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ATTIVITA’ R&D ASSOFOND

STATO DELL’ARTE

• Risorse economiche ed umane limitate

• Unico interlocutore esterno (Università) con obiettivi diversi da quelli della fonderia

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Lavori sporadici e non strutturati

ATTIVITA’ R&D ASSOFOND

OBIETTIVI

• Diffusione di conoscenze tecniche e tecnologiche (caratteristiche dei materiali, sistemi produttivi, requisiti applicativi)

• Comprensione dell’effetto dei parametri produttivi sulle caratteristiche di prodotto utili alla progettazione

• Competitività

• Collaborazione nella progettazione


OFFERTA DISPONIBILE

• Competenze universitarie

• Sistemi di calcolo (simulazione)

• Collaborazione con i progettisti

Competenze interne


ARGOMENTI DA SVILUPPARE

• Caratteristiche meccaniche

Trazione

Impatto

Fatica

Campo elasto-plastico

• Usura

• Ossidazione

• Alta temperatura / bassa temperatura


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ATTIVITA’ A BREVE TERMINE

• Fatica • Trazione • Resilienza • Kth

• Ghise ferritiche • Ghise ferritico-perlitiche • Ghise perlitiche • Ghise ferritiche ad alto silicio


SCELTA DEL MATERIALE

Trattamento termico: - Bonifica - Normalizzazione - ADI-IDI

• Scelta delle provette

Possibile utilizzo di provette a gradini per studiare le proprietà a diverse velocità di raffreddamento con un’unica colata (stesso materiale).


DETERMINAZIONE DEGLI SPESSORI (tempi di solidificazione)

• Costruzione delle attrezzature Realizzazione di una placca dedicata con modelli per

provette di diversi spessori. Definizione dei sistemi di colata e di alimentazione allo

stesso modo dei getti in produzione.

• Formatura e colata delle provette Termocoppie immerse nelle provette per determinare il

reale ciclo di solidificazione e raffreddamento Termocoppie all’interno di provette poste in diverse

posizioni nella stessa staffa


PROCEDURA SPERIMENTALE

forno utilizzato carica analisi chimica e analisi

termica del forno provino di tempra tipo di siviera materiale e quantità di

sferoidizzante metodo di sferoidizzazione materiale e quantità di

inoculante


metodo di inoculazione temperatura di spillata analisi termica della ghisa

finale (post-inoculata) con e senza inoculante (0,1%)

analisi chimica della ghisa finale (post-inoculata)

temperatura e tempo di colata

• Registrazione dei parametri di processo

Nota: analisi termica significativa

• Prove meccaniche di trazione Barrette ricavate nei diversi spessori, numero di prove

variabile in base all’omogeneità del materiale

Determinazione del rapporto tra limite di fatica σf e resistenza a rottura Rm

Valutazione dell’effetto dei diversi parametri microstrutturali e di processo sulle proprietà statiche rispetto a quelle di fatica


ESECUZIONE DELLE PROVE

• Prove meccaniche di fatica



Flessione rotante:

-Numero elevato di prove -Rapidità esecuzione delle prove -Costo minore della macchina

Tensione/compressione (assiali):

-Meccanica della frattura -Effetto del carico medio (R qualsiasi) -Macchina molto più costosa




Flessione rotante:

Tensione/compressione (assiali):




Determinazione del solo limite di fatica (tralasciare la parte ascendente della curva di Wöhler); da definire n° cicli (suggerimento 5Mcicli)

Effetto del carico medio (R≠-1 prove assiali)

Effetto finitura superficiale (difetti, intagli, lavorazione …)

Effetto della microstruttura (inoculazione, numero di noduli, morfologia della grafite, inclusioni …)


Curva di Wöhler



• Prove di meccanica della frattura



Determinazione del valore di soglia per il fattore di intensificazione degli sforzi ΔKth (curve di Paris)


ESECUZIONE DELLE PROVE • Curva di resilienza in funzione della temperatura

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

-60 -20 20 60 100 140 180 220 260 300 340 380 420 460 500 540 580 620

ener

gia

(J)

temperatura (°C)

resilienze con intaglio (getto di 750kg spessore min. 250mm non inoculato)

400-15

450-18

600-3

TtR = 110°C

TtR = 30°C

TtR = 0°C

• Esame SEM delle superfici di frattura

• Microscopia ottica

• Interpretazione dei dati e definizione dei meccanismi di rottura dei campioni


ANALISI DEI DATI

• Basandosi sull’interpretazione dei dati raccolti: modifica del materiale

interventi mirati sul sistema produttivo


AZIONI CORRETTIVE DI MIGLIORAMENTO

Assofond: stesura del programma di lavoro, interfaccia tra fonderia e università, analisi dei dati

Fonderia: produzione del materiale, esecuzione delle prove, modifiche di processo

Università: microscopia elettronica, prove speciali, analisi dei dati


DISTRIBUZIONE DEI COMPITI

Nota: possibilità di costituire un laboratorio Assofond per l’esecuzione delle prove meccaniche standard


SCHEMA DI PROGETTO IPOTETICO Oggetto di studio

Materiale EN-GJS-600-10

Spessore 30mm

Tempo stimato: 3 mesi

Fase Risorse Responsabilità

Definizione del progetto 16h Assofond / Fonderia / Università

Prove di trazione n. 6 Fonderia

Prove di resilienza n. 8 Fonderia

Prove per limite di fatica n. 20 Fonderia

Prove per Kth n. 3 Università

Microscopia elettronica 12h Università

Microscopia ottica 6h Fonderia

Supervisione attività e aggiornamento

avanzamento lavori

16h Assofond

Analisi dei risultati 10h Assofond / Università

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