- Ottimizzazione di materiali e trattamenti per componenti critici destinati a motociclette da competizione
- Optimization of materials and processes for racing components motorbike
- Messieri, Simone <1973>
Subject
- ING-IND/21 Metallurgia
Description
- L’attività svolta durante il dottorato è stata incentrata su due tematiche riguardanti: (i) la modifica della composizione chimica delle classiche leghe di alluminio da fonderia per incrementarne la resistenza e stabilità termica; (ii) lo studio del comportamento a fatica di acciai innovativi alto-resistenziali, allo scopo di valutarne il loro utilizzo per la produzione di alberi motore e distribuzione in sostituzione dei tradizionali acciai utilizzati dopo bonifica e trattamento superficiale di nitrurazione. La messa a punto di una lega di alluminio da fonderia con elevata resistenza in temperatura ha richiesto, oltre all’individuazione della composizione chimica, l’ottimizzazione del trattamento termico e una completa caratterizzazione meccanica statica a fatica sia a temperatura ambiente sia a 200°C. L’attività ha permesso di sviluppare una lega, ottenuta aggiungendo 1,3% in peso di rame alla classica lega A357 (Al-Si-Mg), cha ha mostrato avere proprietà meccaniche superiori a quelle delle tradizionali leghe Al-Si-Mg-Cu quali la A354 e C355 sia a temperatura ambiente che a 200 °C dopo lunga esposizione in temperatura. Per quanto riguarda gli acciai innovativi, dopo una preliminare analisi di mercato per individuare quali acciai potessero essere oggetto di studio, è stato valutato come migliorarne le prestazioni a fatica, anche in presenza d’intaglio, attraverso la scelta del trattamento termico più opportuno e del processo di pallinatura. I risultati delle caratterizzazioni microstrutturale e meccanica svolte hanno permesso di individuare due acciai (nomi commerciali K890 e ASP2017) ottenuti per metallurgia delle polveri, ad oggi utilizzati solo per la produzione di stampi e/o utensili, in grado di sostituire gli acciai con cui vengono oggi realizzati i componenti, senza la necessità di eseguire il trattamento di nitrurazione
- Two main research activities were addressed during this PhD year, namely: 1. Evaluation of fatigue behavior of shot peened hot work tool steels in notched conditions; 2. Study of the effect of the Cu addition to Al-Si-Mg casting alloys. The activities on hot work tool steels, obtained by powder metallurgy and ESR technologies, were focused on the evaluation of their notched fatigue behavior. The shoot peening process was also applied. The role of shoot peening in terms of residual stresses and hardness, as well as the effect of inclusions size on their fatigue behaviour was investigated. Rotating bending fatigue tests showed an increase of the fatigue resistance of notched samples, as a result of shot peening, of about 20-40%. The aim of the activity on Al-Si-Mg casting alloy was to evaluate the effect of Cu addition on its mechanical performance, mainly in terms of tensile and fatigue strength, at both room temperature and 200 °C, in peak aged and overaged conditions. The results indicate that the addition of Cu to the A357 alloy enables to maintain, in the tested overaged conditions, hardness values higher than 100 HB, and at 200°C UTS and YS values close to 210 and 200 MPa, respectively, and fatigue strength of about 100 MPa. The mechanical behaviour of the new alloy was comparable to that of commercial quaternary alloys Al-Cu-Si-Mg, such as C355.
Date
- 2020-03-17
Type
- Doctoral Thesis
- PeerReviewed
Format
- application/pdf
Identifier
urn:nbn:it:unibo-26155
Messieri, Simone (2020) Ottimizzazione di materiali e trattamenti per componenti critici destinati a motociclette da competizione, [Dissertation thesis], Alma Mater Studiorum Università di Bologna. Dottorato di ricerca in Meccanica e scienze avanzate dell'ingegneria