ALERT - Leghe di ALluminio per componenti soggetti a fatica E fretting: Rivestimenti e Trattamenti superficiali integrati

Le leghe di alluminio (Al) permettono un alleggerimento sostanziale in numerosi componenti critici. Allo stesso tempo, la fatica e i fenomeni di fatica superficiale indotti da fretting (movimenti reciproci di ampiezza molto limitata per un alto numero di cicli) sono un limite all’affidabilità e alle prestazioni di queste leghe. ALERT si focalizzerà su applicazioni aeronautiche partendo da case studies, estendendo i risultati a strutture per l’ambito “space”, con i seguenti obiettivi:

1. Selezione e determinazione della resistenza a fatica di leghe di Al, anche fabbricate via Additive Manufacturing, in condizioni di fatica e fretting;
2. Selezione e applicazione di trattamenti superficiali e rivestimenti ottimizzati per aumentare la resistenza a fatica delle leghe selezionate in 1);
3. Costruzione e testing a fatica di dimostratori realizzati con le migliori combinazioni di leghe e modifiche superficiali ottenute in 1) e 2);
4. Estensione delle soluzioni sviluppate a componenti strutturali per applicazioni “space” tramite calcoli della vita a fatica secondo i requisiti richiesti dalle Agenzie Spaziali.

L’attività di ricerca si estenderà da TRL 4 (test in laboratorio su provini dei trattamenti e rivestimenti più efficaci), a TRL 6 (test a fatica su dimostratori in banchi prova).

ALERT si focalizzerà su applicazioni aeronautiche ed aerospaziali, partendo da case studies relativi a componenti di elicottero ed estendendo i risultati a strutture per l’ambito “space”.

I principali obiettivi saranno:

1. Selezione e determinazione della resistenza a fatica di leghe di alluminio (Al), anche fabbricate con processi di Additive Manufacturing (AM), per applicazioni aeronautiche ed aerospaziali in presenza di usura e fatica da fretting;
2. Selezione e applicazione di trattamenti superficiali e rivestimenti resistenti al fretting ottimizzati per aumentare la resistenza a fatica delle leghe selezionate al punto 1) (TRL 4);
3. Costruzione e testing a fatica di dimostratori realizzati con le migliori combinazioni di leghe e modifiche superficiali ottenute in 1) e 2) (TRL 6);
4. Estensione delle soluzioni trovate nei punti precedenti a componenti strutturali per applicazioni “space” tramite calcoli della vita a fatica secondo i requisiti richiesti dalle Agenzie Spaziali (TRL 6).

ALERT mira ad aumentare la vita a fatica delle leghe trattate sia attraverso trattamenti superficiali, che via rivestimenti. I risultati attesi dal punto quantitativo sono l’incremento della resistenza a fatica tramite 1) trattamenti superficiali (+30 % per leghe di Al realizzate mediante processo AM e +50 % per leghe da deformazione plastica) e 2) rivestimenti (+15 %); inoltre, 3) si prevede un aumento della resistenza a fretting del 25 % grazie ai trattamenti/rivestimenti sviluppati.