In questi ultimi anni le leghe intermetalliche TiAl hanno conquistato sempre maggiore interesse in applicazioni in campo automobilistico ed aeronautico grazie alla loro bassa densità, elevate caratteristiche meccaniche e discreta resistenza all'ossidazione ad alte temperature. Nonostante le loro interessanti caratteristiche meccaniche i principali problemi, solo in parte risolti, sono essenzialmente legati alla loro bassa tenacità a basse temperature e alle tecniche produttive e di lavorazione necessarie per ottenere una microstruttura che garantisca ottime caratteristiche meccaniche. Il gruppo di ricerca da anni ha caratterizzato a partire da una lega Ti-47Al-3Cr-3Nb i parametri di processo più favorevoli per l'ottenimento di un materiale as-cast a grana fine caratterizzato quindi da elevate caratteristiche resistenziali e recentemente ha caratterizzato con precisione le principali caratteristiche meccaniche e di comportamento all'ossidazione a temperature elevate nel campo 700-950 °C. Il progetto si propone ora di incrementare queste caratteristiche grazie alla dispersione di micro e nano particelle di ossidi, o di atre particelle ceramiche in una matrice TiAl. Verranno effettuate prove per valutare, oltre alle caratteristiche meccaniche in temperatura, la resistenza all'ossidazione a caldo della lega. Si valuterà l'omogeneità della dispersione ed il suo effetto sul comportamento meccanico della lega. In sintesi il presente progetto vuole mettere a punto un processo relativamente semplice ed economico per la produzione di componenti in lega TiAl rinforzati dalle elevate performance tecnologiche.
Le leghe intermetalliche gamma-TiAl destano molto interesse per applicazioni avanzate soprattutto in campo aeronautico e automobilistico. Le numerose ricerche condotte in campo internazionale hanno permesso di comprendere meglio l'influenza degli elementi alliganti e delle microstrutture sulle caratteristiche meccaniche di tali leghe. Negli ultimi anni le maggiori compagnie operanti in campo aeronautico ed automobilistico hanno iniziato ad introdurre componenti in leghe gamma-TiAl. I principali problemi che di fatto impediscono la produzione industriale di componenti in leghe intermetalliche sono legati principalmente alle tecniche produttive e di lavorazione. In generale sono stati seguiti fino ad oggi 3 diversi approcci per la produzione di componenti in TiAl: estrusione e forgiatura, colata e metallurgia delle polveri. Ad oggi i componenti prodotti in alluminuri di titanio sono pochi ed hanno trovato applicazione in settori dove il costo di produzione non è un problema: ad esempio da molti anni valvole per motori automobilistici, ottenute mediante processi termomeccanici, sono state montate su auto da formula uno. L'obiettivo del presente progetto di ricerca è quello di mettere a punto un processo economico per l'ottenimento di una lega TiAl caratterizzata da buona tenacità a temperatura ambiente, nonché buone caratteristiche meccaniche e di resistenza all'ossidazione ad elevata temperatura dove il loro impiego comporterebbe vantaggi tecnologici rilevanti. In particolare il progetto si propone, a partire da una lega Ti-47Al-3Cr-3Nb, di studiare le condizioni di fusione e colata da adottare nonché i parametri di processo più favorevoli per l'ottenimento di un materiale as-cast a grana fine caratterizzato quindi da elevate caratteristiche resistenziali. Solo recentemente viene valutata la possibilità di realizzare leghe Ti-Al con dispersioni di particelle per incrementarne le caratteristiche meccaniche utilizzando prevalentemente tecniche di formazione in situ. Questa tematica è altamente innovativa. Una tecnica alternativa consistite nell'impiego della metallurgia delle polveri. Noi proponiamo la colata che permetterebbe sicuramente di ottenere componenti di forma complessa con costi competitivi rispetto anche alle superleghe di nichel. Lo studio riguarderà la valutazione dell'effetto del rafforzamento della lega scelta mediante dispersione di micro e nano particelle. Verrà infatti studiata la possibilità di disperdere in modo omogeneo le particelle ed il loro effetto sul comportamento meccanico della lega. In definitiva il presente progetto vuole mettere a punto un processo relativamente semplice ed economico per la produzione di componenti dalle elevate performance tecnologiche. Lo scopo è quello di rendere industrialmente appetibile la produzione e l'utilizzo di tali componenti, cosa che fino ad oggi non si è riusciti a fare. Verranno effettuate prove per valutare la resistenza all'ossidazione a caldo della lega e per stabilire quindi le temperature massime di utilizzo del componente.