Failure analysis su pinze freno per moto da competizione

The recent introduction of Al-Li 8090 alloy in racing motorcycle calipers manufacturing, aiming to reach high mechanical properties and weight reduction, using cast semifinished products, initially made a great success. But the low request of this alloy has affected the market leading to an exclusive rolled products production. This new wrought product led to unexpected catastrophic failure during pneumatic tests of some calipers. The present work details how the combination of microstructural analysis, fractographic examination and the EDS analysis revealed intense grain orientation(i.e. intense anisotropy)and high dimension precipitates, in the failed calipers. A comparison with safe calipers shows that these negative microstructural feature are not detected in the previous safe lots (made of cast semifinished products). Moreover a new production cycle was studied. This new production cycle tries to be similar to the previous one, to guarantee the same necessary high mechanical standards and tries to reach a higher value of stress intensity factor of the rolled 8090 alloy.

La recente introduzione della lega di alluminio-litio 8090 per la produzione di pinze freno nel mondo delle moto da competizione, ai fini di garantire elevate proprietà meccaniche unitamente ad una riduzione del peso, partendo da un fuso, è stato inizialmente un grande successo. La scarsa richiesta della lega ha influenzato il mercato attuale che prevede il commercio della stessa solamente in forma di laminato. L’impiego di questo nuovo semilavorato, ha portato a rotture inaspettate di tipo catastrofico, durante i test di verifica pneumatici, di un lotto di pinze freno di una nota azienda produttrice. Il seguente lavoro indaga le possibili cause della rottura, analizzando la microstruttura del prodotto e, in conclusione, individuando la presenza di forti orientazioni dei grani, quindi, una marcata anisotropia e precipitati di dimensioni elevate. Ulteriori analisi sono eseguite anche su pinze di lotti precedenti, che non hanno subito cedimenti, al fine di confrontare le microstrutture. Inoltre si propone un ciclo produttivo alternativo a quello attualmente utilizzato, cercando di non modificare radicalmente quello esistente e di garantire gli elevati standard richiesti dall’applicazione, con particolare attenzione al miglioramento della tenacità a frattura della lega, dichiarata dal costruttore, estremamente bassa.