Modellazione di processo, previsione di microstruttura e proprietà meccaniche di ghise sferoidali colate in sabbia

Questo lavoro presenta i risultati di un’attività di caratterizzazione numerico-sperimentale di un processo dicolata in sabbia di una ghisa sferoidale ferritico-perlitica. L’indagine si è avvalsa di un’attrezzatura di colataopportunamente progettata e realizzata per fornire moduli termici differenziati, tali da sottoporre il materiale adiverse condizioni di raffreddamento e solidificazione. Il sistema di colata è stato studiato mediante simulazionenumerica, che ha permesso di replicare con adeguata accuratezza le condizioni di processo poi monitorate.Le caratteristiche microstrutturali sono state stimate attraverso modelli numerici implementati nel codice dicalcolo PROCAST™ v.2011 per la previsione delle diverse microstrutture ottenute al variare delle condizionilocali di raffreddamento. La validazione delle simulazioni è stata effettuata comparando i dati ottenuti, conquelli ricavati da un accurato studio microstrutturale svolto su oltre 2000 micrografie ottiche, avvalendosi diun software di analisi d’immagine. Sono stati in particolare valutati: porosità percentuale, numero di noduli digrafite per unità di superficie, area media dei noduli, morfologia media dei noduli, frazioni grafitica, ferritica eperlitica. Sono state quindi sviluppate relazioni empiriche in grado di permettere la valutazione delle proprietà atrazione del materiale noti i soli parametri microstrutturali ottenibili dalla simulazione numerica.