La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

Ludovico Vecchione Amministratore Unico S4A – Scandium for Aerospace S.r.l. Limpiego di terre rare nelle leghe di alluminio: prospettive di impiego nel.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "Ludovico Vecchione Amministratore Unico S4A – Scandium for Aerospace S.r.l. Limpiego di terre rare nelle leghe di alluminio: prospettive di impiego nel."— Transcript della presentazione:

1 Ludovico Vecchione Amministratore Unico S4A – Scandium for Aerospace S.r.l. Limpiego di terre rare nelle leghe di alluminio: prospettive di impiego nel settore aerospaziale VERSO HORIZON 2020: IL RUOLO DI NUOVI MATERIALI E DELLE TECNOLOGIE DI MANIFATTURA PER LAEROSPAZIO. Accademia Aeronautica, 17 ottobre 2012

2 Use or disclosure of the information contained herein is subject to specific written approval from Scandium for Aerospace Lo Scandio (Sc) è il 21° elemento della tavola periodica, e appartiene al cosiddetto gruppo delle Terre Rare. Le leghe di Alluminio (Al) arricchite con lo Scandio, presentano proprietà migliorate. I principali effetti dellarricchimento delle leghe di Al con SC possono esser riassunte in: raffinamento del grano nei processi di fusione e saldatura; inibizione della ri-cristallizzazione (laggiunta di Sc aumenta la temperatura di ri-cristallizzazione dellAlluminio ad oltre 600°C); effetti specifici di rafforzamento ottenuti anche con piccole aggiunte di Sc, dellordine di 0.2–0.6 wt.%; riduzione ed eliminazione del fenomeno hot cracking nelle saldature; buona resistenza alla corrosione. VERSO HORIZON 2020: IL RUOLO DI NUOVI MATERIALI E DELLE TECNOLOGIE DI MANIFATTURA PER LAEROSPAZIO. Proprietà delle leghe di Alluminio-Scandio

3 Use or disclosure of the information contained herein is subject to specific written approval from Scandium for Aerospace VERSO HORIZON 2020: IL RUOLO DI NUOVI MATERIALI E DELLE TECNOLOGIE DI MANIFATTURA PER LAEROSPAZIO. Lo scenario: Aeronautica Lindustria aeronautica italiana, leader nello sviluppo del Green Regional Aircraft del programma Clean-Sky, è impegnata nella validazione di nuove tecnologie per il nuovo velivolo da trasporto regionale eco- compatibile. Le leghe di Alluminio-Litio sono tra le tecnologie abilitanti selezionate per i pannelli di fusoliera con irrigidimenti saldati. Larricchimento di leghe di Alluminio della serie 5xxx o 7xxx con lo Scandio può portare ad un miglioramento delle prestazioni e ad una conseguente riduzione del peso, rispetto a quanto fino ad oggi con lAlluminio-Litio. Esempio di un tronco di fusoliera di un Velivolo regionale (courtesy by Alenia Aermacchi)

4 Use or disclosure of the information contained herein is subject to specific written approval from Scandium for Aerospace Luso di Scandio nellAlluminio tradizionale aumenta la tenacità a frattura e la resistenza alla corrosione, proprietà fondamentali nelle strutture aerospaziali. Leghe Al-Sc possono essere utilizzate nella realizzazione di serbatoi criogenici in alternativa alluso di Al-Li o CFRP. Laumento della resistenza termica delle leghe arricchite con Scandio le rendono utilizzabili anche per parti di motori ad elevata temperatura operativa. Courtesy by ARCAM CFRP serbatoio criogenico VERSO HORIZON 2020: IL RUOLO DI NUOVI MATERIALI E DELLE TECNOLOGIE DI MANIFATTURA PER LAEROSPAZIO. Lo scenario: Spazio e Propulsione

5 Use or disclosure of the information contained herein is subject to specific written approval from Scandium for Aerospace Confronto tra la resistenza allo snervamento di lega 7XXX convenzionale e arricchita con Scandio. UTS (Ultimate Tensile Strength) di una lega serie 7000 è considerevolmente più alta quando viene usato un filler di Alluminio 5000 modificato con Scandio, rispetto a un filler tradizionale serie La differenza è tanto maggiore quanto il metallo base è arricchito con Scandio. La vita a fatica di una lega ad alta resistenza della serie Alluminio-Magnesio-Zinco della serie triplica quando è saldata con una lega di alluminio 5000 modificata con un filler di Scandio. VERSO HORIZON 2020: IL RUOLO DI NUOVI MATERIALI E DELLE TECNOLOGIE DI MANIFATTURA PER LAEROSPAZIO. Proprietà delle leghe Alluminio Scandio

6 Use or disclosure of the information contained herein is subject to specific written approval from Scandium for Aerospace VERSO HORIZON 2020: IL RUOLO DI NUOVI MATERIALI E DELLE TECNOLOGIE DI MANIFATTURA PER LAEROSPAZIO. Test sperimentali su leghe di Alluminio-Scandio I miglioramenti delle proprietà meccaniche delle leghe Al-SC sono stati verificati attraverso una campagna di prove eseguite al CIRA, finalizzata alla valutazione delle principali proprietà di una lega di Alluminio serie 7XXX rinforzata con Scandio, e verificando leffetto di un invecchiamento ambientale accelerato (esposizione termica a 85°C per 2000h). Condizioni di Test per rolled sheets e rolled plates: Tensione Statica: N° 5 L; N° 5 LT – (iaw ASTM E8); Tensione Statica (after 2000 h at 85°C): N° 3 HL; N° 3 HLT – (iaw ASTM E8); Fatica Kt =1:N° 10 L, N° 10 LT – (iaw ASTM E466 ); Fatica Kt=1 (after 2000 h at 85°C): N° 10 HL, N°10 HLT – (iaw ASTM E466 ). L => longitudinale materiale come ricevuto - LT => materiale come ricevuto; HL => longitudinale materiale invecchiato - HLT => trasversale materiale invecchiato.

7 Use or disclosure of the information contained herein is subject to specific written approval from Scandium for Aerospace Test specimen ΦUTSYTSELE (mm)(MPa) (%)(GPa) L6, ,870 LT6, ,471 HL6, ,745 HLT6, ,354 Risultati dei test di tensione statica di AA7X3X (Valori medi di UTS, YS, El, E) Provini usati per i test di tensione statica Nessuna variazione statisticamente significativa è stata rilevata tra i risultati della resistenza a trazione di AA7X3X come ricevuto and AA7X3X invecchiato per entrambe le misure di UTS e di resistenza allo snervamento. Tensione statica VERSO HORIZON 2020: IL RUOLO DI NUOVI MATERIALI E DELLE TECNOLOGIE DI MANIFATTURA PER LAEROSPAZIO. Test sperimentali su leghe di Alluminio-Scandio

8 Use or disclosure of the information contained herein is subject to specific written approval from Scandium for Aerospace Curve N-Log Wöhler Provini usati per i test a fatica Nessuna variazione statisticamente significativa è stata rilevata tra i risultati delle curve Wöhler di AA7X3X come ricevuto e AA7X3X invecchiato, indice di un buon comportamento a fatica. VERSO HORIZON 2020: IL RUOLO DI NUOVI MATERIALI E DELLE TECNOLOGIE DI MANIFATTURA PER LAEROSPAZIO. Test sperimentali su leghe di Alluminio-Scandio

9 Use or disclosure of the information contained herein is subject to specific written approval from Scandium for Aerospace Sviluppo di componenti aerospaziali (inclusi prototipi), realizzati con leghe innovative arricchite con Scandio. Promozione dellutilizzo di leghe innovative a standard aerospaziali arricchite con Scandio. Commercializzazione di leghe madri di Scandio per la produzione di componenti aerospaziali. Consulenza manageriale e tecnologica, incluso specifiche lavorazioni meccaniche e processi realizzativi. VERSO HORIZON 2020: IL RUOLO DI NUOVI MATERIALI E DELLE TECNOLOGIE DI MANIFATTURA PER LAEROSPAZIO. Missione di S4A S.r.l.

10 Use or disclosure of the information contained herein is subject to specific written approval from Scandium for Aerospace VERSO HORIZON 2020: IL RUOLO DI NUOVI MATERIALI E DELLE TECNOLOGIE DI MANIFATTURA PER LAEROSPAZIO. Attività in corso - RITAM Processi primari per la produzione di leghe, studio della solidificazione con focus sul fenomeno di raffinamento del grano e sul meccanismo di nucleazione. Tra i processi di produzione si valuterà lAdditive Layer Manufacturing (ALM) con fascio elettronico. Trattamenti e processi secondari, con set-up di processi di solubilizzazione, precipitazione e invecchiamento. Studio di correlazione tra i processi di produzione. Processi Primari Processi Secondari Caratterizzazione Qualifica del materiale attraverso analisi di test meccanici RIcerca su Tecnologie Avanzate per Motori Tecnologie di manifattura per materiali avanzati

11 Use or disclosure of the information contained herein is subject to specific written approval from Scandium for Aerospace VERSO HORIZON 2020: IL RUOLO DI NUOVI MATERIALI E DELLE TECNOLOGIE DI MANIFATTURA PER LAEROSPAZIO. Hyprob - Additive Layer Manufacturing Il processo di fusione può avvenire utilizzando diverse fonti di riscaldamento come Laser o Fascio di Elettroni (EB). I vantaggi del processo di ALM: L Additive Layer Manufacturing è un processo di produzione basato sulla fusione di strati successivi di materiale a partire da un letto di polveri opportunamente pre alligate. Bassa percentuale di difetti. Omogeneità della microstruttura. Dimensioni molto piccole del grano che porta ad un miglioramento delle proprietà di fatica del materiale Assenza di stress residui per lelevata temperatura di processo ( °C). Elevato rapporto buy to fly (la polvere in eccesso può essere rilavorata dato il basso assorbimento di ossigeno). Producibilità di geometrie complesse.

12 Use or disclosure of the information contained herein is subject to specific written approval from Scandium for Aerospace Applicabilità a componenti aeronautici di leghe innovative Al-Li e Al-Sc con caratteristiche migliorate e risparmio di peso in confronto alle leghe tradizionali. Processi di saldatura e giunzione Qualifica del materiale attraverso la realizzazione di giunzioni saldate con processo laser e laser ibrido. Sviluppo materiali e processi eco-compatibili per la protezione della superficie di componenti aeronautici. Sviluppo di sistemi di protezione avanzati. Sviluppo di TECnologie Innovative per MAteriali Metallici Identificazione di leghe innovative di Alluminio VERSO HORIZON 2020: IL RUOLO DI NUOVI MATERIALI E DELLE TECNOLOGIE DI MANIFATTURA PER LAEROSPAZIO. Attività in corso - TECMA

13 Use or disclosure of the information contained herein is subject to specific written approval from Scandium for Aerospace THE END

14 Use or disclosure of the information contained herein is subject to specific written approval from Scandium for Aerospace Back-up slides

15 Use or disclosure of the information contained herein is subject to specific written approval from Scandium for Aerospace VERSO HORIZON 2020: IL RUOLO DI NUOVI MATERIALI E DELLE TECNOLOGIE DI MANIFATTURA PER LAEROSPAZIO. Indice Proprietà delle leghe di Alluminio-Scandio Lo scenario: Aeronautica Spazio e Propulsione Test sperimentali su leghe di Alluminio-Scandio Tensione statica Fatica Missione di S4A S.r.l. Attività in corso RITAM - Ricerca su tecnologie avanzate per motori Additive Layer Manufacturing TECMA - Sviluppo di tecnologie innovative per materiali metallici

16 Use or disclosure of the information contained herein is subject to specific written approval from Scandium for Aerospace VERSO HORIZON 2020: IL RUOLO DI NUOVI MATERIALI E DELLE TECNOLOGIE DI MANIFATTURA PER LAEROSPAZIO. Attività in corso - RITAM RIcerca su Tecnologie Avanzate per Motori Il progetto RITAM è stato ammesso al finanziamento dal MIUR con il bando finalizzato alla creazione di nuovi laboratori pubblico-privati in Campania, attraverso il coinvolgimento di imprese, università e centri di ricerca. Lobiettivo del consorzio RITAM è quello di sviluppare e condividere nuove conoscenza nellambito dei processi tecnologici finalizzati al miglioramento delle prestazioni di motori e componenti strutturali in settori come aerospazio, navale, oil&gas, e focalizzando linteresse sullutilizzo di materiali e leghe avanzate. Il progetto si sviluppa su quattro aree tecnologiche:: Materiali e processi per componenti realizzati in super-leghe Tecnologie di manifattura per materiali avanzati Sviluppo di un motore innovativo ecologico Integrazione di un sistema di controllo del motore per UAV

17 Use or disclosure of the information contained herein is subject to specific written approval from Scandium for Aerospace VERSO HORIZON 2020: IL RUOLO DI NUOVI MATERIALI E DELLE TECNOLOGIE DI MANIFATTURA PER LAEROSPAZIO. Attività in corso - TECMA Il progetto TECMA è stato ammesso al finanziamento dal MIUR con il bando finalizzato realizzazione del Distretto Aerospaziale Campano. Gli obiettivi del progetto TECMA sono: Sviluppo di TECnologie Innovative per MAteriali Metallici Identificazione di leghe innovative di Alluminio con caratteristiche migliorate e risparmio di peso in confronto alle leghe tradizionali. Sviluppo di processo innovativi di giunzione. Sviluppo di materiali e processi eco-compatibili per la protezione della superficie di componenti aeronautici.


Scaricare ppt "Ludovico Vecchione Amministratore Unico S4A – Scandium for Aerospace S.r.l. Limpiego di terre rare nelle leghe di alluminio: prospettive di impiego nel."

Presentazioni simili


Annunci Google