Effetti della pallinatura su acciai sinterizzati

In the last few years the powder metallurgy has become more important in the production of several mechanical elements, due to the economic advantages that it ensures for large production. However the fatigue resistance of the sintered components is a critical factor because the presence of porosity, especially that rising to the surface, can favour the crack initiation. One of the methods employed to increase the fatigue life is the shot peening that causes an increase in the superficial density. Automotive components with high level of stress such as gears and connecting-rods are often realized using powder metallurgy and then shot peened. This experimental work presents a study conducted on two materials obtained from Distaloy HP and Distaloy LH powders from Höganäs (Sweden), sintered at two different nominal density, 6.9 g/cm^3 and 7.1 g/cm^3. These sintered materials have been characterized from micro-structural point of view studying the porosity distribution and morphology and pointing out the structural components. From the mechanical point of view, the materials in the as-sintered condition have been characterized with hardness tests, transverse rupture tests, crack propagation test and four points bending fatigue test (R = 0.1). The materials have successively been shot peened in different ways. The peened specimens have been studied with roughness measurements, SEM observations to determine the surface quality, hardness tests and micro-structural analysis on the section. After having determined the more promising shot peening conditions, four points bending fatigue tests (R = 0.1) have been carried out on some shot peened specimens to evaluate the effect of shot peening on fatigue resistance.

Negli ultimi anni la metallurgia delle polveri ha acquisito importanza nella produzione di diversi elementi meccanici, grazie ai vantaggi economici che garantisce per grandi volumi di produzione. Tuttavia la resistenza a fatica dei componenti sinterizzati è un fattore critico in quanto la presenza di porosità, in special modo quella affiorante in superficie, può favorire l’innesco di cricche. Uno dei metodi utilizzati per incrementare la vita a fatica è il trattamento di pallinatura che provoca un aumento della densità superficiale. Componenti dell’industria automobilistica soggetti ad elevati stress come ruote dentate e bielle sono spesso realizzati con la metallurgia delle polveri e successivamente pallinati. In questo lavoro sperimentale sono stati indagati due materiali ottenuti da polveri Distaloy HP e Distaloy LH di provenienza Höganäs (Sweden), sinterizzati a due diverse densità nominali, 6.9 g/cm^3 e 7.1 g/cm^3. I materiali sinterizzati sono stati caratterizzati dal punto di vista microstrutturale studiando la distribuzione e la morfologia delle porosità e mettendo in luce i componenti strutturali. Dal punto di vista meccanico, i materiali nella condizione as-sintered sono stati caratterizzati con prove di durezza, prove di rottura trasversale su tre punti, prove di avanzamento della cricca e prove di fatica flessionale su quattro punti (R = 0.1). I materiali sono stati successivamente sottoposti a diverse tipologie di pallinature. I campioni pallinati sono stati studiati con prove di rugosità, osservazioni al SEM per determinare la qualità superficiale, prove di durezza e analisi microstrutturali sulla sezione. Dopo aver determinato le due condizioni di pallinatura più promettenti, sono state eseguite prove di fatica flessionale su quattro punti (R = 0.1) su alcuni campioni pallinati, per valutare l’effetto della pallinatura sulla resistenza a fatica.