Il presente rapporto descrive le attività di ricerca svolte nel periodo marzo 2008 – febbraio 2009 sul tema delle tecniche di prova miniaturizzate per la determinazione delle proprietà meccaniche residue di componenti eserciti nel progetto “Tecnologie per il Carbone Pulito” dell’Area “PRODUZIONE E FONTI ENERGETICHE”, una delle quattro Aree di ricerca definite nell’accordo di programma triennale tra il Ministero per lo Sviluppo Economico e CESI RICERCA S.p.A. stipulato il 21 giugno 2007. La sintesi dell’attività svolta su questo tema nel biennio 2006-2007 è descritta nel rapporto 08000975. Scopo dell’attività di studio delle tecniche miniaturizzate è quello di rendere più affidabile la valutazione della vita residua dei componenti eserciti; queste tecniche dovrebbero permettere infatti di avere a disposizione, nelle stime di vita residua, dati affidabili sulle proprietà dei materiali base dopo periodi significativi di esercizio. Nell’ambito dei cicli combinati di ultima generazione ancor più importanza hanno assunto le tecniche miniaturizzate in quanto sono le uniche applicabili quando il volume di materiale disponibile è molto limitato come accade ad esempio per le palette cave delle turbine a gas. Le pale rotanti di turbogas realizzate secondo le più recenti tecnologie hanno infatti geometria della foglia cava per consentire il raffreddamento dall’interno del materiale la cui superficie esterna è esposta alle massime temperature dei gas caldi; pertanto nelle zone dove il degrado del materiale è massimo sono disponibili solo pochi millimetri di spessore per la realizzazione di campioni su cui determinare le proprietà meccaniche. Il lavoro ha focalizzando l’attenzione sul superamento di alcune delle limitazioni ed incertezze tuttora riconosciute della tecnica di prova small punch e di quella del cosiddetto minicreep, già oggetto di precedenti studi svolti nell’ambito RdS. L’attività svolta si è quindi sviluppata su alcune principali linee di lavoro: • modifiche delle macchine di prova small punch creep e minicreep per minimizzare le incertezze di misura ed aumentare ripetibilità/riproducibilità dei dati, attività che è stata completata nel primo periodo; • applicazione della prova small punch creep e della prova minicreep su una lega a base nichel, − per valutare la possibilità di stimare le proprietà di creep con tecnica small punch in condizioni isoterme (finora giudicata ancora incerta anche in ambito internazionale); − per valutare l’applicabilità della prova minicreep uniassiale con provino estremamente miniaturizzato ottenibile anche da componenti di spessore inferiore ai 5 mm. I risultati ottenuti mostrano che: • la tecnica small punch è applicabile per la determinazione di master curve esponenziali isoterme e non solo al caso di caratterizzazioni isostress; • è stata individuata una nuova correlazione empirica, derivata da quella di sintesi proposta da un gruppo di lavoro CEN (Comité Européen de Normalisation) che ha redatto documento prenormativo per la prova small punch, che indica possibilità di risultati di prova coerenti anche nel caso di impiego di dischetti fortemente sottospessorati; • per una superlega a base Nichel, l’Udimet 520, che è stata caratterizzata sia allo stato di fornitura che dopo invecchiamento per esposizione isoterma a 920°C, sembra preferibile l’applicazione della tecnica minicreep uniassiale a quella small punch per rilevare il degrado, poiché la prima pare dare migliore riproducibilità dei risultati, avendo un rapporto tra dimensioni del grano e dimensione minima del provino più elevato di quello small punch.