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International CAE Conference Program

 

Indagine difettologica in zone a solidificazione simmetrica di getti in acciaio

Michele Varotto
Acciaierie Fonderie Cividale

Il criterio di Niyama trova un largo utilizzo nel dimensionamento del sistema di alimentazione e raffreddamento di getti in acciaio in quanto consente un’accurata previsione delle microporosità centrolineari.
Tale criterio rappresenta puntualmente il rapporto tra il gradiente di temperatura e la radice quadrata della velocità di solidificazione, calcolato ad una temperatura prossima a quella di solidus della lega.
Se il gradiente termico è insufficiente a garantire una certa direzionalità alla solidificazione il criterio di Niyama raggiunge un valore critico, indice di un probabile ritiro centrolineare presente nella zona considerata: questo si verifica tipicamente quando viene oltrepassata la distanza di alimentazione.
Esiste una condizione fisica in cui, indipendentemente dalla distanza di alimentazione, il valore del criterio di Niyama raggiunge il valore critico: questa condizione si verifica ogni qualvolta la solidificazione viene a dividersi in due fronti di alimentazioni separati, creando una sorta di simmetria termica ed annullando di fatto il gradiente di temperatura nel punto di divisione.
L’indagine descritta ha come scopo l’analisi del tipo di difettosità che viene talora a trovarsi nella zona a solidificazione simmetrica tra due zone alimentate: vista la non sistematicità con la quale questo tipo di difettosità si presenta è stata realizzata una colata di prova per riprodurre contemporaneamente il fenomeno con differenti configurazioni.
In questo lavoro vengono mostrati i risultati della prova realizzata presso AFC S.p.A. su un acciaio del tipo Gs17CrMoV5-10, in termini di controlli distruttivi e non, analisi macro, micro e SEM.
Il supporto di MAGMAsoft® è stato essenziale per individuare le condizioni ottimali alla realizzazione della prova e per l’analisi dei risultati comparativi.
Dall’esperienza maturata dal decennale e sistematico utilizzo della simulazione di processo per la progettazione di getti di qualità, a conclusione del lavoro vengono suggerite alcune raccomandazioni per i progettisti di fusioni in ottica di un ottimo compromesso economico-qualitativo.