Compositi a matrice di alluminio solidificati in presenza di vibrazioni meccaniche: caratteristiche microstrutturali

L’applicazione delle vibrazioni meccaniche a uno stampo durante la fase di solidificazione è certamente uno strumento per il controllo della microstruttura e quindi delle caratteristiche finali di un getto. Nel presente lavoro, viene descritta l’evoluzione microstrutturale di una lega AlSi9Cu3 rafforzata con il 10vol.% di SiCp e solidificata in presenza di vibrazioni meccaniche indotte su uno stampo metallico. Il materiale è stato colato in presenza di vibrazioni nell’intervallo di accelerazione compreso tra 0 e 41 volte l’accelerazione di gravità. L’applicazione delle vibrazioni meccaniche ha provocato una dispersione delle particelle di SiC ragionevolmente omogenea su scala macroscopica. Tale miglioramento nella distribuzione del rinforzo è risultato osservabile fino a valori di accelerazione di 10g. Con accelerazione superiori, si sono rilevati fenomeni di segregazione e la formazione di grosse cavità interne ai getti colati. Su scala microscopica, le tecniche di analisi d’immagine, associate a metodologie di analisi statistica, hanno evidenziato fenomeni di clustering e di peggioramento generale nella distribuzione del rinforzo con l’incremento delle vibrazioni applicate. La distribuzione del rinforzo nei getti si è rilevata essere governata da fenomeni di intrappolamento meccanico delle particelle, impossibilitate a muoversi a causa di fronti di solidificazione convergenti. L’esame metallografico ha evidenziato come il grano cristallino dei campioni colati diventi più fine all’aumentare dell’intensità delle vibrazioni.