Analisi del comportamento ad alta temperatura di un acciaio AISI 316 prodotto tramite manifattura additiva

Creep indicates permanent deformation under the effect of constant stress at high temperatures. This phenomenon also occurs for loads lower than the yield point of a material, at temperatures between 30% and 50% of the melting temperature. The causes of creep are to be found in the diffusion of the vacancies, a typical defect of the microstructure, which allows, at high temperatures, the climb of the edge dislocations from its slip plane to a parallel plane; this phenomenon is added to the sliding motion of the dislocations present at room temperature. The analysis of the creep response of a material is very important in applications such as chemical industries, aeronautical engines, thermal power plants and nuclear power plants. In the following thesis, AISI 316L stainless steel, produced through an additive manufacturing process, was tested at different temperature and load conditions. Furthermore, microhardness and hardness tests were carried out and the samples were subjected to two different microscopes: the scanning electron microscope and the optical microscope.

Il creep indica una deformazione permanente sotto l’effetto di una sollecitazione costante ad elevate temperature. Questo fenomeno si manifesta anche per carichi inferiori rispetto al limite di snervamento di un materiale, a temperature comprese fra il 30% e il 50% della temperatura di fusione. Le cause del creep vanno ricercate nella diffusione delle vacanze, un tipico difetto della microstruttura, la quale consente, alle alte temperature, il passaggio delle dislocazioni a spigolo dal proprio piano di scorrimento ad un piano parallelo; questo fenomeno si somma al moto di scorrimento delle dislocazioni presente a temperatura ambiente. L’analisi della risposta a creep di un materiale risulta molto importante in applicazioni come industrie chimiche, motori aeronautici, centrali termiche e centrali nucleari. Nella seguente tesi è stato testato l’acciaio inossidabile AISI 316L, prodotto mediante un processo di additive manufacturing, a diverse condizioni di temperatura e carico. Inoltre sono state effettuate prove di microdurezza e di durezza e sottoposto i campioni a due diversi microscopi: il microscopio elettronico a scansione e il microscopio ottico.