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Scorrimento viscoso e danneggiamento in compositi a matrice metallica

Negli ultimi decenni, si è verificato un progressivo incremento degli studi sperimentali condotti sui materiali compositi a matrice metallica (di seguito MMC).
Tali materiali sono oggetto di ricerca poiché la combinazione delle loro buone caratteristiche meccaniche a temperatura ambiente e della leggerezza tipica delle leghe utilizzate come matrice, conferisce loro una estrema versatilità di utilizzo; tali studi hanno condotto ad una serie di soddisfacenti risultati nella comprensione del comportamento a temperatura ambiente dei suddetti materiali.
Di conseguenza l’interesse per i MMC si è progressivamente esteso al comportamento alle temperature più elevate, nel tentativo di verificare se, le peculiari caratteristiche manifestate a temperature ambiente, venivano mantenute a più alte temperature.
Gli studi, effettuati in tale direzione, sono stati principalmente mirati alla ricerca delle proprietà di creep, in particolare della resistenza allo scorrimento viscoso e dei fattori microstrutturali che lo influenzano.
Questo lavoro di tesi ha analizzato, all’interno della categoria dei compositi in lega di alluminio, che costituiscono la branchia principale dei MMC, quei compositi caratterizzati da un rinforzo costituito da particelle di Al2O3 in diverse concentrazioni in volume (10 e 20 vol. %); si sono eseguite prove di creep alle temperature di 250°C e di 150°C con carico applicato costante, onde determinarne le caratteristiche a scorrimento viscoso.
E’ stata, infine, eseguita un’analisi micrografica e frattografica dei campioni testati per rivelare le forme di danneggiamento intervenute.

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1 PREMESSA Gli studi effettuati sui materiali compositi a matrice metallica (MMC) durante l’ultimo decennio hanno condotto ad una serie di soddisfacenti risultati nella comprensione del comportamento di tali materiali a temperatura ambiente. Di conseguenza l’interesse per i MMC si è progressivamente esteso al comportamento alle temperature più elevate nel tentativo di verificare se le interessanti caratteristiche manifestate a temperature ambiente venivano mantenute a più alte temperature. Gli studi, effettuati in tale direzione, sono stati principalmente mirati alla ricerca delle proprietà di creep, in particolare della resistenza allo scorrimento viscoso e dei fattori microstrutturali che lo influenzano. Per quanto riguarda i compositi in lega di alluminio, che costituiscono la categoria principale degli MMC, le ricerche hanno preso frequentemente in esame i compositi con rinforzo costituito da SiC tenendo conto anche della geometria del rinforzo e del processo di produzione. In questo lavoro, svolto presso la sezione Materiali del Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano, si è cercato di estendere le conoscenze sul comportamento alle elevate temperature, in particolare di investigare sulle proprietà di creep e di danneggiamento per scorrimento viscoso di materiali compositi a matrice in lega di alluminio con rinforzo costituito da particelle di Al 2 O 3 in diverse concentrazioni in volume (10 e 20 vol.%). Lo studio fa seguito ad un precedente lavoro di primo inquadramento della ricerca e di indagine del comportamento a 250°C. Il lavoro svolto è esposto nel seguente ordine. Dapprima, nei capitoli 1 e 2, vengono introdotti i fondamenti teorici degli aspetti relativi allo scorrimento viscoso, i meccanismi e le modificazioni microstrutturali alla base della deformazione e della rottura per i materiali metallici ed in particolare per i MMC. Successivamente, nei capitoli 3 e 4, viene delineato l’aspetto del danneggiamento con i relativi meccanismi e modelli. Fa seguito il capitolo 5 nel quale viene presentato il cammino compiuto per le indagini sperimentali. Si sono eseguite prove di creep alla temperatura di 250°C e 150°C con carico applicato costante per determinare le caratteristiche dei materiali a scorrimento viscoso.

Tesi di Laurea

Facoltà: Ingegneria

Autore: Stefano Carlo Lessio Contatta »

Composta da 132 pagine.

 

Questa tesi ha raggiunto 2848 click dal 12/01/2005.

 

Consultata integralmente 3 volte.

Disponibile in PDF, la consultazione è esclusivamente in formato digitale.