Abstract
Negli ultimi anni, la produzione additiva (AM) si è trasformata in una tecnologia emergente e sono ormai disponibili un numero crescente di polveri metalliche. Per l'adozione su larga scala di questa tecnologia è fondamentale una conoscenza accurata del comportamento meccanico dei materiali, anche considerando che spesso dati affidabili non sono ancora disponibili così come non sono disponibili standard dedicati per queste leghe. A questo proposito, lo scopo del presente lavoro è quello di caratterizzare il comportamento fatica sia ad alto (HFC) che a basso (LCF) numero di cicli per un acciaio inossidabile AM 17-4 PH. Per comprendere meglio le prestazioni della lega selezionata, sono state prodotte quattro serie di campioni cilindrici. Tre serie sono state prodotte tramite la tecnologia additive (SLM – selective laser melting), utilizzando una macchina EOS M280. La prima serie è stata testata in condizioni as-built, la seconda è stata finita alle macchine utensili prima del test così da ottenere una finitura superficiale migliore, la terza serie è stata trattata tramite HIP (hot isostatic pressing). Infine, è stata prodotta una quarta serie di campioni nello stesso materiale ma ottenuti da lingotto. L'influenza della finitura superficiale sul comportamento a fatica dei materiali AM è fondamentale, considerando che nella maggior parte delle applicazioni le parti prodotte mediante manifattura additiva possono presentare strutture reticolari o lattice, cavità interne o geometrie complesse, che devono essere messe in opera nelle condizioni as-built, dato che una successiva lavorazione di finitura superficiale non è conveniente o non è possibile. D'altro canto, viene spesso suggerito l’impiego di un processo di HIP per ridurre le porosità interne e, quindi, migliorare le proprietà meccaniche. I limiti di fatica ad alto numero di cicli sono stati ottenuti con un approccio stair-case secondo il metodo statistico proposto da Dixon. Il numero massimo di cicli (run-out) è stato fissato pari a 5.000.000. Anche la parte del diagramma di Wöhler relativa alla vita a termine è stata caratterizzata mediante ulteriori prove sperimentali a livelli di sollecitazione più elevati. Inoltre, i test a basso numero di cicli hanno permesso di ottenere anche le curve cicliche secondo Ramberg-Osgood e le curve deformazione-numero di cicli secondo Basquin-Coffin-Manson. I risultati ottenuti per le quattro diverse serie di provini hanno permesso di quantificare la riduzione delle prestazioni meccaniche dovuta agli attuali limiti della tecnologia additiva SLM (qualità superficiale, porosità interna, diversa solidificazione) rispetto alla produzione tradizionale e potrebbero essere utilizzati per migliorare la sicurezza e l'affidabilità del progetto, garantendo l'integrità strutturale delle applicazioni reali sotto carichi di fatica elastici ed elastoplastici.