STUDIO COMPARATIVO DI TRATTAMENTI TERMICI APPLICATI A BARRE IN STELLITE 6 OTTENUTE PER METALLURGIA DELLE POLVERI MEDIANTE HIP

Storicamente, molte delle leghe commerciali a base di cobalto derivano dai sistemi ternari Co-Cr-W e Co-Cr-Mo studiati per la prima volta all'inizio del XX secolo da Elwood Haynes. Egli scoprì l'elevata resistenza e la natura inossidabile delle leghe binarie cobalto-cromo e brevettò le prime leghe cobalto-cromo nel 1907. Successivamente identificò il tungsteno e il molibdeno come potenti agenti rinforzanti all'interno del sistema cobalto-cromo. Questi sviluppi portarono a varie leghe a base di cobalto per applicazioni resistenti alla corrosione e alle alte temperature negli anni '30 e all'inizio degli anni '40. Le leghe a base di cobalto rappresentano una classe di materiali metallici di grande interesse industriale grazie alla loro elevata resistenza all’usura, alla corrosione e alle alte temperature. Tali caratteristiche rendono queste leghe particolarmente adatte per applicazioni in ambienti severi, dove materiali convenzionali come acciai o leghe a base di nichel mostrano limiti prestazionali. Tra le leghe a base di cobalto, le leghe Stellite occupano un ruolo di primo piano, trovando impiego in numerosi settori industriali, quali l’energia, l’oil & gas, l’aeronautica nonché in alcuni macchinari industriali, soprattutto per la realizzazione di componenti soggetti a elevate sollecitazioni meccaniche e tribologiche. Le proprietà distintive delle leghe Stellite derivano dalla loro particolare composizione chimica e microstruttura, caratterizzata da una matrice di cobalto rinforzata dalla presenza di carburi di elementi come cromo e tungsteno. Questa combinazione conferisce al materiale un’elevata durezza e un’ottima resistenza all’usura, ma comporta al contempo una limitata duttilità. In particolare, il raggiungimento di valori adeguati di allungamento percentuale a rottura risulta spesso complesso e fortemente dipendente dal processo produttivo e dai successivi trattamenti termici. Negli ultimi anni, la metallurgia delle polveri e, in particolare, la sinterizzazione mediante Hot Isostatic Pressing (HIP), si sono affermate come tecnologie avanzate per la produzione di componenti in leghe ad alte prestazioni. Questi processi consentono di ottenere manufatti ad elevata densità e con microstrutture più controllate rispetto alle tecniche di produzione convenzionali. Tuttavia, anche nel caso di componenti sinterizzati mediante HIP, le proprietà meccaniche finali risultano fortemente influenzate dalle condizioni di trattamento termico post-sinterizzazione, che giocano un ruolo chiave nell’evoluzione microstrutturale del materiale. Il presente lavoro di tesi è stato svolto in collaborazione con PRES-X S.r.l e si inserisce in questo contesto industriale e tecnologico. L’obiettivo principale del lavoro è lo sviluppo di un ciclo di sinterizzazione e di trattamento termico per la produzione di 50 barre in lega Stellite 6, con particolare attenzione al miglioramento della duttilità del materiale. In particolare, il lavoro si pone come obiettivo il raggiungimento di un allungamento percentuale superiore ad un valore ritenuto minimo per soddisfare le prestazioni meccaniche richieste dall’applicazione industriale di riferimento. A tal fine, sono stati analizzati differenti cicli di trattamento termico post-sinterizzazione, valutando l’influenza delle condizioni di trattamento sulle proprietà meccaniche finali del materiale.