Caratterizzazione microstrutturale e prove di resilienza su giunti Friction Stir Welding e Linear Friction Welding di compositi a matrice metallica

Abstract

In questo studio sono stati caratterizzati giunti Friction Stir Welding e Linear Friction Welding su
compositi a matrice in lega di alluminio e rinforzo particellare ceramico. Il processo FSW è stato applicato a due
compositi ottenuti con processo fusorio, quindi estrusi e trattati termicamente T6: AA6061/20%vol.Al2O3p e
AA7005/10%vol.Al2O3p. I giunti LFW sono stati invece realizzati su un composito con matrice in lega di
alluminio e rinforzo particellare in carburo di silicio, ottenuto mediante metallurgia delle polveri, quindi forgiato
e trattato termicamente T4: AA2124/25%vol.SiCp. Sono stati esaminati gli effetti della saldatura sulle
caratteristiche microstrutturali dei giunti, avvalendosi di tecniche di microscopia ottica con analisi di immagine e
di microscopia elettronica in scansione (SEM) con microsonda a dispersione di energia (EDS). Sono state
quindi condotte prove di resilienza con pendolo strumentato Charpy. Lo studio dei meccanismi di
danneggiamento è stato effettuato mediante analisi al SEM delle superfici di frattura. Entrambi i processi di
saldatura hanno portato a giunti sostanzialmente esenti da difetti. La microstruttura dei cordoni è risultata
dipendente sia dalle caratteristiche microstrutturali iniziali dei compositi considerati, sia dalla tipologia di
processo di saldatura. Nel caso dei compositi AA6061/20%Al2O3p e AA7005/10%Al2O3p saldati FSW si è
osservato un sostanziale incremento di resilienza, rispetto al materiale base, in conseguenza dell’affinamento dei
grani della matrice, della riduzione della dimensione media delle particelle di rinforzo e della loro spigolosità,
indotte dal processo di saldatura. Il composito AA2124/25%SiCp saldato LFW ha presentato valori di resilienza
confrontabili con quelli del materiale base, in conseguenza, soprattutto, dei limitati effetti della saldatura su
dimensione e distribuzione delle particelle di rinforzo.