Issue 12

L. Ceschini et alii, Frattura ed Integrità Strutturale, 12 (2010) 3-12; DOI: 10.3221/IGF-ESIS.12.01 10 Figura 12 : Distribuzione della dimensione delle particelle di rinforzo nel materiale base e nel cordone di saldatura LFW per il composito AMC225xe. Prove di resilienza I risultati delle prove di resilienza effettuate sui compositi saldati FSW e LFW, e sui corrispondenti materiali base, sono riportati in Fig. 13. In entrambi i compositi saldati FSW è interessante evidenziare come l’energia a frattura aumenti, rispetto al materiale base, da 0.7 a 2.7 J per W6A20A, e da 1.2 J a 2.9 J per W7A10A. Questo effetto può essere correlato alle variazioni microstrutturali indotte dalla FSW, precedentemente illustrate, ed in particolare all’azione simultanea dei seguenti fattori: affinamento e arrotondamento delle particelle; distribuzione più omogenea del rinforzo; riduzione della dimensione media dei grani della matrice. E’ noto infatti l’effetto negativo, sulla resilienza dei compositi, di particelle di grandi dimensioni [10] e ad alta spigolosità, che agiscono da concentratori di tensione [15, 16]. Anche la disomogenea distribuzione del rinforzo e la presenza di cluster di particelle hanno effetti negativi sulla resilienza ed è inoltre ben noto anche l’effetto positivo di un affinamento dei grani della matrice [10]. Dal confronto dei dati di resilienza (Fig. 13) con quelli relativi alle modificazioni microstrutturali indotte dalla FSW sui due compositi della sperimentazione (Fig. 6) , si può dedurre come l’effetto migliorativo in termini di resilienza sia da attribuire in misura maggiore all’arrotondamento e alla diminuzione della dimensione delle particelle, che non all’affinamento del grano. Nel caso del composito W6A20A, ad esempio, in cui l’effetto della FSW sui grani della matrice è risultato di minore importanza rispetto a quello indotto sulle particelle di rinforzo, si è osservato un incremento più che rilevante di resilienza nella zona saldata dei giunti FSW rispetto al materiale base. Figura 13 : Risultati delle prove di resilienza relativi al materiale base e ai giunti FSW per i compositi W6A20A e W7A10A, e ai giunti LFW per il composito AMC225xe. I risultati delle prove di resilienza sui giunti LFW (Figura 13) sul composito AMC225xe evidenziano, invece, un trascurabile effetto del processo di saldatura sulla resilienza: i campioni saldati hanno fornito un’energia totale ad impatto di 1.23 J, mentre il materiale base di 1.32 J, corrispondente ad una riduzione di solo il 7%. I diversi effetti indotti dalla FSW e LFW sulla resilienza dei compositi della sperimentazione sono da attribuire sia all’intrinseca diversità dei due processi di saldatura, sia alla diversa natura dei compositi utilizzati per realizzare i due tipi di giunzione. È bene infatti ricordare che il composito AMC225xe, utilizzato per i giunti LFW, è stato ottenuto per metallurgia delle polveri e risulta caratterizzato da una struttura di partenza molto fine, sia in termini di grani della matrice sia di dimensione delle particelle di rinforzo. Per contro, i CMM utilizzati per realizzare i giunti FSW sono stati prodotti con processo fusorio e risultano caratterizzati da grani e particelle di maggiori dimensioni. Nei giunti FSW, inoltre, la presenza di un utensile di elevata durezza ha indotto una elevata comminuzione delle particelle di rinforzo non presente nei giunti LFW.