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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 Lavori sporadici e non strutturati Documento Riservato e Confidenziale - Uso consentito ai soli autorizzati - Riproduzione vietata - Private and Confidential Document - Use allowed only to authorized - All rights reserved 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 Documento Riservato e Confidenziale - Uso consentito ai soli autorizzati - Riproduzione vietata - Private and Confidential Document - Use allowed only to authorized - All rights reserved OFFERTA DISPONIBILE • Competenze universitarie • Sistemi di calcolo (simulazione) • Collaborazione con i progettisti Competenze interne Documento Riservato e Confidenziale - Uso consentito ai soli autorizzati - Riproduzione vietata - Private and Confidential Document - Use allowed only to authorized - All rights reserved ARGOMENTI DA SVILUPPARE • Caratteristiche meccaniche Trazione Impatto Fatica Campo elasto-plastico • Usura • Ossidazione • Alta temperatura / bassa temperatura Documento Riservato e Confidenziale - Uso consentito ai soli autorizzati - Riproduzione vietata - Private and Confidential Document - Use allowed only to authorized - All rights reserved ATTIVITA’ A BREVE TERMINE • Fatica • Trazione • Resilienza • Kth Documento Riservato e Confidenziale - Uso consentito ai soli autorizzati - Riproduzione vietata - Private and Confidential Document - Use allowed only to authorized - All rights reserved 5 SCELTA DEL MATERIALE • • • • Ghise ferritiche Ghise ferritico-perlitiche Ghise perlitiche Ghise ferritiche ad alto silicio Trattamento termico: - Bonifica - Normalizzazione - ADI-IDI Documento Riservato e Confidenziale - Uso consentito ai soli autorizzati - Riproduzione vietata - Private and Confidential Document - Use allowed only to authorized - All rights reserved 6 DETERMINAZIONE DEGLI SPESSORI (tempi di solidificazione) • Scelta delle provette Possibile utilizzo di provette a gradini per studiare le proprietà a diverse velocità di raffreddamento con un’unica colata (stesso materiale). Documento Riservato e Confidenziale - Uso consentito ai soli autorizzati - Riproduzione vietata - Private and Confidential Document - Use allowed only to authorized - All rights reserved 7 PROCEDURA SPERIMENTALE • 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 Documento Riservato e Confidenziale - Uso consentito ai soli autorizzati - Riproduzione vietata - Private and Confidential Document - Use allowed only to authorized - All rights reserved 8 • Registrazione dei parametri di processo 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 Nota: analisi termica significativa Documento Riservato e Confidenziale - Uso consentito ai soli autorizzati - Riproduzione vietata - Private and Confidential Document - Use allowed only to authorized - All rights reserved 9 ESECUZIONE DELLE PROVE • 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 Documento Riservato e Confidenziale - Uso consentito ai soli autorizzati - Riproduzione vietata - Private and Confidential Document - Use allowed only to authorized - All rights reserved 10 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 Documento Riservato e Confidenziale - Uso consentito ai soli autorizzati - Riproduzione vietata - Private and Confidential Document - Use allowed only to authorized - All rights reserved 11 ESECUZIONE DELLE PROVE • Prove meccaniche di fatica Flessione rotante: Tensione/compressione (assiali): Documento Riservato e Confidenziale - Uso consentito ai soli autorizzati - Riproduzione vietata - Private and Confidential Document - Use allowed only to authorized - All rights reserved 12 ESECUZIONE DELLE PROVE • Prove meccaniche di fatica 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 …) Documento Riservato e Confidenziale - Uso consentito ai soli autorizzati - Riproduzione vietata - Private and Confidential Document - Use allowed only to authorized - All rights reserved 13 ESECUZIONE DELLE PROVE • Prove meccaniche di fatica Curva di Wöhler Documento Riservato e Confidenziale - Uso consentito ai soli autorizzati - Riproduzione vietata - Private and Confidential Document - Use allowed only to authorized - All rights reserved 14 ESECUZIONE DELLE PROVE • Prove di meccanica della frattura Determinazione del valore di soglia per il fattore di intensificazione degli sforzi ΔKth (curve di Paris) Documento Riservato e Confidenziale - Uso consentito ai soli autorizzati - Riproduzione vietata - Private and Confidential Document - Use allowed only to authorized - All rights reserved 15 ESECUZIONE DELLE PROVE • Curva di resilienza in funzione della temperatura resilienze con intaglio (getto di 750kg spessore min. 250mm non inoculato) 20 18 16 energia (J) 14 TtR = 0°C 12 TtR = 30°C 10 400-15 450-18 8 600-3 6 TtR = 110°C 4 2 0 -60 -20 20 60 100 140 180 220 260 300 340 380 420 460 500 540 580 620 temperatura (°C) Documento Riservato e Confidenziale - Uso consentito ai soli autorizzati - Riproduzione vietata - Private and Confidential Document - Use allowed only to authorized - All rights reserved 16 ANALISI DEI DATI • Esame SEM delle superfici di frattura • Microscopia ottica • Interpretazione dei dati e definizione dei meccanismi di rottura dei campioni Documento Riservato e Confidenziale - Uso consentito ai soli autorizzati - Riproduzione vietata - Private and Confidential Document - Use allowed only to authorized - All rights reserved 17 AZIONI CORRETTIVE DI MIGLIORAMENTO • Basandosi sull’interpretazione dei dati raccolti: modifica del materiale interventi mirati sul sistema produttivo Documento Riservato e Confidenziale - Uso consentito ai soli autorizzati - Riproduzione vietata - Private and Confidential Document - Use allowed only to authorized - All rights reserved 18 DISTRIBUZIONE DEI COMPITI 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 Nota: possibilità di costituire un laboratorio Assofond per l’esecuzione delle prove meccaniche standard Documento Riservato e Confidenziale - Uso consentito ai soli autorizzati - Riproduzione vietata - Private and Confidential Document - Use allowed only to authorized - All rights reserved 19 SCHEMA DI PROGETTO IPOTETICO Oggetto di studio Materiale EN-GJS-600-10 Spessore 30mm 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 Tempo stimato: 3 mesi Documento Riservato e Confidenziale - Uso consentito ai soli autorizzati - Riproduzione vietata - Private and Confidential Document - Use allowed only to authorized - All rights reserved 20
