RICERCA ITALIANA     

Composti intermetallici e nanostrutturati a base di Fe-Al per la protezione di leghe ferrose per impieghi strutturali.

Università degli Studi di Bologna

Abstract

Il programma di ricerca si articola in due anni di attività che possono essere suddivise in fasi successive, in base al grado di avanzamento delle ricerche:

- Messa a punto di attrezzature sperimentali da realizzare nell'ambito del progetto (in particolare: dispositivo per alluminizzazione con tecnica 'hot dipping'), e ‘up-grade' di attrezzature esistenti presso le U.O. e destinate allo svolgimento delle attività di ricerca.

- Produzione di rivestimenti di alluminio dapprima su ferro, e in un tempo successivo su acciaio al cromo per impieghi strutturali, con un processo non convenzionale di deposizione del metallo in ultra-alto vuoto, finalizzato a produrre rivestimenti con caratteristiche più controllate ed affidabili di quelle ottenibili sugli stessi sostrati con processi di alluminizzazione tradizionali quali la ‘pack cementation' e l'hot-dipping in alluminio fuso.
Per confronto, produzione di rivestimenti alluminizzati sugli stessi sostrati mediante la tecnica di ‘hot dipping'.

- Caratterizzazione degli strati alluminizzati come ottenuti con entrambi i processi (tradizionale e innovativo), con approccio strattamente interdisciplinare da parte delle U.O. coinvolte, e con l'impiego di varie tecniche sperimentali tipiche sia dell'ingegneria delle superfici da una parte che della fisica delle superfici e delle interfacce dall'altra.

- Trattamenti termici di stabilizzazione dei rivestimenti alluminizzati >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Giuseppe PALOMBARINI Università degli Studi di BOLOGNA

Obiettivo del Programma di Ricerca

Il programma di ricerca si prefigge due obiettivi principali:

1) Valutare le potenzialita' di un processo innovativo di alluminizzazione, costituito da un primo stadio di deposizione di alluminio in ultra-alto vuoto (UHV) e da un successivo trattamento termico di stabilizzazione, finalizzato alla produzione di rivestimenti protettivi su leghe ferrose per impieghi strutturali.
La deposizione in UHV consente di ottenere film metallici esenti da ossidi dispersi, con modalita' accuratamente controllate e riproducibili, suscettibili di produrre risultati migliori rispetto a processi tradizionali in termini di composizione, spessore, struttura, adesione e tenacita' dello strato alluminizzato.
Si potrebbero in questo modo superare le principali complicazioni e limitazioni che caratterizzano i processi tradizionali di alluminizzazioni, quali la 'pack cementation' e l'alluminizzazione per 'hot dipping' in alluminio fuso.

2) Valutare le caratteristiche e le prestazioni degli strati alluminizzati e le loro prestazioni in condizioni di prova severe per quanto riguarda la resistenza all'ossidazione a caldo (in gas; in metallo liquido saturo di ossigeno) e la resistenza all'usura (da strisciamento a secco; per abrasione), con un necessario confronto con le caratteristiche e le prestazioni che strati alluminizzati prodotti sulle stesse leghe con un trattamento convenzionale di 'hot dipping' in alluminio fuso presentano nelle stesse condizioni di >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

In numerose applicazioni il rendimento e l'affidabilità di componenti, macchine e impianti dipende in misura preponderante dalle proprietà di superficie, che determinano la resistenza del materiale alla corrosione, alla fatica, all'usura, allo scorrimento viscoso, ossia la vita in esercizio.
Pertanto, un notevole impegno di R&S è rivolto alle tecnologie di modifica delle superfici, capaci di produrre le caratteristiche superficiali desiderate, senza tuttavia pregiudicare le proprietà a cuore [1-3].
Il settore dell‘ingegneria delle superfici' è molto vasto. Nell'ambito particolarmente importante dei materiali metallici per impieghi strutturali (i quali, com'e' noto, rappresentano oltre l'80% del volume dei materiali effettivamente impiegati nell'industria), considerevoli miglioramenti delle proprietà possono essere ottenuti per effetto di processi di diffusione a caldo di elementi metallici (‘diffusion metalliding'), con i quali elementi quali Al, Cr, Ti, V, e altri, possono essere vantaggiosamente introdotti nelle regioni superficiali di acciai e altre leghe ferrose [3].
Un'importanza particolare è rivestita attualmente dai processi di ‘aluminising', con i quali alluminio viene fatto diffondere in materiali strutturali di largo impiego, quali gli acciai, per accrescerne la resistenza all'ossidazione e alla corrosione a temperature elevate, anche in ambienti solforanti, per effetto della formazione di strati di diffusione o intermetallici che >>>