Gli scienziati dell’Università di Birmingham hanno pubblicato uno studio che può portare a migliorare la resistenza alla trazione delle leghe usate nella fusione e nella saldatura e a sviluppare leghe più forti.
Una ricerca dell’Università di Birmingham ha descritto come i cristalli microscopici crescono e cambiano forma nei metalli fusi mentre si raffreddano, aprendo così nuovi orizzonti nella ricerca sulle leghe e nel miglioramento della resistenza alla trazione delle leghe utilizzate nella fusione e nella saldatura.
I ricercatori hanno impiegato la tomografia a raggi X di sincrotrone ad alta velocità per “fotografare” le mutevoli strutture cristalline nelle leghe fuse mentre si raffreddano.
Lo studio mostra che quando la lega alluminio-rame si raffredda, il processo di solidificazione inizia con la formazione di dendriti sfaccettati, formati da un impilamento strato per strato di unità di base di pochi micrometri.
Queste unità iniziano a forma di L e si impilano l’una sull’altra come blocchi da costruzione, ma quando si raffreddano cambiano forma.
“I risultati di questo nuovo studio forniscono una visione reale di ciò che accade a un micro-livello quando una lega si raffredda e mostrano la forma dei mattoni di base dei cristalli nelle leghe fuse. La forma del cristallo determina la forza della lega finale, e se possiamo fare leghe con cristalli più fini, possiamo fare leghe più forti. I risultati sono in diretto contrasto con la visione classica della formazione di dendriti nelle leghe di raffreddamento e favoriscono lo sviluppo di nuovi approcci in grado di prevedere e controllare la formazione di cristalli intermetallici” afferma Biao Cai, docente di Metallurgia e Materiali.
Una nuova tecnologia che sviluppa leghe più forti
La precedente ricerca di Cai ha portato a una nuova tecnologia, attualmente oggetto di una domanda di brevetto, per sviluppare leghe più forti e migliorare la qualità dell’alluminio riciclato rimuovendo il ferro dalla lega fusa in un processo semplice ed economico che usa magneti e un gradiente di temperatura.
Il prototipo è attualmente in fase di test attraverso l’uso lingotti forniti dal Tandom Metallurgical Group. Cai prevede di pubblicare i risultati e presentare il dimostratore all’industria entro la fine dell’anno, con l’obiettivo di trovare collaboratori industriali disposti a eseguire test in ambienti di fonderia in combinazione con le linee di produzione esistenti.
