In Fonderia 1 2024

TECNICO
condo molti studi di letteratura, risultano avere
inoltre un’influenza diretta sulla morfologia del Si
eutettico delle leghe Al-Si e di conseguenza sulle
proprietà meccaniche finali dei getti |4|. La tempra,
ovvero il raffreddamento che viene eseguito
al termine della permanenza alla temperatura di
solubilizzazione, è la fase in cui ci si pone l’obiettivo
di raffreddare il materiale quanto più rapidamente
possibile fino a temperatura prossima
a quella ambiente al fine di ottenere una soluzione
solida sovrassatura |5-6|. La terza e ultima
fase di trattamento termico T6 è quella di invecchiamento
eseguito artificialmente riscaldando
il materiale per alcune ore generalmente oltre i
150°C. La finalità dell’invecchiamento è quella di
ottenere precipitati semi-coerenti con il reticolo
della fase primaria α-Al, in modo da massimizzare
le proprietà meccaniche sfruttando la precipitazione
come meccanismo di rinforzo.
La gestione e l’ottimizzazione dei parametri di
trattamento termico nelle fasi di solubilizzazione
ed invecchiamento, al fine di ottenere l’ottimale
compromesso tra le varie caratteristiche meccaniche
richieste sui getti, da molti anni risulta
essere questione di grande interesse scientifico
ed industriale. La temperatura di solubilizzazione,
ad esempio, deve essere compresa tra i 500
ed i 550°C: maggiore è la temperatura, maggiore
è la possibilità di ottenere proprietà meccaniche
migliori, ma anche quella di favorire la fusione
di composti basso fondenti a bordo grano
compromettendo di conseguenza l’integrità del
materiale. È noto, inoltre, che anche nella fase
di invecchiamento, tempo e temperatura non
sono tra loro interdipendenti al fine della determinazione
della determinazione della condizione
ottimale di indurimento della matrice. Difatti,
all’aumentare della temperatura si è visto come
il punto di massimo delle proprietà meccaniche
(carico a snervamento e a rottura) sia raggiungibile
per tempi di mantenimento inferiori, ma
è altresì vero che ad uno stesso aumento corrisponde
un picco di entità via via minore |7|. Tali
evidenze e correlazioni, che si riscontrano in letteratura,
sono tuttavia frutto di sperimentazioni
condotte all’interno di forni in scala dimensionale
ridotta rispetto a quelli industriali, ovvero in forni
da laboratorio, trascurando così l’effetto scala
dei forni industriali così pure l’incidenza della
massa termica delle ceste di campioni e delle
eventuali dispersioni.
Il presente lavoro, frutto di una collaborazione
con l’Azienda HTT – Heat Treatment Torri di Vacperature
above 500°C for times that average
between 4 and 8 hours |2|. Solution duration
and temperature, according to many literature
studies, also appear to have a direct influence
on the morphology of the eutectic Si of Al-Si
alloys and consequently on the castings’ final
mechanical properties|4|. The aim of tempering,
the cooling process carried out at the end
of the period of time at the solution temperature,
is to cool the material as quickly as possible
to a temperature close to ambient in order
to obtain a supersaturated solid solution |5-6|.
The third and final phase of T6 heat treatment
is artificial ageing by heating the material for
a few hours generally above 150°C. The aim of
this is to obtain precipitates semi-coherent with
the lattice of the primary α-Al phase, in order to
maximise mechanical properties by exploiting
precipitation as a strengthening mechanism.
Management and optimisation of the heat
treatment parameters in the solubilisation and
ageing phases in order to obtain an optimal
compromise between the various mechanical
characteristics required of the castings, has
been a matter of great scientific and industrial
interest for many years. The solubilisation
temperature, for example, must be between
500 and 550°C: the higher the temperature,
the greater the possibility of obtaining better
mechanical properties, but also of favouring
fusion of low-melting compounds at grain
boundaries, consequently compromising the
material’s integrity. Furthermore, it is known
that even in the ageing phase, time and temperature
are not interdependent for the purpose
of determining the optimal hardening
condition of the matrix. In fact, as the temperature
increases, it has been seen that the
maximum point of the mechanical properties
(yield strength and breaking strength) can be
reached for shorter maintenance times, but it is
also true that the same increase corresponds
to a peak of increasingly smaller magnitude.
|7|. Such evidence and correlations, which can
be found in literature, are however the result
of experiments conducted inside furnaces that
are smaller than industrial ones, or in laboratory
furnaces, thus not taking into account the
scale effect of industrial furnaces as well as the
impact of the thermal mass of the sample baskets
and any dispersions.
The aim of this paper, the result of collaboration
with the HTT Heat Treatment Torri di Vac-
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