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Analisi termica di leghe di magnesio ZE41A utilizzate in ambito aeronautico

Informazioni tesi

  Autore: Alberto Guarda
  Tipo: Laurea I ciclo (triennale)
  Anno: 2014-15
  Università: Università degli Studi di Padova
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria meccanica
  Relatore: Giulio Timelli
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 68

L’elaborato si concentra sullo studio della lega di magnesio da fonderia ZE41A attraverso due differenti metodi di analisi termica: l’analisi mediante due termocoppie e la calorimetria differenziale a scansione DSC.
La lega è studiata in due differenti varianti: la prima è il materiale base proveniente dal gruppo industriale Elektron, la seconda è lo stesso materiale però lavorato dal gruppo Avio con aggiunta di ZIRMAX ovvero con aggiunta di una lega madre affinante.
L’obiettivo è ottenere per le due differenti varianti della lega le temperature critiche ricavabili dalle due analisi termiche al variare della velocità di solidificazione. Le temperature ricavate sono liquidus, solidus, punto di coerenza interdendritica, temperature di picco, ottenute dall’elaborazione delle curve di solidificazione, nella prima analisi, o dalle curve di flusso di calore, nella seconda. Inoltre è presente un confronto tra le temperature delle due differenti varianti di lega.
L’elaborato è articolato in cinque capitoli principali nei quali vengono descritti le caratteristiche generali del magnesio e della lega utilizzata, le tecniche di analisi termica, la procedura sperimentale utilizzata e i dati raccolti con le opportune elaborazioni e osservazioni.

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  Anno: 2014-15
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5 1.3 Leghe di magnesio da fonderia per il settore aeronautico Le qualità che fanno preferire il Magnesio rispetto ad altre leghe nella produzione di componenti aeronautici sono la bassa densità e la resistenza specifica, a causa della sempre maggiore richiesta di riduzione di peso e migliore affidabilità. Il Magnesio è utilizzato molto nella parte del compressore nei motori aeronautici, come pure nella struttura portante del velivolo stesso e nei cerchioni del carrello. I principali fattori che hanno portato all’impiego del Magnesio sono stati il buon rapporto resistenza/densità nei prodotti ottenuti per colata, ed un rapporto, altrettanto buono, tra rigidezza e densità nei prodotti ottenuti per deformazione plastica, uniti alle caratteristiche di resistenza a temperature elevate, ad impatto ed a fatica [4]. La spinta allo sviluppo della tecnologia sia di produzione che di ottimizzazione delle leghe base Magnesio è da ricercarsi nell’industria militare; le leghe che solitamente venivano utilizzate erano la ZE41 e la QE22 per la proprietà di resistenza ad elevate temperature. Recentemente queste leghe sono state sostituite dalle WE43 e dall’EV31, leghe contenenti Ittrio, Neodimio e Zirconio, che abbinano un buon comportamento a creep ad una eccellente resistenza a corrosione tramite rivestimenti al plasma contenti Cadmio ed allumino-ceramici. Di seguito, per ognuna delle leghe, se ne espongono le principali caratteristiche. 1.3.1 La lega QE22 La QE22 è una lega di magnesio contenente Zirconio (0.7%), Neodimio (2.5%) e Argento (2.5%). Essa è una lega pregiata e costosa e ha delle buone caratteristiche meccaniche sia a temperatura ambiente sia alle alte temperature, ad esempio presenta una tensione di snervamento a 20° C di 205 MPa, una resilienza di 14 J e una durezza di 80 HB, mentre a 150° C la tensione di snervamento è di 195 MPa non di molto inferiore di quella a temperatura ambiente [3]. In questa lega l’argento sostituisce lo zinco e le alte proprietà meccaniche sono ottenute sia grazie all’aggiunta dello Zirconio affinante la grana cristallina sia grazie ad un trattamento termico denominato T6 che consiste in una solubilizzazione, tempra in acqua e successivo invecchiamento artificiale.

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Parole chiave

temperatura
analisi termica
magnesio
materiali metallici
zirmax
liquidus
solidus

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