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rapporti - Deliverable

1.2.1.2-Valutazione del comportamento termomeccanico di materiali strutturali mediante prove a creep, fatica (TMF, LMF, ecc.) e indagini microstrutturali su superleghe monocristalline di derivazione aeronautica.

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1.2.1.2-Valutazione del comportamento termomeccanico di materiali strutturali mediante prove a creep, fatica (TMF, LMF, ecc.) e indagini microstrutturali su superleghe monocristalline di derivazione aeronautica.

Le caratteristiche richieste dagli utilizzatori di turbine a gas industriali, per la produzione di energia, sono da un lato la riduzione dei costi dell’energia e dall’altro il mantenimento di livelli elevati di affidabilità e disponibilità. Ciò è possibile innalzando la temperatura di ingresso in turbina e aumentando la velocità di rotazione, e quindi le sollecitazioni a cui sono sottoposte le palette. Da qui la richiesta di materiali, di tipo innovativo, caratterizzati da maggiori prestazioni in termini di resistenza ad elevate temperature e pressioni, in particolare per quelli da inserire nel percorso dei gas caldi. Grazie all’introduzione di leghe cosiddette a cristallo singolo sono stati ottenuti notevoli vantaggi in termini di resistenza a creep e a fatica termica. Una panoramica sui materiali per impieghi in turbine industriali, ed in particolare sulle superleghe a cristallo singolo e sul loro utilizzo, è stato presentato nel rapporto CESI n.° A4514227 (Settembre 2004) relativo alla Milestone di GASCOMP 1211. Il presente rapporto riporta le attività sperimentali condotte su una superlega single crystal di seconda generazione su cui sono stati condotti studi di caratterizzazione meccanica e microstrutturale in condizioni significative e rappresentative dell’esercizio in turbine a gas industriali. L’attività si inserisce all’interno della Ricerca di Sistema nell’ambito del Sottoprogetto GAS di GEN21, e costituisce la conclusione della Milestone 1212 ‘Valutazione del comportamento termomeccanico di materiali strutturali mediante prove a creep, fatica (TMF, LMF, ecc.) e indagini microstrutturali su superleghe monocristalline di derivazione aeronautica’ del Work Package GASCOMP – Task 121. In particolare, sono state effettuate prove di creep-rottura ad alta temperatura, a completamento dell’attività svolta nel primo triennio di Ricerca di Sistema, e prove di creep interrotte (a frazioni di vita prestabilite) su provini piatti; queste ultime sono state valutate e poste a confronto con le prove condotte sui campioni standard cilindrici. E’ stata svolta una caratterizzazione a fatica oligociclica con prove a ciclo continuo a due temperature, ed infine sono state effettuate alcune prove di rilassamento di breve durata, allo scopo di investigare una nuova metodologia per valutare la risposta del materiale in diverse condizioni sperimentali con un numero ridotto di prove.

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