Effetto della microalligazione di elementi di transizione sulla microstruttura di leghe secondarie AlSi7Mg colate in gravità

Il presente progetto di tesi si focalizza sull’effetto della microalligazione di elementi di transizione sulla microstruttura di una lega secondaria AlSi7Mg modificata con Sr, destinata alla produzione di ruote per auto tramite tecnica di colata in gravità. Lo scopo principale è stato quello di valutare il potenziale impiego di leghe madre AlTi3C0.15 e AlZr10 come affinanti della grana cristallina in leghe AlSi7Mg da fonderia, come alternativa ai più comuni affinanti AlTi5B1. Il secondo scopo è stato quello di valutare quanto deleteria potesse essere la presenza di piccole quantità di Ti-C e Zr all’interno della lega studiata. A tale fine, i due aspetti di maggiore interesse nel corso della sperimentazione sono stati l’analisi della grana cristallina e la caratterizzazione dei composti intermetallici ricchi in Fe, i quali hanno effetto deleterio per le proprietà meccaniche dei getti. Le prove non sono state eseguite su ruote vere e proprie, ma su campioni che ne simulano la microstruttura. La campagna di prove preliminare (Cap. 4) è stata dedicata a definire le condizioni di colata per realizzare in laboratorio dei provini che simulassero la microstruttura delle ruote nelle zone del mozzo (raffreddamento più lento, SDAS di circa 60 μm) e del canale (raffreddamento più veloce, SDAS di circa 30 μm). Nelle campagne di prove successive sono stati studiati gli effetti dell’alligazione della lega secondaria AlSi7Mg tramite leghe madre AlTi3C0.15 (Cap. 5) e AlZr10 (Cap. 6). È emerso che una notevole riduzione della dimensione media della grana è ottenibile tramite affinanti Al-Ti-C, nonostante l’effetto affinante tenda a scemare dopo un mantenimento del bagno a 700°C per 3 ore e 30 minuti. Inoltre tale aggiunta limita la formazione di fase β-Al5FeSi e favorisce la frammentazione di tali composti nei campioni raffreddati rapidamente, senza influenzare le caratteristiche degli intermetallici nel caso del raffreddamento più lento. Lo zirconio risulta un affinante meno efficace del Ti-C. Una buona affinazione è comunque ottenibile se lo Zr è presente in quantità significativa (0.15% in peso) e solo nel caso di raffreddamento lento. Però per tale tenore esso favorisce la formazione di composti aciculari Al-Si-Zr e Al-Si-Zr-Ti, con probabile effetto infragilente.