Design of functionally graded materials made of IN625 and SS316L

Functionally graded materials (FGM) are enjoying considerable success in various fields such as medical or aerospace. These materials are very interesting as they can combine different properties into one object and therefore by combining certain materials you can get objects that can work in really critical conditions. The production of these FGMs takes place with additive manufacturing, which allows to control the gradient of material layer by layer. From here we can understand how the great development of FGM is strongly linked to the technological advancement of additive manufacturing. The main objective of this thesis is the design of an FGM composed of a stainless steel alloy (SS316L) and a Nickel alloy (IN625). The study of this design takes place with the use of the Thermo-calc software that allows to predict which phases will be present based on the concentration of the elements. Observing the presence of these phases will determine which is the best gradient of our object.

I functionally graded materials (FGM) stanno riscuotendo un notevole successo in diversi campi come per esempio quello medico o aerospaziale. Questi materiali sono molto interessanti in quanto possono combinare diverse proprietà in un unico oggetto e quindi unendo determinati materiali si possono ottenere oggetti che possono lavorare in condizioni veramente critiche. La produzione di questi FGM avviene con la fabbricazione additiva, più nota come additive manufacturing, che permette di controllare il gradiente di materiale strato per strato. Da qui possiamo capire come il grande sviluppo dei FGM sia fortemente legato all’avanzamento tecnologico all’additive manufacturing. L’obbiettivo principale di questa tesi e la progettazione di un FGM composto da una lega di acciaio inossidabile (SS316L) e una lega di Nickel (IN625). Lo studio di tale progettazione avviene con l’utilizzo del software Thermo-calc che permette di prevedere quali fasi saranno presenti in base alla concentrazione degli elementi. Osservando la presenza di queste fasi si andrà a determinare quale sia il miglior gradiente del nostro oggetto.