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rapporti - Deliverable

1.2.1.1-Valutazione del comportamento termomeccanico di materiali strutturali mediante prove di creep e fatica oligociclica su superleghe monocristalline

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1.2.1.1-Valutazione del comportamento termomeccanico di materiali strutturali mediante prove di creep e fatica oligociclica su superleghe monocristalline

Lo sviluppo di turbine a gas di nuova generazione, caratterizzate da più alta efficienza ed emissioni ridotte, passa necessariamente attraverso l’utilizzo di materiali innovativi le cui elevate prestazioni consentono di innalzare la temperatura di ingresso in turbina (TIT) del gas di combustione. Affinché l’utilizzo di un nuovo materiale sia garantito in termini di prestazioni ed affidabilità per tutta la durata di vita prevista, esso deve essere adeguatamente provato in tutte le condizioni prevedibili. La valutazione delle reali prestazioni dei materiali impiegati nelle parti calde della turbina a gas, sottoposti a sollecitazioni termiche e meccaniche molto severe, risulta ancora più cruciale se si considera che la sempre maggiore complessità e competitività del mercato elettrico sta spingendo verso un utilizzo di tipo flessibile, e non più di base, degli impianti a ciclo combinato per coprire le variazioni giornaliere e settimanali. Tali problematiche sono trattate nell’ambito del progetto di Ricerca di Sistema GEN21, Sottoprogetto GAS – Work Package GASCOMP (Ottimizzazione del ciclo di vita di componenti di turbine a gas). Il presente rapporto riguarda l’attività svolta nella Task “Caratterizzazione sperimentale del comportamento termomeccanico di superleghe monocristalline”: in particolare si riferisce alla conclusione della Milestone 1.2.1.1 “Valutazione del comportamento termomeccanico di materiali strutturali mediante prove di creep, fatica (LCF ecc.) e indagini microstrutturali su superleghe monocristalline”. Una prima parte del rapporto presenta le problematiche relative ai materiali impiegati nei diversi tipi di componenti critici per l’impianto e riporta un aggiornamento dello stato dell’arte sullo sviluppo di nuovi materiali in particolare per la palettatura mobile e fissa. Viene in seguito descritta l’attività sperimentale svolta sin particolare sulla lega monocristallina CM186 SC, studiata in ambito europeo, che è consistita in prove di creep, prove di fatica oligociclica con HT di diversa durata e osservazioni microstrutturali sui campioni sottoposti a condizioni di prova. Un’ultima parte del rapporto è dedicata alla messa a punto della metodologia per le prove di rilassamento e alla possibilità di utilizzare queste prove per indagare diverse condizioni sperimentali con un limitato dispendio di tempo e materiale. A questo scopo viene proposta una matrice di prove da effettuarsi sulla lega CMSX-4 nel milestone 1.2.1.2.

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