Scorrimento viscoso e danneggiamento in compositi a matrice metallica

1 PREMESSA Gli studi effettuati sui materiali compositi a matrice metallica (MMC) durante l’ultimo decennio hanno condotto ad una serie di soddisfacenti risultati nella comprensione del comportamento di tali materiali a temperatura ambiente. Di conseguenza l’interesse per i MMC si è progressivamente esteso al comportamento alle temperature più elevate nel tentativo di verificare se le interessanti caratteristiche manifestate a temperature ambiente venivano mantenute a più alte temperature. Gli studi, effettuati in tale direzione, sono stati principalmente mirati alla ricerca delle proprietà di creep, in particolare della resistenza allo scorrimento viscoso e dei fattori microstrutturali che lo influenzano. Per quanto riguarda i compositi in lega di alluminio, che costituiscono la categoria principale degli MMC, le ricerche hanno preso frequentemente in esame i compositi con rinforzo costituito da SiC tenendo conto anche della geometria del rinforzo e del processo di produzione. In questo lavoro, svolto presso la sezione Materiali del Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano, si è cercato di estendere le conoscenze sul comportamento alle elevate temperature, in particolare di investigare sulle proprietà di creep e di danneggiamento per scorrimento viscoso di materiali compositi a matrice in lega di alluminio con rinforzo costituito da particelle di Al 2 O 3 in diverse concentrazioni in volume (10 e 20 vol.%). Lo studio fa seguito ad un precedente lavoro di primo inquadramento della ricerca e di indagine del comportamento a 250°C. Il lavoro svolto è esposto nel seguente ordine. Dapprima, nei capitoli 1 e 2, vengono introdotti i fondamenti teorici degli aspetti relativi allo scorrimento viscoso, i meccanismi e le modificazioni microstrutturali alla base della deformazione e della rottura per i materiali metallici ed in particolare per i MMC. Successivamente, nei capitoli 3 e 4, viene delineato l’aspetto del danneggiamento con i relativi meccanismi e modelli. Fa seguito il capitolo 5 nel quale viene presentato il cammino compiuto per le indagini sperimentali. Si sono eseguite prove di creep alla temperatura di 250°C e 150°C con carico applicato costante per determinare le caratteristiche dei materiali a scorrimento viscoso.