Analisi ed ottimizzazione del trattamento termico di solubilizzazione in componenti forgiati in acciaio inossidabile super duplex

The ever growing requirement for superior technical specifications in the production and utilization of components in Duplex Stainless Steel (DSS) drives a continuous optimization of the production process. In this work, we investigate the problems that can affect forged components made of DSS, such as cracking during production and non-compliance with mechanical specifications; and point out the root cause of these issues. Due to the presence of secondary phases, such as phase σ and phase χ, we elaborated a method for the strict control of the thermal cycle for the forging and the solution annealing steps. The intermetallic phases have been characterized by micrographic analysis, both optical and electronic, and resilience and hardness tests. A protocol for the elimination of these phases during solution annealing has been developed. Optimal conditions for this treatment are: temperature, based on alloying elements, from 1080°C to 1120°C, and minimum treatment time 1 min/mm.

La crescente richiesta di elevati standard qualitativi nella produzione e messa in opera di componenti in acciaio inossidabile austeno-ferritico (Duplex Stainless Steel, DSS) spinge i produttori ad ottimizzarne sempre più i cicli di realizzazione. In questo elaborato sono state indagate le problematiche che possono verificarsi nei componenti fucinati realizzati in tali leghe, come rotture in fase di fabbricazione e mancato raggiungimento delle caratteristiche meccaniche. Individuata nella presenza di fasi secondarie, quali fase σ e fase χ, l’origine delle non conformità, è stato svolto un attento controllo sul ciclo termico dei pezzi, sia durante il processo di fucinatura sia nel successivo trattamento di solubilizzazione. Attraverso analisi micrografiche, ottiche ed elettroniche, e prove meccaniche di resilienza e durezza si sono studiate le caratteristiche delle fasi intermetalliche e si è determinato come rimuoverle completamente durante il trattamento di solubilizzazione. Il lavoro ha portato ad individuare, come caratteristiche ottimali di questo trattamento, i seguenti parametri: temperatura, in funzione degli elementi di lega, da 1080°C a 1120°C e tempo minimo di permanenza 1 min/mm.