Riassunto analitico
Una delle sfide primarie che l'Ingegneria delle superfici sta attualmente affrontando riguarda lo sviluppo di coating innovativi che possano efficacemente sostituire le soluzioni tradizionali che presentano rischi per l'ambiente e per la salute dell’uomo. I recenti progressi della ricerca sulle leghe ad alta entropia hanno mostrato come le loro eccezionali proprietà possano essere sfruttate per la protezione delle superfici sotto forma di rivestimenti. Tra le tecniche più promettenti per la deposizione di queste leghe rientra la termospruzzatura, che permette di ottenere degli ottimi risultati. Pertanto, nel seguente elaborato sono stati studiati dei rivestimenti in HEA depositati su substrati in AISI 304 tramite una tipologia di termospruzzatura denominata High-Velocity Oxygen Fuel (HVOF). Sono state indagate quattro diverse composizioni, di cui tre propriamente HEA, con tenore di alluminio gradualmente crescente, e un cermet costituito da legante in HEA, e rinforzo in TiC Le polveri utilizzate sono state realizzate con il processo di High-Energy Ball Milling e sono state sottoposte ad analisi granulometriche e termiche. I rivestimenti sono stati caratterizzati dal punto di vista microstrutturale e chimico tramite osservazioni al SEM, equipaggiato con EDS, e al SEM-FEG; lo studio sulla cristallografia è stato condotto tramite diffrazione a raggi X (XRD); le proprietà di durezza sono state testate con prove di nano indentazione; la resistenza a corrosione è stata analizzata per mezzo di prove di polarizzazione potenziodinamica; infine, prove tribologiche con scorrimento a secco rispetto ad una sfera di allumina hanno permesso la valutazione della resistenza all’usura. È stato osservato che le condizioni di processo hanno determinato la comparsa di fasi di ossidi in tutti i casi. La progressiva introduzione di alluminio nelle HEA pure ha indotto alterazioni della struttura cristallina, con conseguente calo delle resistenze ad usura ed a corrosione. Con i parametri e la modalità adottati per la deposizione, il cermet ha mostrato numerose cricche che hanno causato un peggioramento generale delle proprietà, suggerendo l’utilizzo di minori interruzioni durante il processo di termospruzzatura. L’indagine effettuata rientra nel progetto CoBrain, che ha come obiettivo l’implementazione di un sistema di supporto alla termospruzzatura di rivestimenti a base di HEA che permetta di identificare elementi specifici e soluzioni di processo ottimizzate per ogni distinto impiego.
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