Analisi metallografica e della risposta al creep di provini in acciaio 17-4 ph prodotti per bound metal deposition

The purpose of this paper is to carry out a metallographic analysis, i.e. a study that allows you to determine the geometric arrangement of the grains and the different phases of a specimen 17-4 PH stainless steel (AISI 630), obtained through Bound Metal Deposition. The steel in question is stainless steel, therefore characterized by good resistance to oxidations1 and corrosion2 . This resistance is given by the presence of the chromium it creates a very dense and thin surface patina that protects the steel from the action of oxygen and other chemical agents. This process is called passivation and can be both natural and induced artificially. The thesis is divided into an initial part which provides a general overview of steels, ed especially on stainless ones. The steel that will be analyzed is then introduced, describing its composition, chemical, physical and mechanical properties and presenting the various heat treatments a which it can be subjected to. Following is a general overview regarding Additive Manufacturing, a technology that allows you to create parts, components or finished products through the use of 3D printers that they work using additive technology. In particular, the birth and development of this technology, and then move on to the various types of additive manufacturing, with a focus on Bound Metal Deposition. All the steps necessary for the preparation of the specimen are then explained, starting from cutting up to polishing, and then moving on to observing the sample before a test is carried out chemical attack, with the aim of improving the light contrasts, thus highlighting the contours of the voids interior present. We then proceed with an overview regarding the creep phenomenon, focusing attention on particularly on the Vickers microhardness and Rockwell hardness tests that were performed on the test piece. The final part of the thesis is dedicated to the analysis of the results obtained, with particular attention to the percentage of voids present within the images and to the values ​​obtained from the tests hardness carried out.

Lo scopo di questo elaborato è quello di effettuare un’analisi metallografica, ossia uno studio che permetta di determinare l’arrangiamento geometrico dei grani e delle differenti fasi di un provino di acciaio inossidabile 17-4 PH (AISI 630), ottenuto tramite Bound Metal Deposition. L’acciaio in questione è un acciaio inossidabile, quindi caratterizzato da una buona resistenza alle ossidazioni1 ed alle corrosioni2 . Questa resistenza viene conferita dalla presenza del cromo che crea una patina superficiale molto densa e sottile che protegge l’acciaio dall’azione dell’ossigeno e di altri agenti chimici. Tale processo è detto passivazione e può essere sia naturale che indotto artificialmente. L’elaborato si divide in una parte iniziale in cui si fornisce una panoramica generale sugli acciai, ed in particolare su quelli inossidabili. Si introduce poi l’acciaio che verrà analizzato, descrivendone la composizione, le proprietà chimiche, fisiche e meccaniche e presentando i vari trattamenti termici a cui può essere sottoposto. In seguito viene fornito un quadro generale riguardante l’Additive Manufacturing, tecnologia che consente di realizzare parti, componenti o prodotti finiti attraverso l’uso di stampanti 3D che lavorano utilizzando la tecnologia additiva. In particolare viene trattata la nascita e lo sviluppo di tale tecnologia, per poi passare alle varie tipologie di produzione additiva, con un focus sulla Bound Metal Deposition. Vengono poi spiegati tutti i passaggi necessari per la preparazione del provino, partendo dal taglio fino alla lucidatura, per poi passare all’osservazione del campione prima che venga effettuato un attacco chimico, con lo scopo di migliorare i contrasti di luce, evidenziando così i contorni dei vuoti interni presenti. Si procede poi con una panoramica riguardante il fenomeno del creep, focalizzando l’attenzione in particolar modo sulla prova di microdurezza Vickers e di durezza Rockwell che sono state eseguite sul provino. La parte finale dell’elaborato è dedicata all’analisi dei risultati ottenuti, con particolare attenzione alla percentuale dei vuoti presenti all’interno delle immagini e sui valori ottenuti dalle prove di durezza svolte.