate sia
tecniche di termografia pulsata (“pulse phase”), basate sull’acquisizione delle mappe di temperatura
superficiale dopo riscaldamento impulsivo dei provini, sia tecniche di termografia modulata (“lock-in”), basate
sul rilievo delle mappe di temperatura durante l’applicazione di una sollecitazione termica sinusoidale. La
verifica dei risultati ottenuti con il metodo termografico è stata effettuata attraverso il confronto con
osservazioni radiografiche a raggi ? e con indagini di tomografia rX computerizzata in 3D.
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"111124 2011 eng "
0026-0843
dc
Magnesium HPDC Crash CAE
Weiss, U.
Bach, A.
Magnesium castings offer significant weight saving potential for many crash-relevant structures in the vehicle.
Until now, proper cast magnesium design was difficult and time consuming, as reliable CAE tools
were not available. In the European funded research project NADIA, a new set of CAE tools have been
developed for AM60 and AM50 alloys that combine local casting process simulation results with crash
failure CAE modelling to reliably predict component level crash behaviour. These CAE tools have been made
commercially available and integrated into existing CAD / CAE codes.
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2011-11-25 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 11-12, 2011
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"110125 2011 eng "
0026-0843
dc
Compositi a matrice di alluminio solidificati in presenza di vibrazioni meccaniche: caratteristiche microstrutturali
Timelli, G.
Ferro, P.
Bonollo, F.
L’applicazione delle vibrazioni meccaniche a uno stampo durante la fase di solidificazione è certamente
uno strumento per il controllo della microstruttura e quindi delle caratteristiche finali di un getto.
Nel presente lavoro, viene descritta l’evoluzione microstrutturale di una lega AlSi9Cu3 rafforzata
con il 10vol.% di SiCp e solidificata in presenza di vibrazioni meccaniche indotte su uno stampo metallico.
Il materiale è stato colato in presenza di vibrazioni nell’intervallo di accelerazione compreso tra 0 e 41 volte
l’accelerazione di gravità. L’applicazione delle vibrazioni meccaniche ha provocato una dispersione delle
particelle di SiC ragionevolmente omogenea su scala macroscopica. Tale miglioramento nella distribuzione
del rinforzo è risultato osservabile fino a valori di accelerazione di 10g. Con accelerazione superiori, si sono
rilevati fenomeni di segregazione e la formazione di grosse cavità interne ai getti colati. Su scala
microscopica, le tecniche di analisi d’immagine, associate a metodologie di analisi statistica, hanno
evidenziato fenomeni di clustering e di peggioramento generale nella distribuzione del rinforzo con
l’incremento delle vibrazioni applicate. La distribuzione del rinforzo nei getti si è rilevata essere governata da
fenomeni di intrappolamento meccanico delle particelle, impossibilitate a muoversi a causa di fronti di
solidificazione convergenti. L’esame metallografico ha evidenziato come il grano cristallino dei campioni colati
diventi più fine all’aumentare dell’intensità delle vibrazioni.
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2010-01-25 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 1, 2010
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"100125 2010 eng "
0026-0843
dc
Sintesi e caratterizzazione di nanopolveri metalliche prodotte sonoelettrochimicamente
Zin, V.
Campadello, E.
Zanella, A.
Brunelli, K.
Dabalà, M.
Nel presente lavoro è stata trattata la produzione di nanopolveri metalliche con il metodo sonoelettrochimico
a pulsione, ottimizzato presso l’Università di Padova. Sono state sintetizzate particelle nanometriche di lega
FeCo e FeCr a diverse temperature del bagno elettrolitico, allo scopo di studiare e determinare l’influenza della
temperatura di sintesi sull’efficienza di processo e sulle caratteristiche chimico-fisiche delle polveri ottenute.
Il materiale prodotto è stato caratterizzato tramite X-EDS per determinarne la composizione chimica,
diffrazione di raggi X per studiarne la struttura cristallina e calcolare la dimensione media delle particelle,
microscopia elettronica per un’indagine morfologica.
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"100125 2010 eng "
0026-0843
dc
The effect of cold treatments on the lubricated wear of case hardened components
Stratton, P.
Most studies on the effects of cold treatment on the wear of steels have been carried out on tool steels.
Although carburised components are also routinely cold treated at –70ºC to remove excessive retained
austenite, there are few data on how this treatment affects lubricated wear. Nor are there many reports on the
effect of extended deep cold treatments at –196ºC and below on the wear of carburised components, although
these treatments are known to greatly improve the wear performance of tool steels. The results of wear testing
on steels after a wide range of thermochemical treatments using a pin-on-disk technique have already been
reported. The same testing technique was used to obtain comparable results after additional cold treatment.
A carburising steel – 20MnCr5– was carburised using typical industrial cycles and then subjected to a range
of cold treatments. This paper reports the effects of these treatments on lubricated wear.
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2010-01-25 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 1, 2010
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"100125 2010 eng "
0026-0843
dc
Valutazione dell’efficacia protettiva di trattamenti di passivazione a base Cr(III) condotti su acciai zincati per impieghi in campo automobilistico
Rosalbino, F.
Scavino, G.
Mortarino, G.
Angelini, E.
Lunazzi, G.
Due diversi trattamenti di passivazione entrambi a base di cromo trivalente sono stati applicati su acciai non
legati utilizzati in campo automobilistico, zincati per via galvanica. Sono state studiate sia le caratteristiche
degli strati passivanti ottenuti sia la loro efficacia protettiva.
Il comportamento a corrosione degli acciai zincati e passivati è stato valutato mediante l’impiego di tecniche
elettrochimiche quali rilievo di curve di polarizzazione, misure del potenziale di libera corrosione e di
impedenza elettrochimica in funzione del tempo, condotte in soluzione di NaCl 0.1 M a 25°C. Analoga
caratterizzazione è stata condotta su acciai zincati sottoposti a passivazione di tipo tradizionale mediante
immersione in bagno contenente cromo esavalente. Gli strati passivanti sono stati caratterizzati sia prima che
dopo i test di corrosione mediante microscopia elettronica a scansione (SEM) accoppiata a microanalisi EDS.
Il contenuto in cromo degli strati è stato determinato mediante spettrometria di assorbimento atomico (AAS).
I risultati ottenuti hanno permesso di evidenziare l’efficacia protettiva dei due trattamenti e di metterla a
confronto con quella ottenuta per effetto del trattamento di passivazione con Cr(VI). I test elettrochimici hanno
evidenziato una maggiore efficacia protettiva degli strati passivanti originatisi in seguito al trattamento in
bagno contenente Cr(III) e sali di Co, rispetto alla classica cromatazione, al contrario di quelli formatisi in
seguito al trattamento in bagno con solo Cr(III).
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2010-01-25 00:00:00
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La Metallurgia Italiana; Issue 1, 2010
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2013-06-25T18:33:09Z
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"110225 2011 eng "
0026-0843
dc
Improvement of EAF efficiency through an integrated control of scrap melting and slag characteristics
Mapelli, C.
Corna, C.
Magni, F.
Several innovations have been introduced into the EAF system during the last decades. The improvement
of energy efficiency and production rates are probably related to a correct integration of the different systems
and to a correct design of the scrap charges as a function of the production rate, of the metal losses
and of the energy consumption that are considered an optimal compromise to fulfil a correct economic
balance for the melting, decarburation and dephosphoration operation. In order to achieve the aim of an
energetic advanced model has been developed through the integration of the energy model of electric and
chemical sources with the ones treating the metal bath oxidation and the foaming behaviour of the slags.
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La Metallurgia Italiana; Issue 2, 2010
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