New La Metallurgia Italiana LaMetallurgia · 2015. 1. 1. · La Metallurgia Italiana - n....

La Metallurgia Italianamensile dell’Associazione Italiana di Metallurgia

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N. 11-12/Novembre/Dicembre 2014

Anno 106 - ISSN 0026-0843

Corrosione

Corrosione dell’acciaio al carbonio in acque debolmente acide contenenti ioni tiosolfato e solfito

M. Cabrini, S. Lorenzi, T. Pastore ......................................... 3

Acciaio

Large ESR forging ingots and their quality in production

K. Marx, S. Rödl, S. Schramhauser, M. Seemann ..............11

Metodo della Rosetta Micrometrica per la misura multidi-rezionale degli stress residui tramite tecnologia a fascio ionico focalizzato

F. Massimi, M. Sebastiani, D. De Felicis, E. Bemporad ......21

New perspective in steelmaking activity to increase com-petitiveness and reduce enviromental impact

S. Barella, E. Bondi, C. Di Cecca, A. F. Ciuffini, A. Gruttadau-ria, C. Mapelli, D. Mombelli ...............................................31

N. 11-12Settembre 2014Anno 106

Organo ufficialedell’Associazione Italiana di Metallurgia

Rivista fondata nel 1909

MetallurgiaItaliana

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La Metallurgia Italiana - n. 11-12/20142

La Metallurgia Italiana - n. 11-12/2014 3

Corrosione

Corrosione dell’acciaio al carbonioin acque debolmente acide

contenenti ioni tiosolfato e solfito

M. Cabrini, S. Lorenzi, T. Pastore

M. Cabrini, S. Lorenzi, T. Pastore

Dipartimento d’Ingegneria, Università di Bergamo, Bergamo, Italia

[email protected] - [email protected] [email protected]

L’articolo è volto allo studio della corrosione generalizzata dell’acciaio al carbonio in soluzioni contenenti solfiti, tiosolfati e altre specie prodotte dalla ossidazione dei solfuri. Discute i risultati di prove potenziodinamiche, potenziostatiche e di perdita di peso eseguite al fine di individuare l’influenza di questi ioni sull’aggressività.

I risultati evidenziano le variazioni indotte dal tiosolfato sulla concentrazione di ossigeno e sulla reazione dell’ossigeno con il solfito e mostrano la sua azione di accelerazione del processo catodico di sviluppo di

idrogeno che regola la velocità di corrosione in assenza di ossigeno.

Parole chiave: Corrosione - Acciaio al carbonio - Tiosolfato - Solfito - Impianti geotermici

INTRODUZIONE

Lo zolfo può essere presente sotto forma di composti a diverso grado di ossidazione e dà origine a una grande va-rietà di fenomeni di corrosione su leghe quali gli acciai, gli acciai inossidabili, le superleghe di nichel e altre leghe resistenti alla corrosione. La complessità nell’inquadrare i fenomeni di corrosione in presenza di questi composti deriva dalla loro instabilità, che li porta a ossidarsi o ridursi in base alle caratteristiche dell’ambiente in cui si trovano disciolti. Di grande rilevanza per la corrosione, oltre ai sol-furi, sono lo zolfo elementare, i solfiti e i cosiddetti acidi politionici. Questi ultimi hanno la generica formula H2SxO6; racchiudono una catena di atomi di zolfo, con almeno uno legato soltanto con altri atomi di zolfo; hanno un compor-tamento fortemente acido e in soluzione acquosa sono sotto forma di ioni dissociati. Lo ione tiosolfato S2O3

2- è costituito, invece, da un solo gruppo solfato legato a un atomo di zolfo; è coinvolto nella maggior parte delle rea-zioni che interessano gli acidi politionici e vi è un genera-le accordo nell’indicare proprio in questa specie quella di maggior rilevanza per la corrosione [1-3].Il ruolo dei tiosolfati sulla corrosione delle leghe metalli-che è stato oggetto di numerosi studi. Gli effetti sono noti sin dagli anni ’40, quando iniziarono a verificarsi i primi

incidenti nell’industria petrolifera e cartaria su acciai inos-sidabili austenitici sensibilizzati. Gli studi rivelarono che le rotture erano dovute a corrosione sotto sforzo da acidi politionici e tiosolfato formatisi a seguito dell’ingresso di aria e umidità durante la manutenzione degli impianti [4]. Il problema fu solo parzialmente risolto utilizzando materiali non sensibilizzati e cercando di evitare l’ingresso di ossige-no. Tali problemi si ripresentarono parecchi anni dopo nei reattori nucleari ad acqua pressurizzata, dove soluzioni a base di tiosolfati sono utilizzate come liquido di emergenza per assorbire lo iodio radioattivo. Nell’industria cartaria, il tiosolfato di sodio, usato come agente sbiancante, porta a fenomeni di vaiolatura sui tamburi in acciaio inossidabile AISI 304 [3]. Negli impianti geotermici, acque di conden-sazione neutre o debolmente acide contenenti tiosolfati e solfiti, anche in quantità rilevante, determinano intensi fenomeni di corrosione generalizzata sull’acciaio al carbo-nio delle condotte utilizzate per il convogliamento verso la reiniezione [5-8]. I lavori di letteratura evidenziano l’influenza dello ione tio-solfato in ambienti molto differenti tra loro e su diverse forme di corrosione: corrosione generalizzata dell’acciaio, corrosione localizzata degli acciai inossidabili e leghe di nichel, corrosione intergranulare di acciai inossidabili e le-ghe di nichel sensibilizzate, corrosione sotto sforzo su le-ghe sensibilizzate (IGSCC), corrosione sotto sforzo da sol-furi di acciai ad alta resistenza (SSCC). Il meccanismo con il quale questo ione interviene nel processo di corrosione non è ancora del tutto chiaro, motivo per cui sono mol-teplici e non sempre concordi le interpretazioni. Diverse ricerche ne hanno evidenziato l’interazione con altri com-posti, quali solfuri, cloruri, idrogeno, anidride carbonica,


Memorie

nel produrre l’attacco di corrosione. Sulle leghe resistenti alla corrosione [3], i tiosolfati tendono a ridursi a zolfo sul-le zone della superficie del materiale non più protette dal film di passività secondo la reazione

eq. 1

Lo zolfo che si forma da un lato stimola il processo anodico sulla superficie attiva e dall’altro contrasta l’adsorbimento degli ioni ossidrile; impedisce, così, la riformazione del film di passività. La reazione di formazione dello zolfo si manife-sta, però, solo sul metallo attivo, poiché è inibita dal film di passività di ossido di cromo, ed è favorita dall’acidità. Per questo l’azione degli ioni tiosolfato si manifesta in modo rilevante in tutte le situazioni che portano alla rottura del film di passività e alla formazione di una cella occlusa, si-tuazione tipica dei fenomeni di corrosione localizza.Diversi lavori sono concordi nell’affermare che i fenomeni di corrosione dovuti ai tiosolfati possono insorgere solo in presenza di altre sostanze in grado di attaccare il film passivo o quando il film è danneggiato dalla sollecitazio-ne meccanica cui è sottoposto il materiale all’apice di una cricca da Stress Corrosion Cracking oppure in altre situa-zioni analoghe [2,4,9-17]. Vi sono tuttavia dei lavori [18-20] che indicano che i tiosolfati possono indurre la rottura del film di passività e innescare la corrosione localizzata, anche in assenza di cloruri.La maggior parte degli studi condotti sulla corrosione ge-neralizzata riguardano soluzioni contenenti tiosolfati, po-chi sono stati svolti in soluzioni con elevato contenuto di solfiti, mentre non sono disponibili dati relativi alla con-temporanea presenza di queste due specie chimiche.Scopo della ricerca è lo studio della corrosione generaliz-zata dell’acciaio al carbonio in acque neutre o leggermen-te acide contenenti tiosolfati e solfiti, per comprenderne il meccanismo di attacco e valutare la velocità di corrosione in funzione dei parametri ambientali.

METODOLOgIa SPERIMENTaLE

Le prove sono state effettuate su un acciaio API 5L gra-do X65 con struttura ferritico-perlitica; la composizione è riportata in Tabella 1. I provini, in forma di dischetti di 15 mm di diametro e 5 mm di altezza o di cilindri di 12 mm di diametro e 18 mm di altezza, sono stati prelevati dalla parete di un tubo, con le superfici di base perpendicolari alla direzione di laminazione.La composizione delle soluzioni di prova è rappresentati-va di quella delle acque di condensazione degli impianti geotermici italiani [8]; contiene 3000 ppm di SO4

2--, 300 ppm di solfito, 150 ppm di tiosolfato, con pH compreso tra 5 e 7. Le soluzioni sono state preparate utilizzando solfa-

Tipo C Mn Si P S Ni Cr Mo Cu Nb Ceq

API 5L grado X65 0.09 1.64 0.24 0.003 0.002 0.02 0.03 0.01 0.01 0.049 0.366

Tab. 1 - Composizione dell’acciaio

Tab. 1 - Steel composition

to, solfito e tiosolfato di sodio di grado RPE; il pH è stato regolato mediante aggiunta di acido solforico concen-trato. Le prove sono state effettuate alla temperatura di 22 ± 3°C. In alcune, la composizione base della soluzione è stata modificata nel contenuto di solfito e tiosolfato per valutare l’effetto di questi ioni.La stabilità della soluzione è stata valutata mediante mi-sure della concentrazione di ossigeno e del pH eseguite prima delle prove, al termine di queste e durante tutte le prove di lungo periodo, mediante un elettrodo a membra-na e un elettrodo a vetro. Inoltre, si è realizzato il monito-raggio di questi due parametri, fino a 24 h, sottoponendo la soluzione di prova a gorgogliamento di aria o azoto, con e senza aggiunta di solfito e tiosolfato. Per valutare l’effet-to del rapporto solfito/tiosolfato sul contenuto di ossigeno nella soluzione, si è misurata la concentrazione di ossige-no nella soluzione sottoposta a gorgogliamento di aria, a seguito dell’aggiunta di 150 ppm di solfito ogni 5 minuti, rilevando la concentrazione di ossigeno immediatamente prima dell’aggiunta successiva. La velocità di reazione è stata stimata come rapporto tra la variazione della con-centrazione di ossigeno disciolto e l’intervallo di tempo tra un’aggiunta e l’altra.Il comportamento alla corrosione è stato studiato median-te prove di perdita di peso e prove elettrochimiche di pola-rizzazione potenziodinamica anodica, catodica e di polariz-zazione catodica potenziostatica. Le prove di perdita di peso sono state eseguite sui provini a disco. Le superfici sono state levigate alle carte fino a 2400 grit, le facce lucidate con pasta diamantata fino a 1 µm, poi sciacquate e sgrassate in acetone, in ultrasuoni, infine asciugate. Dopo il periodo di esposizione, i provini sono stati decapati in acido cloridrico diluito, inibito con esametilentetrammina, prima di essere nuovamente pe-sati con una bilancia con 0.1 mg di risoluzione. Durante la prova, due dischi sono stati esposti in un recipiente di vetro chiuso contenente circa 400 mL di soluzione già dea-erata, mantenendo poi il flusso di azoto per tutto il periodo di esposizione. Le prove elettrochimiche sono state eseguite in condizioni stagnanti o su elettrodo a cilindro rotante. Nel primo caso si è utilizzata una cella ASTM, su provini a disco posto in un portacampioni in PTFE, lasciando esposta una superficie di 1 cm2, con un elettrodo di riferimento Ag/AgCl/ KCl saturo a doppia giunzione, abbinato a una sonda di Huber-Luggin, e un controelettrodo di platino o di grafite, posto in uno scomparto separato da un setto poroso. La fuoriu-scita dei gas prodotti al controelettrodo, è assicurata da un foro nella parte alta dello scomparto in cui è alloggiato il controelettrodo stesso, direttamente verso l’uscita dei gas dalla cella. Nelle prove con elettrodo rotante, si è utilizzata un’appa-


Corrosione

recchiatura simile, di pari volume di soluzione, ma con cella in polimetilmetacrilato provvista di anello di tenuta sull’albero rotante. Prima delle prove elettrochimiche, la soluzione è stata deaerata mediante gorgogliamento d’azoto, per almeno dodici ore. Successivamente, si è mantenuto un flusso costante di gas durante tutta la prova. Le curve potenziodinamiche sono state tracciate a partire dal potenziale di corrosione libera, dopo circa 5 minuti di immersione, con scansione pari a 10 mV/min fino a un potenziale di 500 mV più nobile, per le curve anodiche, o di 700 mV meno nobile, per le curve catodiche. Le prove potenziostatiche sono state condotte a -800 mV vs Ag/AgCl/KCl saturo su elettrodo rotante, a velocità crescente tra 0 e 6000 rpm, rilevando il valore di corrente stazionaria. La misura del potenziale è stata depurata dal contributo della caduta ohmica.La composizione e la morfologia della scaglia di prodotti di corrosione è stata caratterizzata mediante osservazioni al microscopio elettronico e ai raggi X su campioni esposti per differenti durate, nello stesso apparato di prova per le misure di perdita di peso.

RISULTaTI E DISCUSSIONE

Processi di corrosione nelle acque neutre

La corrosione dell’acciaio nelle soluzioni neutre o acide avviene con un processo anodico di ossidazione del fer-ro a ione bivalente sostenuto da un processo catodico di riduzione dell’ossigeno. A questa reazione, si affianca, e diventa predominante al diminuire del pH, il processo ca-todico di riduzione diretta dell’idrogenione con sviluppo di idrogeno. In acque neutre aerate, la velocità di corro-sione è pari alla densità di corrente limite di ossigeno: è limitata dal trasporto di questa specie verso la superficie del metallo. In queste condizioni, la velocità di corrosione cresce proporzionalmente alla concentrazione di ossigeno disciolto, all’aumentare della turbolenza e della velocità di flusso dell’acqua, perché aumenta il trasporto dell’ossige-no verso la parete metallica, mentre diminuisce in caso di formazione di un deposito superficiale, calcareo o di pro-dotti di corrosione, che l’ostacola. La temperatura ha un effetto complesso, che si modifica in relazione al tipo di impianto; per temperatura che vanno dal valore ambien-te a 40-50°, la velocità in genere aumenta, raddoppiando ogni 20-25°C, come regola approssimativa.

Il processo di sviluppo di idrogeno può avvenire secondo diverse reazioni. La reazione di riduzione diretta dell’idro-genione (eq. 2) è prevalente solo in ambienti decisamente acidi, nei quali la concentrazione dello ione idrogeno è suf-ficientemente alta eq. 2

In acque neutre, la concentrazione di questo ione è trop-po bassa per sostenere un processo anodico rilevante. Il processo di sviluppo di idrogeno può avvenire con velocità significative solo a potenziali molto negativi, ben inferiori a quelli di corrosione del ferro, per dissociazione dell’acqua

eq. 3

Nelle soluzioni neutre, in assenza di ossigeno, la velocità di corrosione è, quindi, trascurabile, dell’ordine della de-cina di micrometri all’anno; tuttavia, può raggiungere va-lori molto elevati in presenza di alcune specie chimiche. L’anidride carbonica disciolta aumenta enormemente la velocità del processo catodico di idrogeno anche per pH compresi tra 5 e 7, in un intervallo di acidità in cui questo processo sarebbe altrimenti trascurabile, poiché ne rende possibile lo sviluppo per riduzione diretta dell’acido carbo-nico secondo la reazione

eq. 4

Se presente in concentrazione significativa, quindi, l’ani-dride carbonica può indurre velocità di corrosione ben su-periori a quelle dell’attacco da ossigeno.

Effetto del tiosolfato sulla corrosione da ossigeno La corrosione nelle acque che contengono concentrazioni piuttosto elevate di solfiti e tiosolfati ha aspetti comples-si, dovuti all’instabilità di queste sostanze che tendono a disproporzionarsi o a reagire con altre specie presenti nell’ambiente, modificandone la composizione (Figura 1).I solfiti sono una delle sostanze utilizzate negli impianti industriali come sequestrante dell’ossigeno. La reazione di ossido-riduzione, che avviene anche a temperatura am-biente, porta alla formazione di solfati e acidità

eq. 5

Fig. 1 - Effetto del tiosolfato sulla variazione

di concentrazione di ossigeno disciolto a

seguito dell’aggiunta di solfito

Fig.1 - Effect of thiosulfate on dissolved oxygen

concentration after the addition of sulfite

a) b)


Memorie

L’aggiunta di solfito è fatta in proporzione al contenuto di ossigeno nell’acqua, sulla base del rapporto molare della reazione. Le concentrazioni impiegate sono a livelli di gran lunga inferiori a quelle di solito riscontrate nelle acque oggetto di questa memoria. In queste modeste quantità, i solfiti svolgono un ruolo positivo sulla corrosione da os-sigeno senza indurre altri tipi di fenomeni di corrosione, salvo in presenza di leghe di rame.In soluzioni contenenti 3000 ppm di solfati (Fig. 1a), l’ag-giunta di 300 ppm di solfito provoca una diminuzione del contenuto di ossigeno quasi istantanea, fino al completo annullamento in tempi brevissimi.I tiosolfati interferiscono con il processo di ossidazione dei solfiti: l’aggiunta di 300 ppm di solfito in una soluzione contenente 3000 ppm di solfato e 150 ppm di tiosolfato (Fig. 1b) non provoca una diminuzione netta del contenuto

Fig. 2 - Effetto del rapporto solfito tiosolfato sulla velocità di reazione con l’ossigeno

Fig. 2 - Effect of the sulfite/thiosulfate ratio on the oxygen sequestration rate

di ossigeno. Questo effetto è sostanzialmente ascrivibile all’azione dei tiosolfati, che agiscono come sostanze se-questranti i radicali liberi coinvolti nella sequenza di rea-zioni in cui si articola la reazione complessiva. Proprio per questo sono stati studiati quali inibitori della reazione di formazione dei solfati negli impianti di abbattimento dello zolfo dai fumi di combustione [21,22]. L’azione dei tiosolfa-ti, di conseguenza, rende possibile la presenza di ossigeno anche in soluzioni di solfito e promuove un consistente au-

Fig. 3 - Evoluzione del pH nella soluzione aerata e durante le prove di perdita di peso in soluzione senza ossigeno.

Fig.3 - Modification of pH in aerated and deaerated solutions during weight loss tests.

mento della velocità di corrosione sull’acciaio al carbonio, proporzionalmente al contenuto residuo di ossigeno. L’aggiunta di quantità crescenti di solfito, rispetto al con-tenuto di tiosolfato rende la reazione più rapida (Fig. 2). Viceversa, la reazione di sequestro è in gran parte inibita o comunque richiede tempi relativamente lunghi se il rap-porto in peso tra i solfiti e tiosolfati è di 1 o 2.In condizioni di gorgogliamento di aria, in una soluzione con 3000 ppm di solfati e 300 ppm di solfiti, si osserva una progressiva diminuzione del valore del pH (Fig. 3). L’acidificazione è dovuta al maggiore valore della costan-te di seconda dissociazione dell’acido solforico, rispetto a quella dell’acido solforoso: allo ione HSO3

-, sostanzialmen-te non dissociato a pH 5-7, si sostituisce lo ione solfato completamente dissociato. Nella soluzione senza tiosolfa-ti, il pH si porta a valori minori di 4 dopo che tutto il solfi-to ha reagito. A questi valori di pH, l’attacco acido vero e proprio dell’acciaio è favorito. Viceversa, lo ione tiosolfato tende a bloccare la reazione di sequestro dell’ossigeno e stabilizzare il pH, ma rende possibili attacchi corrosivi so-stenuti dal processo catodico di riduzione dell’ossigeno. In assenza di gorgogliamento d’aria, il pH tende ad aumenta-re leggermente.

Effetto sulla corrosione in assenza di ossigeno

In soluzioni deaerate neutre prive di particolari specie ag-gressive, la velocità di corrosione dell’acciaio al carbonio è praticamente trascurabile. I risultati delle prove poten-ziodinamiche condotte in soluzione con 300 ppm di sol-fito e 150 ppm di tiosolfato hanno evidenziato, invece, un aumento della velocità di corrosione di circa un ordine di grandezza (Fig. 4). L’attacco corrosivo è accelerato dall’au-mento della velocità di rotazione dell’elettrodo utilizzato per le prove e può più che raddoppiare rispetto a condi-zioni stagnanti. Ezuber [23] e Kappes et al. [24] riportano i risultati ot-tenuti in soluzioni contenenti solo tiosolfati, senza altre specie solforate, con pH paragonabili o decisamente più acidi di quelli riscontrati negli impianti geotermici. Secon-do questi autori i tiosolfati modificano le curve caratte-ristiche sia del processo anodico sia di quello catodico. Ne aumentano la cinetica, con un effetto decisamente più marcato su quello catodico, sia per potenziali prossimi a quello di corrosione libera sia a potenziali molto meno no-


Corrosione

Fig. 4 - Velocità di corrosione in funzione della velocità di rotazione dell’elettrodo (1 mA/cm2 =11.6 mm/

anno).

Fig.4 - Corrosion rate as a function of the rotational speed of the electrode (1 mA / cm2 = 11.6 mm / year).

Fig. 5 - Curve di polarizzazione catodica su elettrodo rotante: (a) effetto del solfito e tiosolfato; (b) influenza

del pH

Fig. 5 - Effect of sulfite and thiosulfate (a) and pH (b) on the cathodic polarization

Fig. 6 - Velocità media di corrosione da misure di perdita di peso in funzione del tempo di esposizione e

del pH.

Fig. 6 - Weight loss tests results as a function of exposure time and pH.

bili. Modificano l’andamento stesso della curva catodica di polarizzazione con la comparsa di una densità di corrente limite a bassi valori di potenziale, che tende ad aumentare nel tempo ma rimane costante con la concentrazione di tiosolfato. Le prove condotte in soluzioni contenenti solfi-ti hanno permesso di evidenziare una tendenza del tutto analoga (Fig. 5). In presenza di solfiti e tiosolfati, si osser-va un aumento notevole della cinetica del processo cato-dico e della velocità di corrosione dell’acciaio, tanto più evidente quanto maggiore è il flusso dell’acqua e quanto maggiore è l’acidità, con un aumento rilevante della velo-cità di corrosione, di un ordine di grandezza, tra pH 7.2 e 5 (Fig. 5 e Fig. 6). Kappes et al [25] sottolineano che il processo di corrosio-ne dell’acciaio al carbonio è legato alla formazione di zolfo e H2S secondo le reazioni eq. 6 e eq. 7 o, in alternativa, le eq. 8 e eq. 9

eq. 6

eq. 7

Fig. 7 - Spettri XRD dei prodotti di corrosione al variare del tempo di esposizione

Fig.7 - XRD spectra of corrosion scales at different exposure time

eq. 8

eq. 9

Al potenziale di corrosione libera, buona parte della cor-rente catodica è assorbita dalle reazioni di riduzione del tiosolfato, in acque senza solfiti. La formazione di H2S è catalizzata dalla superficie metallica e non avviene in as-senza di questa; porta alla comparsa di un film nero di solfuri di ferro, prevalentemente mackinawite [8,24-27]. Questo tipo di solfuro è stato rintracciato sui campioni esposti nelle diverse condizioni di prova, dopo il periodo di esposizione (Fig. 7). La formazione di questo tipo di film, con conseguente alta velocità di corrosione, è riportata anche in acque saline senza tiosolfati, contenenti un eccesso di solfiti rispetto ai valori di solito aggiunti per controllare la corrosione da os-sigeno [28-30]. La reazione (eq. 9) può quindi rappresenta-re un processo importante in acque dove i solfiti raggiun-gono una concentrazione rilevante, ben maggiore di quella dei tiosolfati. L’aggressività di queste acque nei confronti dell’acciaio al carbonio potrebbe essere legata non solo al


Memorie

contenuto di tiosolfato ma anche a quello di solfito. La formazione di acido solfidrico sulla superficie del metallo può stimolare il processo catodico di sviluppo di idrogeno mediante due meccanismi. Da un lato, dissociandosi (eq. 10), può aumentare la disponibilità dell’idrogenione sulla su-perficie metallica, facilitandone la riduzione diretta (eq. 2)

eq. 10

D’altra parte, lo sviluppo di idrogeno può avvenire per ridu-zione diretta dell’acido solfidrico [31,32]

eq. 11 Le patine di mackinawite sono conduttive e scarsamente protettive; sono un ottimo catodo per il processo dell’idro-geno, stimolando, così, la corrosione del metallo sotto-stante per accoppiamento galvanico [23,24,26]. La patina che si è formata durante le prove condotte in laboratorio è fragile (Fig. 8), costituita da più strati; sotto di essa appare la struttura metallografica dell’acciaio, con la formazione, per i tempi più lunghi di esposizione, di attacco localizzato. Lo strato di solfuro favorisce la formazione di H2S alla su-perficie del metallo secondo la reazione [25]

eq. 12

I diagrammi di stabilità dei composti dello zolfo conferma-no che i potenziali di corrosione libera dell’acciaio cadono proprio all’interno della regione di stabilità dell’H2S [8,33]

Fig. 8 - Morfologia dei prodotti di corrosione

Fig. 8 - Morphology of corrosion scale

Fig. 9 - Campi di stabilità delle diverse specie di composti dello zolfo [34] e intervallo (in rosso) del potenziale di corrosione rilevato sull’acciaio nelle

prove in soluzione 3000 ppm SO42--, 300 ppm SO3

2--, 150 ppm S2O6

2--

Fig. 9 - Stability of sulfur compounds and corrosion potential range observed in tests on steel in 3000 ppm solution SO4

2--, SO32-- 300 ppm, 150 ppm S2O6

2-- (red box)

(Fig. 9). La concentrazione di acido solfidrico sulla superficie dell’acciaio in soluzioni acide contenenti tiosolfati è stata valutata da Kappes et al. [24,25]. Questi autori sottoline-ano che la velocità di corrosione dell’acciaio al carbonio nelle soluzioni con tiosolfati è comunque maggiore rispet-to quella nella corrispondente soluzione senza questi ioni, saturata con una pressione parziale di H2S pari a quella


Corrosione

stimata sulla superficie.Sia la riduzione del tiosolfato, dapprima a zolfo e poi ad acido solfidrico, sia quella del solfito sono reazioni che con-sumano ioni idrogeno e tendono ad aumentare il pH sulla superficie del metallo, soprattutto se in condizioni che in-ducono alta velocità di corrosione [25]. Questo è confer-mato dalle prove di perdita di peso (Fig. 3). Le reazioni eq. 6, eq. 7 ed eq. 9 sono favorite nelle soluzioni acide e que-sto spiega l’effetto di aumento di aggressività con il ridursi del pH. In particolare, passando da 7.2, a 6.5, a 5.3 e 5 si osserva un aumento della velocità di corrosione, una mag-giore cinetica del processo catodico, una maggiore e più rapida crescita della scaglia (Fig. 6, Fig. 7, Fig. 10).

CONCLUSIONI

La corrosione dell’acciaio al carbonio in soluzioni neutre o debolmente acide contenenti solfiti e tiosolfati in rilevante concentrazione può avvenire con diversi meccanismi.I tiosolfati possono inibire la reazione tra ossigeno e sol-fiti e promuovere un consistente aumento della velocità di corrosione, proporzionalmente al contenuto di ossigeno residuo. D’altra parte, ne controllano la conseguente acidi-ficazione che potrebbe indurre veri e propri attacchi acidi.In soluzioni senza ossigeno, sia i solfiti che i tiosolfati mo-dificano le curve caratteristiche del processo anodico e catodico, con un effetto marcato sul processo catodico, ai potenziali poco discosti dalle condizioni di corrosione libera e in condizione di movimento dell’acqua.Il processo di corrosione in assenza di ossigeno porta alla formazione di spesse scaglie di mackinavite. Il solfuro di ferro si forma a seguito di reazioni di riduzione del tiosol-fato e del solfito con formazione di acido solfidrico e la precipitazione dei prodotti di corrosione.

Fig. 10 - Effetto del pH sulla velocità del processo catodico, in funzione della velocità di rotazione

dell’elettrodo

Fig. 10 - Effect of pH on the cathodic process as a function of the rotational speed of the electrode

BIBLIOgRafIa

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Memorie

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Corrosion behavior of carbon steelin acidic solutions containing

thiosulfate and sulfite ionsKeywords: Corrosion - Carbon steel - Thiosulfate - Sulfite - Geothermal plants

The role of thiosulfate on corrosion has been extensively studied in literature and its effects have been known since the 40s especially in the oil and paper industry. The studies revealed stress corrosion cracking phenomena by po-lythionic acids and thiosulfate formed due to the presence of air and moisture in the the systems. Other failures were evidenced after several years in pressurized water nuclear reactors, in which thiosulfate-based solutions are used to absorb radioactive iodine in emergency case. In the paper industry, sodium thiosulphate led to pitting corrosion on stainless steel drums [3]. In geothermal systems, re-injection water containing thiosulfate and sulfite causes intense generalized corrosion on carbon steel pipelines. However, the mechanism is not yet entirely understood. In addition, no corrosion data are available concerning the simultaneous presence of sulfite and thiosulfate. The research is aimed to the study of corrosion of carbon steel in near neutral or acidic water containing both thio-sulfate and sulfite. Corrosion mechanism and corrosion rate as a function of several environmental parameters were studied. Tests were performed on an API 5L X65 grade steel with ferritic-pearlitic structure. The chemical composition is shown in Table 1. Disk (15 mm diameter and 5 mm height) and cylindrical (12 mm diameter and 18 mm height) speci-mens were used. Electrochemical and weight loss tests at room temperature were carried out in solutions simulating condensed fluids of Italian geothermal plants containing 3000 ppm sulfates, 300 ppm sulfite, 150 ppm thiosulfate and pH between 5 and 7. Oxygen concentration and pH were measured to assess the stability of testing solution. Oxygen was removed by purging with nitrogen. Tests in presence of air bubbling were also carried out to evaluate the effect of sulphite / thiosulphate ratio on the oxygen content in the solution. The electrochemical tests were perfor-med in both stagnant conditions and on rotating cylinder electrode (RCE). The composition and morphology of corrosion scales was investigated by means of scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction (XRD). In solutions containing 3000 ppm of sulfates (Fig. 1a), the addition of 300 ppm of sulfite causes a rapid decrease of the oxygen content. Thiosulfates inhibit the oxidation process of sulphite (Fig. 1b). Positive correlation was found between sulfites / thiosulfates ratio (Fig. 2) and oxygen sequestration rate. In presence of air bubbling, a progressive decrease of the pH value was noticed in solution without thiosulphate (Fig. 3). Acid corrosion is prevalent at these pH values. Conversely, the presence of thiosulfate stabilizes the pH because the reaction of sulfite with oxygen is inhibited. In such conditions, corrosion of carbon steel is supported by the cathodic process of oxygen reduction. In the absence of oxygen, the pH slightly increase due to active steel dissolution. In deaerated neutral solutions without specific aggressive species, corrosion rate of carbon steel is practically negli-gible. The results of the potentiodynamic tests conducted in solution with 300 ppm of sulfite and 150 ppm of thio-sulfate showed an increase in the corrosion rate by about one order of magnitude (Fig. 4). The higher the rotational speed of the electrode, the higher the corrosion rate. Significant increase of cathodic process kinetic and corrosion rate of steel In the presence of sulfites and thiosulfates was observed. The pH plays a fundamental role in the range 5 -7.2 (Fig. 5 and Fig. 6). Corrosion process in the absence of oxygen leads to the formation of brittle and thick scales of iron sulfides, mainly mackinavite (Fig. 7 ). Iron sulfide is formed because of the reduction reactions of thiosulfate and sulfite lead to the formation of hydrogen sulfide and the precipitation of the corrosion scale.

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Acciaio


Acciaio

Optimization of the fillingand solidification of large ingots

K. Marx, S. Rödl, S. Schramhauser, M. Seemann

Kersten Marx, Sigurd Rödl

VDEh-Betriebsforschungsinstitut GmbH, Germany

Sebastian Schramhauser, Martin Seemann

Buderus Edelstahl GmbH, Germany

Paper presented at the 2nd Int. Conf. Ingot Casting Rolling and Forging - ICRF 2014, Milan 7-9 May 2014

Ingot casting is an important process for the production of special steel products e.g. for power generation and automobile industry or offshore applications. These products must fulfill highest requirements concerning steel

cleanness and homogeneity. Concerning these requirements flow conditions and the course of solidification during the casting process are of essential importance. Against this background systematic investigations

were performed concerning these phenomena by application of advanced physical and numerical simulation methods. In a physical model flow conditions during the filling process were investigated via flow visualization

and laser-optical measuring systems. Important information concerning the time-dependent flow condition and quantitative information on flow velocities were obtained. Also numerical simulation with an enhanced CFD programme was performed in order to get further information on inclusion behavior with regard to inclusion separation, mould powder entrainment and solidification. The influence of the feeding system design, the

filling rate as well as temperature conditions with a special view to the hot top design was assessed. Optimized constructive and process parameters were elaborated. The results prove the potential of developing a better controlled casting and solidification process by application of physical and numerical simulation methods.

Parole chiave: Ingot casting - Mould filling - Solidification - Inclusion separation - Physical model trials -Numerical simulation

INTRODUCTION

The physical phenomena in the ingot casting mould are dif-ficult to observe and to measure. But also the physical and numerical modelling of the filling and solidification pro-cess is not easy to do. In spite of big advances in hardware and software development the simultaneous simulation of filling and solidification as well as behaviour of inclusions is not yet state of the art. Therefore the work described hereafter aimed at the further development of advanced numerical models for the computation of the filling and so-lidification process as well as the behaviour of inclusions. For the validation of the numerical simulation physical mo-del trials with flow visualization and laser-optical measure-ments were performed. Hints for the optimization of the ingot casting process are given.

fURTHER DEVELOPMENT Of EXISTINg NUMERICaL PROgRaMME

An existing numerical programme (based on Ansys/FLUENT) was developed for three dimensional simulations of multiphase fluid flow dynamics. The model development was focused on the following topics:

Improved simulation of the unsteady filling and solidifi-• cation process with the Volume of Fluid (VOF) method, modelling the movement of free surfaces.Simulation of inclusion behaviour/separation with con-• sideration of agglomeration, separation and trapping.

Numerical CfD tools. The numerical programme used for the simulation of the multiphase flow is working according to the finite volume method. The fluids are assumed to be incompressible obeying the Navier-Stokes equations. Turbulence was simulated using RANS equations with standard k-ε-model. Moreover, the PRESTO discretization method was adopted to discretize the pressure. The PISO scheme was used to solve the pressure velocity coupling. Second order upwind schemes were applied to the mo-mentum, turbulent kinetic energy, and turbulent dissipa-tion rate. The “Geo-Reconstruct” spatial discretization was employed for the volume fraction to calculate the interfa-ces between the phases with VOF. Additionally the Cou-rant number of VOF was set to 0.25 as default.


Memorie

After the filling of the mould the flow is more and more do-minated by natural convection. For the realistic simulation of this flow the density has to be defined temperature de-pendent. It turned out that the calculations are more sta-ble if the density is defined according to the Boussinesq approximation. Piecewise linear definition of the density values depending on temperature resulted in rapid diver-gence of the calculations. Three advanced numerical methods have been developed and implemented by BFI to simulate mould filling and soli-dification process including motion and agglomeration of non metallic inclusions:

numerical model for the agglomeration of inclusions • user defined function (UDF) to dampen the inclusion • movement in the solidified shellUDF for the separation of particles at a free surface. •

To compute the agglomeration of non-metallic inclusions a particle tracking method was used basing on the Euler-Lagrange approach. The fluid phase is treated as a conti-nuum, while the dispersed phase is solved by tracking a large number of particles on their way through the compu-ted flow field. The particle tracks are computed for each computational step and a possible collision partner is ge-nerated from the average values of particle properties and velocities of all particles in the flow cell.The collision probability Pc obtained from the kinetic theo-ry of gases depends on the collision frequency fc and the time step size Δt and can be expressed by the properties of the two particles (tracked particle and collision partner) colliding. These properties are the particle diameters dp,t and dp,c and velocities tp,u

rand p,cu

rof the tracked particle

and the collision partner. In Eq. 1 np is the number of par-ticles per unit volume. Collision probability is governed by the relative velocity between particles, the size of particles and the turbulence level of the flow.

After determination of the collision probability this is com-pared to a random number from a uniform distribution in the interval [0,1]. If the collision probability is larger than this random number, collision takes place.Usually, smaller particles adhere at larger so called col-lector particles. Particles are surrounded by a layer of flu-id which develops as a consequence of the motion of the particle. This layer must be penetrated. The collision pro-bability is fairly high when a particle travels within a small distance to the collector particle. In turbulent flows, due to the unsteady movement of particles even a larger distance to the collector particle satisfies collision conditions com-pared to laminar flow.Collision particle properties. In each control volume a collision particle is assumed. The size, velocity vector and the turbulent fluctuation of the collision particle ari-ses from all the particles passing through the cell at the time and this is done by averaging all particles of a particle class.The velocity components of the collision partner are com-

(1)

posed of the local particle mean velocity and fluctuating components randomly sampled from a probability distri-bution assumed to be Gaussian. Therefore only the local mean and root-mean-square (RMS) values of the velocity components are used. Each fluctuating component of the particle velocity is derived from the fluctuation of the fluid depending on a modified Stokes number, relating particle relaxation time to a characteristic time scale of the flow. The characteristic time scale in this Stokes number for tur-bulent flows is the turbulent integral time scale Tt. In the collision model Tt is determined by the following equation:

Here k is the turbulent kinetic energy, ε is the turbulent energy dissipation and cT is a constant.Post collision properties. When modelling inter-particle collisions stochastically, without tracking every particle but defining a collision partner from the average of the particles in a control volume, the collision position has to be determined. Therefore a coordinate system is adju-sted with the movement of the collision partner. A colli-sion cylinder is aligned to that coordinate system and by two random numbers for the two angles perpendicular to the particle motion the collision point is fixed. If the par-ticles do not agglomerate the velocity components after rebound are obtained by solving the momentum equation in connection to Coulomb’s law of friction. To model the behaviour of inclusion in the solidified part and in the transition area the mushy zone the drag force acting on the inclusion was adapted according to [1]. With the help of a User-defined-Function (UDF) the drag force is intensified depending on the liquid fraction in order to prevent a relative movement of the inclusions in the soli-dified shell. The simulation focuses mainly on the remaining inclusions in the melt, rather than the trapped inclusions. Since the trapped inclusions will never return back to the melt region, they can be treated as escaped from the melt. Because these inclusions are not of interest, they can be deleted from the computational domain in the simulation model. The position, where the inclusions can be deleted, should be defined mathematically. This can be done by the cou-pling with the VOF model. In the VOF model, each nume-rical grid cell contains a local value F. It denotes the liquid fraction in the cell. That means for a liquid/air two-phase model:• F = 1: the cell is filled with liquid phase only• F = 0: the cell is filled with air only• 0 < F < 1: the cell is located at the interface between liquid and air. The inclusions located in a cell with a value F < 0.1, where defined as trapped at the interface, and can therefore be deleted from the computational domain.The implementation of this modification was carried out with a UDF in the FLUENT package. A macro was employed to update the value of F for the individual particle positions in every time step.

(2)with cT = 0.4


Acciaio

INVESTIgaTION Of MOULD fILLINg aND INgOT SOLIDIfICaTION

The calculations and model trials were done for a teeming rate of 3.3 t/min in the mould and 1.1 t/min in the hot top. A first assumption for the inclusions size distribution was derived from the distribution given by Zhang et al. [2], ne-glecting the particles greater than 200 µm. A convenient representation of the inclusion size distribution is the Rosin-Rammler expression. The Rosin-Rammler distribution fun-ction is based on the assumption that an exponential rela-tionship exists between inclusion diameter d and the mass fraction Yd of inclusion with diameter greater than d. The complete range of sizes is divided into an adequate number of discrete intervals; each repre-sented by a mean diameter for which trajectory calculations are performed. If the size distribution is of the Rosin-Rammler type, the mass fraction Yd of inclusions of diameter greater than d is given by:

Yd = ex x=(d/d*)n

Fig. 1 - Geometry of the selected feeding systems

Fig. 1 - Geometria del sistema di alimentazione selezionato

Fig. 2 - Calculated temperature field, phase distribution, solidifying shell and particle distribution 20 min after start of filling for feeding system 1

Fig. 2 – Campo di temperatura calcolata, distribuzione di fase, guscio di solidificazione e distribuzione delle inclusioni 20 min dopo l’inizio del riempimento per il sistema di alimentazione 1

Fig. 3 - Calculated temperature field, phase distribution, solidifying shell and particle distribution 20 min after start of filling for feeding system 2

Fig. 3 – Campo della temperatura calcolata, distribuzione di fase, guscio di solidificazione e distribuzione delle inclusioni 20 min dopo l’inizio del riempimento per il sistema di alimentazione 2

where d* is the size constant (mean diameter) and n is the size distribution parameter (spread). For the chosen distri-bution the determined values are: d*=130 µm and n=1.1. Two feeding system geometries for a mould (100 t ingot) were selected for the investigation. Fig. 1 shows the cho-sen geometries.Fig. 2 shows the calculated temperature field, the phase distribution, the beginning of the solidification and the par-ticle distribution 20 min after start of filling for feeding


Memorie

Fig. 4 - Calculated temperature field, solidifying shell and particle distribution 17 h after start of filling for feeding system 2

Fig. 4 – Campo della temperatura calcolata, guscio di solidificazione e distribuzione delle inclusioni 17 min dopo l’inizio del riempimento per il sistema di alimentazione 2

Fig. 5 - Visualized and calculated flow field in the physical model for filling heights up to 750 mm

Fig. 5 – Campo di flusso visualizzato e calcolato nel modello fisico per altezze di riempimento fino a 750 mm


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Fig. 6 - Visualized and calculated flow field in the physical model for filling heights from 1000 mm up to 1500 mm

Fig. 6 - Campo di flusso visualizzato e calcolato nel modello fisico per altezze di riempimento da 1000 mm fino a 1500 mm

(3)

(4)

system 1. Because the filling jet is not exactly vertical, the initial solidification is asymmetric. Even the big particles do not float to the surface because of a strong flow down-wards on the right hand side. This is detrimental for the separation of inclusions.For the optimized feeding system the inlet jet and the so-lidified shell are symmetric and the big particles start to float to the surface, s. Fig. 3. So a better separation of inclusions can be expected.Fig. 4 shows the calculated temperature field, the solidi-fication and particle distribution 17 hours after start of filling. The final solidification occurs not completely in the region of the hot top and a lot of particles are not separa-ted at the melt surface.A physical model of the Buderus 100 t-ingot-mould with the optimised feeding system was designed in the scale 1 : 2. Physical model trials are often subject to limitations due to the specific circumstances in operational plants. In steel production large dimensions, thermal conditions and real

fluid properties often restrict laboratory work. Realistic conditions can be approximated using similarity theory. With the aid of dimensionless numbers model conditions can be adjusted to obtain appropriate results.For physical modelling of fluid dynamic processes, fol-lowing relevant dimensionless numbers have to be taken into account. For isothermal modelling of single-phase melt flow, these are the Reynolds (Re) and the Froude number (Fr):

Here u represents the flow velocity, ρ the density, µ the dynamic viscosity, υ the kinematic viscosity, l a characte-ristic length and g the gravitational acceleration.Another dimensionless number for similarity of flow is the Weber number (We). This number describes the ratio

n


Memorie

(5)

Fig. 7 - Visualized flow in the physical model of the Buderus mould (dye injection)

Fig. 7 - Flusso visualizzato nel modello fisico dello stampo Buderus (stampo ad iniezione)

between inertial force to the surface tension σ and reads:

When similarity of flow is approximated with respect to Re and Fr the Weber number differs for air-water and liquid steel-liquid mould powder system respectively. This has to be considered when phenomena regarding free surfaces are discussed.The trials for validating the calculated flow field were done for equal Reynolds number in order to have similar turbulence conditions. The flow in the model was visualized in a light sec-tion through the symmetry plane with particles which follow the flow. Fig. 5 and Fig. 6 show the visualized and the calcula-ted flow field for different filling heights in comparison.The visualized and calculated flow patterns are very similar.The flow in the physical model of the Buderus 100 t-ingot-mould with the optimized feeding system was also visua-lized by dye injection, s. Fig. 7. The flow is symmetric and shows good mixing.Measurements with Laser Doppler Anemometry were per-

formed in the symmetry axis of the physical model. With the optimized feeding system a symmetric flow is achieved. The vertical component of the velocity and the RMS value (Root mean square of the velocity fluctuation) is decreasing with the height of the filling level, so that the risk of mould powder entrapment is decreasing with filling time, s. Fig. 8.

OPTIMIZaTION Of HOT TOP

In order to determine the influence of the hot top height on the inclusion separation a hot top with increased height was studied. Fig. 9 shows the original hot top and the mo-dified one in comparison.Fig. 10 shows the calculated temperature field, solidification front and particle positions in the mould with hot top 2, 24 hours after end of filling. The results of the CFD simulation show that the temperature values in the hot top are still high after 24 hours. The final solidification now takes place in the


Acciaio

Fig.8 - Mean vertical velocity component and RMS value measured in the symmetry axis of the physical model of the Buderus mould with optimized feeding

system

Fig.8 – Componente di velocità verticale media e valore RMS misurati sull’asse di simmetria del modello fisico

dello stampo Buderus con sistema di alimentazione ottimizzato

Fig. 9 - Geometry of original (left) and modified hot top (right) in comparison

Fig. 9 – Confronto fra geometria della zona alta calda della lingottiera originale (destra) e modificata (sinistra)

Fig. 10 - Calculated temperature field, solidification front and particle positions in the mould with hot top 2, 24 hours after the end of filling

Fig. 10 – Campo della temperatura calcolata, fronte di solidificazione e posizione delle inclusioni all’interno della lingottiera con zona alta calda 2, 24 ore dopo la fine del riempimento

Fig. 11 - Calculated percentage of the trapped inclusions in the ingot for original (a) and in-creased hot top height (b)

Fig. 11 - Percentuale calcolata delle inclusioni presenti nel lingotto nel caso della misura originale della zona alta calda (a) e in quello della sua misura aumentata (b)


Memorie

Fig.12 - Calculated percentage of the trapped inclusions in the ingot for original practice (blue), the application of exothermic mould powder (green) and additional heating

of the melt surface for 2 hours (red)

Fig. 12 - Percentuale calcolata delle inclusioni presenti nel lingotto nel caso del procedimento originale

(blu),dell’applicazione della polvere esotermica (verde) e dell’ulteriore riscaldo di 2 ore della superficie fusa (rosso)

List of symbols

c constant --

d diameter m

d* size constant (mean diameter) m

f frequency 1/s

Fr Froude number -

F liquid fraction in cell -

g gravitational acceleration m/s²

k turbulent kinetic energy m²/s²

l characteristic length m

n size distribution parameter (spread) -

p probability of collision -

Re Reynolds number -

t time scale s

u velocity m/s

We Weber number -

x exponent -

Y mass fraction -

Greek Symbols

ε turbulent dissipation m²/s³

ρ density kg/m³

µ dynamic viscosity Ns/m²

n kinematic viscosity m²/s

σ surface tension N/m

Indices

c collision, collector

d diameter

f frequency

p particle

t tracked, turbulent velocity

T time scale

hot top region. The inclusions have more time to separate, because of the longer filling and solidification process. Fig. 11 shows that the percentage of inclusions entrapped in the slag can be increased with a higher hot top height.

CONCLUSIONS

Advanced numerical models for the computation of the fil-ling and solidification process as well as the behaviour of inclusions were further developed. User defined functions for agglomeration and the trapping of inclusions at the free surface were implemented. Numerical simulations for two feeding systems and hot top geometries for an actual mould design were performed. A physical model was built for the selected mould. Flow visualization trials and laser-optical measurements were performed. The results were compared with the results of the numerical simulation. The positive influence of increased hot top height, adjusted fe-eding rate and temperature control of the hot top on solidi-fication and inclusion separation was determined.

aKNOWLEDgEMENT

The research leading to these results has received funding from the European Union’s Research Fund for Coal and Steel (RFCS) research programme under grant agreement n° RFSR-CT-2011-00006). The authors want to thank for the financial support.

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Acciaio

Ottimizzazione del riempimento e solidificazione

di lingotti di grandi dimensioni

Parole chiave: Colata in lingottiera - Processi - Solidificazione - Modellazione - Simulazione numerica

La colata in lingottiera è un importante processo per la fabbricazione di prodotti in acciaio speciale utilizzati ad esempio nell’industria per la produzione di energia e in quella automobilistica o in applicazioni offshore. Questi prodotti devono soddisfare i più stringenti requisiti di purezza e omogeneità dell’ acciaio. Per quanto riguarda questi requisiti, assumono fondamentale importanza le condizioni di flusso e il processo di solidificazione durante l’operazione di colata. In questo contesto sono state eseguite indagini sistematiche di questi fenomeni mediante applicazione di metodi avanzati di simulazione fisica e numerica. In un modello fisico sono state esaminate le condizioni di flusso durante il processo di riempimento mediante visualizzazione del flusso e sistemi di misurazione e laser ottici. Sono state così ottenute importanti informazioni sulla condizione di flusso dipendente dal tempo e informazioni quantitative sulle velocità di flusso. Inoltre è stata eseguita la simulazione numerica mediante programma avanzato CFD al fine di ottenere ulteriori informazioni sul comportamento delle inclusioni e in particolare sulla separazione delle inclusioni, trascinamento delle polveri in lingottiera e solidificazione. Sono stati valutate l’influenza del sistema di alimentazione, la velocità di riempimento e le condizioni di temperatura con particolare riguardo al tipo di progetto della parte alta calda. Sono stati elaborati parametri costruttivi e di processo ottimizzati. I risultati ottenuti dimostrano le potenzialità di sviluppo di un processo di colata e solidificazione più controllato mediante l’ applicazione di metodi di simulazione fisici e numerici.

Le pubblicazioni

SOLIDIFICAZIONEAcuradiMarcelloBariccoeRobertoMontanari

ASSOCIAZIONEITALIANA DIMETALLURGIA

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Acciaio

Metodo della Rosetta Micrometrica per la misura multidirezionale degli stress residui

tramite tecnologia a fascio ionico focalizzato. f. Massimi, M. Sebastiani, D. De felicis, E. Bemporad

f. Massimi, M. Sebastiani, D. De felicis,E. Bemporad

Università degli Studi di Roma Tre,Dipartimento di Ingegneria,

Via Vasca Navale 79, 00146 Roma, Italia

University of Roma Tre, Engineering Department,Via Vasca Navale 79, 00146 Rome, Italy

In questo lavoro è presentato un metodo innovativo per il calcolo dello stato tensionale residuo di un materiale. Il metodo, denominato Rosetta Micrometrica (Micrometric Rosette, MR), applica i cui principi validati in

precedenti pubblicazioni degli stessi autori [13, 14, 15], e consiste nell’utilizzo combinato del fascio ionico focalizzato (FIB), del microscopio elettronico a scansione (SEM) e della correlazione digitale di immagini (DIC). La tecnica consente la valutazione dello stress residuo di un materiale misurando il rilassamento dello stesso

a seguito della rimozione del volume circostante che lo costringe e lo mantiene in tensione. L’implementazione del metodo, presentata in questo lavoro, consiste nella capacità di analizzare il rilassamento del materiale

lungo qualsivoglia direzione nel piano della superficie del campione, e la capacità di individuarne le direzioni principali di tensione, consentendo così la valutazione completa dello stato tensionale residuo con un solo unico

test di misura. La procedura è realizzata con una ripetizione ciclica di rimozione del materiale consentendo la valutazione del profilo dello stress residuo in funzione dell’affondamento. La risoluzione del gradiente è

dell’ordine di 100 nm. La procedura sviluppata è semi automatizzata, grazie alla realizzazione, da parte degli stessi autori, di uno script per il continuo controllo e riallineamento degli strumenti coinvolti. Lo script permette

di variare le dimensioni dell’area di materiale analizzato, il numero di cicli eseguiti, l’affondamento relativo di ogni ciclo, la numerosità e l’orientazione delle direzioni da analizzare, consentendo di adattare perfettamente la

misura alle peculiarità del provino che deve essere studiato. Il metodo viene eseguito su un materiale caratterizzato da uno stato tensionale non equibiassiale, un laminato.

Keywords: Tensioni residue - Microscopio a fascio ionico - FIB - Correlazione digitale di immagini - DIC - Misura multidirezionale - Stress non equibiassiale

INTRODUZIONELa vita di un componente strutturale è determinata dal-le condizioni ambientali di esercizio e dagli sforzi a cui è sottoposto, i quali a loro volta sono la combinazione di sol-lecitazioni provenienti dall’esterno e di tensioni interne al componente stesso. Queste ultime si generano nel mate-riale durante i processi di fabbricazione e di lavorazione, e, restando insiti nel componente, prendono il nome di stress residui [1]. Le tensioni residue possono avere ori-gine meccanica, origine termica, o essere originate da trasformazioni di fase [2]. Qualunque ne sia la causa, gli stati tensionali residui, al pari degli sforzi da carico, com-

portano variazioni nella stabilità del sistema, modificando-ne congiuntamente dimensione, resistenza alla fatica ed alla frattura. Risulta quindi evidente che sia necessario, fin dalla fase di progettazione, conoscere lo stato tensionale residuo di un componente. Generalmente l’effetto che gli stress residui hanno sui ma-teriali è quello di abbassarne il limite elastico, esponendoli maggiormente al pericolo di deformazione plastica. La tra-zione della superficie riduce le prestazioni meccaniche del materiale e la sua resistenza a corrosione da stress, favo-rendo la suscettibilità a fatica e l’insorgere sia di fratture fragili che di fenomeni di usura [3, 4]. Al contrario, tutta-via, gli sforzi a compressione di superficie possono avere un effetto benefico ritardando l’innesco e la propagazione delle cricche, tanto che in alcuni casi questi sono volu-tamente aggiunti nei componenti meccanici, ad esempio con un trattamento di pallinatura, per meglio sopportare i carichi di esercizio. Quale che sia la natura dello stato ten-sionale residuo, è comunque di fondamentale importanza la rilevazione qualitativa e quantitativa di tali forze, per permettere di determinare quali siano i processi di lavora-


Memorie

zione e i trattamenti più idonei, quale sia la quantità otti-male di materiale da utilizzare e quale sia la forma migliore da conferire al componente, al fine evitarne la rottura o il fallimento in esercizio.Mentre i carichi esterni applicati sono, in genere, facilmen-te quantificabili in fase di progettazione, gli stress residui sono una complicata correlazione tra il tipo di materiale, le lavorazioni meccaniche ed i trattamenti termici a cui viene sottoposto il componente [6]. Gli stress residui possono inoltre modificarsi durante l’esercizio. È quindi molto com-plicato valutarne l’entità e l’influenza che avranno sulla vita in opera del pezzo. Ad oggi le metodologie maggiormente consolidate per la valutazione delle tensioni residue sono la diffrattometria a raggi x (XRD) e la tecnica della rosetta forata (Hole drilling, HD) [7, 8, 9]. La diffrattometria a raggi X [10] ha il grande vantaggio di essere una misura che non comporta alcun danneg-giamento per il materiale. Il limite di questa tecnica è la risoluzione spaziale della sonda dell’XRD, il cui spot ha di-mensione di qualche frazione di millimetro. Il metodo con-siste nella valutazione dello stato tensionale confrontando la struttura del reticolo cristallino del materiale stressato, con il reticolo cristallino dello stesso allo stato scarico. Al-tro limite della tecnica XRD è quindi quella di non esser applicabile a materiali amorfi, o di cui non si ha nozione a priori della struttura cristallina tipo.La tecnica della rosetta forata [11] consiste nel valutare lo stato tensionale di un materiale praticando un foro, ge-neralmente di diametro 2 mm, e misurando il rilassamen-to della struttura lungo tre direzioni, di fissa angolazione relativa, con un estensimetro a rosetta. Il metodo risulta essere molto invasivo, tanto da esser classificato come semi distruttivo, e, data la dimensione del foro, non può esser applicato su componentistica minuta. Qualora il test venga eseguito su pezzi in esercizio, il foro deve esser eli-minato tramite una ulteriore lavorazione, per non rappre-sentare un innesco di rottura da sollecitazione a fatica. La

risoluzione è un altro punto a sfavore di questa tecnica. Il metodo HD non è affidabile per la valutazione dello stato di tensione ad una profondità inferiore a 100 µm. Speculare alla tecnica della rosetta forata vi è il metodo della cava anulare (Ring Core Milling) [12] il quale applica il mede-simo modus operandi, ma in questo caso viene realizzato uno scasso di forma anulare e si misura il rilassamento dell’isola centrale.In questo lavoro viene presentato un innovativo metodo di misura degli stress residui che si fonda sugli stessi princi-pi delle macroscopiche tecniche della rosetta forata (hole drilling) e della cava anulare (ring-core milling). Con il metodo della rosetta micrometrica, in cui la rimo-zione controllata di materiale è effettuata tramite fascio ionico focalizzato e la misura delle deformazioni di rilassa-mento è effettuata con la correlazione digitale di immagini ad alta risoluzione acquisite con microscopio elettronico a scansione, la risoluzione della misura degli stress residui viene portata ad una scala dimensionale inferiore. Il meto-do MR combina i vantaggi delle tecniche XRD e HD, essen-do di fatto non distruttivo, in quanto lo scasso realizzato ha dimensioni di pochi micrometri, e potendo esser eseguito su qualsiasi materiale, sia cristallino che amorfo.

DESCRIZIONE DEL METODO SPERIMENTaLE SVILUPPaTO

Il metodo per il calcolo degli stress residui che viene pre-sentato in questo lavoro prevede l’utilizzo combinato delle tecniche del fascio ionico focalizzato (FIB), dello micro-scopio elettronico a scansione (SEM) e della correlazione digitale di immagini (DIC). Il fascio ionico è utilizzato per rimuovere un volume toroidale di materiale attorno alla zona di interesse. Il processo di rimozione controllata di materiale comporta il rilassamento delle tensioni residue del volume centrale, quantificabile tramite la misura delle deformazioni di rilassamento effettuata tramite correlazio-

Fig. 1 - Schematizzazione della camera interna del FIB. In azzurro il cannone elettronico e in rosso quello ionico. La figura mostra l’aberrazione da cui è affetta l’acquisizione delle immagini a causa donfigurazione

dello stage ruotato a 52° [5].

Fig. 1 - Schematization of the inner vacuum chamber of the FIB. The electron gun is in blue and the Ion gun is in red. The figure shows that the acquisition of the images is affected by aberration, due to the configuration of the stage, that is

rotated 52° [5].

Fig. 2 - La figura mostra come la configurazione dello stage ruotato a 0° consenta di acquisire immagini con una, minima e trascurabile, variazione della working

distance [5].

Fig. 2 - The figure shows how the configuration of the stage, rotated to 0 °, allows to capture images with a, minimal and negligible, variation of the in the working

distance [5].


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ne digitale di immagine.Il fascio elettronico viene utilizzato per l’acquisizione di micrografie ad alta definizione di un pattern di riferimen-to, depositato sull’area di interesse tramite deposizione di platino assistita da fascio elettronico (tecnica EBID). Le immagini vengono successivamente messe a confronto tramite analisi DIC, consentendo così la valutazione quan-titativa del rilassamento del materiale in esame. Nel cam-po elastico, dominio di esistenza delle tensioni residue, alla deformazione relativa secondo la legge di Hooke è as-sociato uno sforzo, che è uguale in modulo e contrario in segno alla tensione a cui il materiale era inizialmente sog-getto. La procedura è realizzata con una ripetizione ciclica di rimozione del materiale e valutazione del rilassamento, consentendo la realizzazione di un profilo di stress residuo in funzione dell’affondamento. Il numero di cicli realizzati è unicamente un compromesso tra la risoluzione richiesta in affondamento, e la durata totale della prova.La rosetta micrometrica è uno sviluppo del metodo già validato dagli autori in precedenti lavori [13, 14, 15]. L’implementazione consiste nella possibilità di effettuare una analisi multipla del rilassamento del materiale lungo qualsivoglia direzione nel piano della superficie, e qualo-ra la misura venga eseguita lungo tre direzioni generiche ma di opportuna angolazione relativa, nella possibilità di caratterizzare, con un solo singolo test, il completo stato tensionale del materiale, utilizzando le formule per l’analisi degli stati di sollecitazione biassiale con direzioni delle de-formazioni principali ignoteLa configurazione del doppio fascio FIB/SEM prevede un

angolo di inclinazione di 52 gradi tra il cannone ionico, uti-lizzato per la fase di asportazione di materiale e il cannone elettronico, utilizzato per la fase di acquisizione delle im-magini. Questo non comporta alcun problema se, come nella precedente versione del metodo, il fine è quello di analizzare una sola direzione di rilassamento.Durante la fase di rimozione del materiale il campione deve

Fig. 4 - Modelli di platino depositati con fascio elettronico depositati all’inizio della procedura. Il

rilassamento dell’area di interesse è realizzata tramite asportazione del volume toroidale attorno all’anello di protezione ed è valutata grazie al movimento relativo

dei marker dell’area centrale.

Fig. 4 - Platinum pattern deposited, by electron beam, at the beginning of the procedure. The relaxation of the area of interest is achieved by removal of the toroidal volume around the protection ring and is evaluated thanks to the

relative movement of the markers of the central area.

Fig. 3 - Confronto tra micrografie SEM acquisite a 52° e 0°. Nella prima immagine la WD varia con la quota

mentre nella seconda immagine è costante.

Fig. 3 - Comparison of SEM micrographs acquired at 52 ° and 0 °. The first image highlights that the WD is variable

along vertical direction while in the second image is constant.


Memorie

essere posizionato affacciato (perpendicolare) al fascio io-nico e quindi lo stage deve esser tiltato a 52 gradi. Come mostra la fig. 1 l’acquisizione dell’immagine risulta affetta da aberrazione dovuta all’inclinazione se si considera una direzione diversa rispetto a quella lungo la quale la distan-za di lavoro (working distance WD) si mantiene costante, ossia lungo la direzione di scansione.Ne consegue la possibilità di valutare lo stato tensiona-le lungo una sola direzione. Il problema viene risolto con la combinazione di due rotazioni. La prima è dello stage, in modo da posizionare il campione perpendicolarmente al fascio elettronico, e la seconda è del fascio elettronico stesso. La rotazione che porta lo stage a 0 gradi consen-te di mantenere una distanza di lavoro costante durante la scansione del fascio elettronico in qualsiasi direzione si scelga di ruotare il fascio elettronico per effettuare la misura (fig. 2).In fig. 3 vengono confrontate due micrografie acquisite ri-spettivamente nella configurazione a 52 gradi e a 0 gradi.In condizioni di lavoro ideali, sarebbe sufficiente acquisire un’unica micrografia. Tuttavia il fascio elettronico è sog-getto a deriva, a causa di fattori, inevitabili, quali la pola-rizzazione del campione e l’instabilità delle lenti elettroma-gnetiche. È quindi opportuno acquisire immagini ruotando la scansione del fascio lungo ciascuna direzione scelta.Sulla superficie del campione sono depositati, con fascio elettronico (5.0 kV, 0.17 nA), tre strutture di platino. Il pri-mo è composto da una serie di marker il cui movimento è analizzato dall’analisi DIC per valutare il rilassamento del materiale. La condizione necessaria è che i marker con-trastino sufficientemente con la superficie del campione, e nel caso in esame il platino risulta contrastare in modo adeguato con la superficie del campione. In questo lavoro, volendo evidenziare il confronto con il metodo HD, i mar-ker sono stati disposti similmente alla configurazione delle rosette estensimetriche, ed allo stesso tempo in modo non

Fig. 5 - Diagramma della fase ciclica del metodo Rosetta Micrometrica. Viene messo in evidenza il blocco relativo all’acquisizione delle micrografie SEM alternate alla rotazione del fascio elettronico, per studiare il rilassamento

del materiale lungo tre diverse direzione, 0°, 45° e 90°.

Fig. 5 - Diagram of the cyclical step of the method of Micrometric Rosetta. The acquisition of SEM micrographs alternate to the rotation of the electron beam is highlighted. These rotations allow to study the relaxation of the material along three

different direction, 0°, 45° and 90°.

Fig. 6 - Disposizione dei marker che individuano il centro dei subdomini in cui è divisa l’area di interesse per l’analisi DIC. La correlazione digitale consente di seguire il movimento dei marker, dando informazione

del rilassamento del materiale.

Fig. 6 - Arrangement of markers that identify the center of the subdomains in which the area of interest is divided.

The digital correlation allows to follow the movement of the marker, giving information of the relaxation of the material.

ordinato, per evitare il rischio di errori sistematici da cui potrebbe esser affetta la correlazione DIC. Il secondo modello è rappresentato da un anello che rac-chiude l’area dei marker, e il suo compito è di protezione da fenomeni di rideposizione durante il processo di micro-lavorazione FIB. La corona di protezione impedisce inol-


Acciaio

Fig. 7 - Numerosità dei test eseguiti. Quattro prove sono disposte lungo la direzione di laminazione e quattro lungo la direzione perpendicolare. Per ciascuna prova la tensione residua è analizzata lungo tre direzioni.

Fig. 7 - Tests performed. Four tests are arranged along the direction of rolling and four along the perpendicular. For each test the residual stress is analyzed along three directions.

tre al fascio ionico di danneggiare la parte superiore della struttura, facendogli mantenere per tutta la durata del test la forma cilindrica, condizione necessaria per una corretta analisi agli elementi finiti (FEA). Il ruolo del FEA sarà chia-rito nei successivi paragrafi. Il terzo modello di platino è rappresentato da un immagine di riferimento che serve per la calibrazione dello strumen-to. La posizione del riferimento viene memorizzata su un file immagine per entrambe i fasci ionico ed elettronico. Prima di effettuare ogni operazione, i fasci sono calibrati in modo tale che il riferimento si trovi nella stessa esatta posizione. Questa procedura corregge il disallineamento del fascio ionico, permettendo ripetibilità della lavorazione ad ogni ciclo, ed il disallineamento del fascio elettronico, consentendo di acquisire immagini che possano esser confrontate solo per il movimento relativo dei marker. Nella configurazione a 0°, prima e dopo ogni ciclo lavora-zione, e dopo la calibrazione del fascio con la correzione del disallineamento, vengono acquisite immagini SEM ad alta risoluzione, ruotando la direzione di scansione del fa-scio elettronico lungo ogni direzione per cui si desidera valutare lo stress residuo. In questo lavoro sono analizzate la direzione parallela alla direzione di laminazione, la dire-zione perpendicolare alla stessa e la direzione intermedia tra le due. Sono quindi acquisite immagini effettuando due rotazioni positive di 45°. Una rotazione negativa di 90° è effettuata al termine del ciclo per riportare il fascio nella posizione iniziale per l’inizio del ciclo successivo.Dopo la rotazione che riporta lo stage a 52° e dopo la correzione del disallineamento del fascio ionico, viene ef-fettuata l’asportazione controllata di materiale secondo un modello di forma toroidale, di dimensioni 8 micron per il diametro esterno e 3 micron per quello interno. Si è scelto

di realizzare test con una media di dieci cicli di lavorazio-ne, ognuno dei quali caratterizzato da un asportazione di alcune decine di nm di materiale (corrente ionica 30kV e 48pA).Il diagramma di flusso in fig. 5 schematizza la ripetizione ciclica del metodo. Il risultato della prima parte del test, composta da cicli di rimozione di volume con fascio ionico e di acquisizione di immagini con fascio elettronico, è una sequenza di micro-grafie ad alta risoluzione della testa del struttura cilindrica che si è progressivamente formata. Tramite la correlazio-ne digitale d’immagini è messa a confronto la struttura ad ogni relativa rimozione del vincolo che la costringeva. Per l’analisi DIC, la superficie in esame è divisa in sub-domini il cui centro è indicato da un marker nella fig. 6. La scelta del numero, della dimensione e della disposizione spaziale dei sub-domini è a discrezione dell’operatore, in funzione della risoluzione e del tempo totale di lavoro. La correlazione permette di studiare il movimento relativo di marker posti al centro di ogni sub-dominio e quindi di valu-tare il rilassamento della struttura partendo dalla realizza-zione di una mappa bidimensionale degli spostamenti.La correlazione digitale di micrografie ad alta risoluzione è effettuata con il programma Matlab®, tramite l’utilizzo della funzione di libreria cpcorr. L’aver acquisito un set di immagini per ogni direzione per cui si vuole studiare il rilassamento consente di porre l’attenzione solo al movi-mento dei marker lungo l’asse x, ed è quindi sufficiente analizzare solo la fascia centrale. Le proiezioni degli spo-stamenti sull’asse x di marker lontani dall’asse sarebbe-ro quantitativamente poco significative a fronte di elevati tempi di lavoro complessivi.Data la dimensione del pillar, di diametro 3 micron, la ma-


Memorie

trice di sub-domini utilizzata è di 12 x 44. Ogni sub-domi-nio ha un area di 15 x 15 pixel2. La tecnica consente una risoluzione dell’ordine di 1/1000 pixel.Come mostrato in fig. 7 sono stati eseguiti inizialmente quattro test posizionando l’asse β parallelamente alla di-rezione di laminazione. Per verifica del metodo, sono poi stati eseguiti altri quat-tro test ruotando la configurazione di 90°. In seguito alla rotazione è l’asse α a trovarsi disposto parallelamente alla direzione di laminazione.

DESCRIZIONE DEL MaTERIaLE aNaLIZZaTO

Il materiale in esame è un lamierino magnetico impiegato come costituente dei pacchi statorici e rotorici delle mac-chine elettriche come generatori, motori, trasformatori. Il lamierino, di spessore 0.4 mm, è costituito da acciaio al silicio con grani orientati (GOS) e sono prodotti tramite tecnologie che riguardano l’impiego di inibitori di crescita del grano quali MnS e AlN. Si tratta di acciai ipoeutettoi-dici al silicio (3%) con percentuali minori di altri alliganti (2%Mn, 0.5%Cu, 0.3%Cr,…). Dopo la fusione, le bramme vengono laminate a caldo per 30-40 volte e a freddo per 50-70 volte. La laminazione a caldo viene effettuata in modo continuo da due postazioni che comprimono la la-miera e da altre sette che la rifiniscono. Lo spessore si riduce quindi dai 250mm iniziali a circa 2.5mm. Le lamine dopo ogni passaggio vengono nebulizzate con acqua in modo da abbassare la loro temperatura da quella ≥ 970°C (di laminazione a caldo) a circa ≤ 600°C dove vengono avvolte in bobine. Successivamente i lamierini subiscono una laminazione a freddo intermedia per ridurre lo spes-sore fino a 0.75-0.80mm per poi essere sottoposti a ri-cottura. Tale trattamento viene effettuato a temperature di 800-820°C in modo continuo in un forno a torre. Una miscela di idrogeno e azoto è impiegata per ridurre l’ossi-dazione superficiale dei pezzi durante il processo assicu-rando nello stesso tempo una decarburazione ad un livello finale inferiore dello 0.003% in peso. Durante la decarbu-razione anche il Si presente nella lega ed il ferro tendono a diffondere e quando reagiscono con l’ossigeno presente in superficie formano ossidi di Si e Fe come la Fayalite (Fe2SiO4) che bloccano il processo. Con la laminazione a freddo finale si raggiunge infine, in un solo passaggio, lo spessore definitivo che può variare tra 0.27 e 0.50 mm a seconda delle specifiche richieste. Dopo la pulizia e la ri-finitura delle bobine di lamiera (trimming), viene applicato un rivestimento di MgO, trattato successivamente in forno elettrico. Qui l’ossido di magnesio depositato reagisce con lo SiO2 presente sulla superficie formando un glass film isolante di forsterite (2Mg·SiO2) di spessore circa 0.05-2µm che, oltre ad una funzione di primo isolamento serve come “bondcoat” per il rivestimento successivo che consi-ste in un film di fosfati di alluminio e magnesio (Al2H2PO4). In fase di preparativa del campione, lo strato di ossido è stato asportato dal provino mediante lappatura manuale eseguita con soluzione diamantata di dimensione 1µm.

Le caratteristiche meccaniche del materiale in esame sono state misurate tramite nanoindentazione (Nano In-denter G200 – Agilent technologies) secondo il metodo proposto da Oliver and Pharr method [16, 17] in accorordo con la norma ISO standard 14577-1-2. La misurazione è stata effettuata con la modalità CSM (continuous stiff-ness measurement) utilizzando un penetratore Berkovich la cui funzione d’area è stata calibrata precedentemente su di un campione certificato di silice fusa. Il valore del modulo elastico, mediato in un intervallo di affondamento 300÷500nm, è 229,2 ± 7,9.

Calcolo delle tensioni residueNel caso di un campione omogeneo e isotropo sottoposto a stato di tensioni residue equibiassiali il valore delle ten-sioni residue è calcolabile a partire dalla deformazione di rilassamento misurata tramite la seguente relazione:

(1)

con E modulo elastico, n rapporto di Poisson e σ=σ1=σ

2

direzioni principali di tensione.La precedente però non è immediatamente applicabile nel metodo proposto in quanto non si ha, nella maggior parte dei casi, un rilassamento completo degli stress sulla su-perficie di misura. Il rilassamento è, infatti, misurato sul-la testa di un pillar che è realizzato scavando una corona circolare nel materiale, e che è quindi libero di rilassarsi in superficie ma resta vincolato alla base. Nel calcolo del valore medio di stress residuo se ne tiene conto introdu-cendo un fattore correttivo A:

(2)

Il valore di A è ricavato da analisi agli elementi finiti, simu-lando la rimozione progressiva di un volume toroidale da una struttura, a cui è applicato uno stress noto.Per una trattazione più approfondita del fattore A si riman-da alla trattazione fornita nei precedenti articoli degli stes-si autori, in cui si ottiene che la condizione di completo rilassamento della struttura, condizione per cui si può as-sumere A costante e unitario, è raggiunta per un valore di affondamento, normalizzato rispetto al diametro del pillar,

h/d = 0,25

Considerando il valore del rilassamento in corrispondenza di questo specifico affondamento

(3)

la tensione media si riduce di nuovo alla:

(4)

Assumendo ancora A unitario, se si applicasse il metodo ad un materiale caratterizzato da tensioni residue non


Acciaio

equibiassiali e le cui direzioni delle tensioni principali non siano note a priori è possibile definirne completamente lo stato tensionale, modulo e direzione delle σ1 σ2, utilizzan-do le:

(5)

Dove α, β, e g sono le tre direzioni, sfasate di 45° tra loro, secondo cui esegue la misura, e f è l’angolo che le direzio-ni della tensione principale σ

1 e σ

2 formano rispettivamen-

te con le direzioni α e β.È necessario fare una precisazione sull’angolo f. Poiché tgd = tg(d+p) l’angolo non risulta univocamente determi-nato. Per capire in quale quadrante cadono le σ, occorre considerare la tangente dell’angolo ausiliario y:

(6)

L’angolo f è determinato dal segno del numeratore N e del denominatore D dell’espressione precedente:

(7)

(5)

RISULTaTI

Sono realizzate inizialmente quattro prove posizionando il campione in modo che l’asse β sia parallelo alla direzione di laminazione e l’asse α sia perpendicolare alla stessa.Le immagini ottenute dalla sessione FIB-SEM vengo ela-borate con il software Matlab, ed in particolare con la fun-zione di libreria cpcorr. L’analisi DIC viene realizzata su di una griglia di 12 x 44 sub-domini, ciascuno di dimensione 15 x 15 pixel2.I rilassamenti relativi εα e εβ , in funzione del rapporto h/d, sono riportati in figura 8.Con lo scopo di validare il metodo il campione viene ruota-to di 90° ed i test vengono ripetuti. Ora è l’asse α ad es-sere parallelo alla direzione di laminazione, mentre l’asse β è perpendicolare alla stessa.I rilassamenti relativi εα

* e εβ* , in funzione del rapporto

h/d, sono riportati in figura 9. La rimozione del vincolo che costringe la struttura, genera una deformazione relativa lungo l’asse di laminazione pari a circa un terzo rispetto alla direzione perpendicolare. Per valutare modulo e direzione delle tensioni principali è analizzata anche la direzione g inclinata di 45° rispetto alla direzione α.Il rilassamenti relativi εg in funzione del rapporto h/d, sono riportati in figura 10. Dall’interpolazione dei valori si ricava che le ε relative all’affondamento relativo h/d=0,25 valgono:

Tab. 1 - Deformazione Ɛ in corrispondenza dell’affondamento relativo 0,25, quota in cui si ha il

completo rilassamento.

Tab.1 - Relaxation strain Ɛ at h/d=0,25, condition in which the complete relaxation is achieved

Fig. 8 - Deformazione ε in funzione dell’affondamento relativo h/d. I diversi colori riferiscono a diversi test. I test sono disposti in modo che la direzione β sia coincidente con la direzione di laminazione.

Fig. 8 - Relaxation strain Ɛ versus relative sinking h/d. The different colors refer to different tests. The tests are arranged so that the direction β is coincident with the direction of rolling.


Memorie

Fig. 9 - Deformazione Ɛ in funzione dell’affondamento relativo h/d. I diversi colori riferiscono a diversi test. I test sono disposti in modo che la direzione α* sia coincidente con la direzione di laminazione.

Fig. 9 - Relaxation strain Ɛ versus relative sinking h/d. The different colors refer to different tests. The tests are arranged so that the direction α* is coincident with the direction of rolling.

Applicando le (5) si ottengono i valori in modulo dello stato tensionale del materiale, dalle (6) e (7) si ricavano le dire-zioni principali di tensione. Nella tabella 2 sono riportati i valori di σ1 e σ2 e dell’angolo f. Nelle tabelle 3 e 4 gli stessi valori relativi alle misure eseguite dopo la rotazione.

Tab. 2 - Modulo e direzione della tensione residua principale. Con uno scarto di 6°, dovuto al non

perfetto allineamento iniziale della prova, la prima e la seconda direzione principale coincidono

rispettivamente con la perpendicolare e la parallela alla direzione di laminazione.

Tab. 2 - Magnitude and direction of the main residual voltage. The principal directions of tension coincide

respectively with the perpendicular and parallel to the direction of rolling. The difference of 6° is due to imperfect

initial alignment of the tests

Tab.3 - Deformazione Ɛ in corrispondenza dell’affondamento relativo della campagna di test

ruotati rispetto ai precedenti.

Tab. 1 - Relaxation strain Ɛ at h/d=0,25, condition in which the complete relaxation is achieved. Test rotated.

Tab.4 - Modulo e direzione della tensione residua prin-cipale. Test ruotato. Con uno scarto di 8°, dovuto al

non perfetto allineamento iniziale della prova, la prima e la seconda direzione principale coincidono rispetti-vamente con la perpendicolare e la parallela alla dire-

zione di laminazione.

Tab. 4 - Magnitude and direction of the main residual voltage. Test rotated. The principal directions of tension coincide respectively with the perpendicular and parallel to the direction of rolling. The difference of 8° is due to

imperfect initial alignment of the tests.

DISCUSSIONE

Per utilizzare le formule semplificate, con il fattore A unita-rio, è necessario raggiungere il completo rilassamento del-la struttura scavata. La condizione è soddisfatta per un af-fondamento tale che il rapporto h/d sia maggiore o uguale a 1. Dalle simulazioni agli elementi finiti si è ottenuto che la stessa assunzione può essere fatta per un affondamen-to pari a 0,25. È sufficiente quindi raggiungere un affonda-mento h minore rispetto ai 3 micron, dimensione del dia-metro d del cilindro. Si è scelto quindi di raggiungere, con i dieci cicli di rimozione di materiale di cui è composto ogni test, un affondamento tale che h/d < 1, guadagnando in termini di risoluzione nella costruzione delle curve di ε ed in tempo complessivo di lavoro.Si nota un aumento della deviazione standard dei valori di


Acciaio

Fig. 10 - Deformazione Ɛ in funzione dell’affondamento relativo h/d misurata lungo la direzione g. I diversi

colori riferiscono a diversi test. Per tutti i test risulta che la direzione g è inclinata di 45° rispetto alla

direzione di laminazione.

Fig. 10 - Relaxation strain Ɛ versus relative sinking h/d. The different colors refer to different tests. The tests are arranged so that the direction γ is rotated of 45° with the direction of

rolling.

Ɛ verso rapporti di h/d > 0,5. Questo è dovuto ad effetti di rideposizione del materiale eroso e disperso nel vuoto della camera del FIB, che inevitabilmente coinvolge anche la zona analizzata per l’analisi DIC. Il fenomeno è arginato, nei primi cicli e limitato negli ultimi, dall’utilizzo della coro-na di protezione. La corona circolare ha la forma spezzata in modo da non offrire resistenza al libero rilassamento della struttura.In accordo con i risultati ottenuti in letteratura, lo stato tensionale misurato sulla superficie del laminato è di com-pressione. Il valore di stress misurato è in accordo con simili misure effettuate con il metodo della rosetta fora-ta presenti in letteratura [18]. È tuttavia evidente come il metodo proposto consenta, nella realizzazione del profilo dei valori misurati, una risoluzione, anche in termini di affondamento, notevolmente superiore. Mentre nel caso del metodo HD la risoluzione in affondamento è del mm, il metodo MR permette di affondare di poche decine di nanometri per ogni ciclo di misura. La scelta delle direzioni da analizzare è solamente un com-promesso con i tempi totali di lavoro. È quindi dimostrato come con un singolo test sia possibile analizzare comple-tamente lo stato tensionale del sistema individuando il modulo e le direzioni delle tensioni principali.

CONCLUSIONI

Lo scopo principale di questo lavoro è stato quello di vali-dare la tecnica innovativa della rosetta micrometrica.Con l’utilizzo della tecnica MR si è potuto discriminare diversi valori di stress residuo lungo diverse direzioni, ri-uscendo a caratterizzare a pieno il campo tensionale del

materiale con un solo singolo test. La procedura, che può raggiungere la durata di diverse ore, è completamente au-togestita dal microscopio a doppio fascio FIB/SEM, grazie alla realizzazione di un algoritmo, realizzato ad hoc dagli stessi autori di questo lavoro. Il punto di forza dell’automa-zione è rappresentato dalla realizzazione di una procedura di correzione dello disallineamento progressivo dei fasci. La correzione sistematica sia del fascio ionico che di quel-lo elettronico permette una precisione sub-nanometrica sia nella lavorazione meccanica di asportazione del volu-me toroidale di costrizione, sia nell’acquisizione delle mi-crografie SEM e rispettivamente consente una sensibilità sub-nanometrica sia nella quantità di materiale asportato, sia nella valutazione del rilassamento della struttura. La facoltà di poter variare la dimensione dell’area analiz-zata, il numero di cicli eseguiti, l’affondamento relativo di ogni ciclo, il numero e l’orientazione delle direzioni da analizzare, consente si adattare al meglio la misura alle peculiarità del caso (materiale monofase, multifase, rive-stimenti sottili, presenza di difetti, presenza di interfacce, ecc). Una ulteriore implementazione del metodo proposto in questo lavoro è la possibilità di realizzare più test in se-rie ed in modo completamente automatico, riuscendo così ad analizzare diverse zone del materiale. Lo svolgimento del multi test permette ad esempio di realizzare un profilo di n misure e valutare il gradiente di stress residuo attra-verso l’interfaccia di un accoppiamento, o realiazzare una rosa di misure intorno ad una singolarità, consentendo ad esempio di valutare l’influenza della presenza di un difetto, o studiare con un solo test lo stato tensionale di un mate-riale multifasico.

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The Micrometric Rosetta method for the multidirectional measuring of the residual stress by

focused ion beam Ring Core tecnique.

Keywords: Residual stresses - Focus ion beam - FIB - Digital image correlation - DIC - Non equi biaxial stress state - Multidirectional analysis.

A new method for the calculation of the residual stress state of materials is presented in this work. The method, named Micrometric Rosette (MR), applies the principles validated in previous publications by the same authors [13, 14, 15], and consists of the combined use of focused ion beam (FIB), the scanning electron microscope (SEM) and the digital correlation of images (DIC). The technique allows the evaluation of the residual stress of a material by measuring the relaxation of the same after the removal of the volume surrounding that forces him and keeps it in tension. The implementation of the method, presented in this work, consists in the ability of analyzing the relaxation of the material along any direction in the plane of the surface of the material, and the ability to identify the main directions of tension, thereby enabling the complete evaluation of the residual stress state with one and only test measurement.The measure is carried out with a cyclic repetition of removal of the material, as shown in fig 5, allowing the realization of a profile of residual stress as a function of the sinking. The resolution of the gradient is of the order of 100 nm.The developed procedure is semi-automated thanks to the implementation, by the same authors, of a script for the continuous control and realignment of the instruments. The script allows to vary the size of the area being analyzed, the number of cycles performed, the relative sinking of each cycle, the numerosity and the orientation of the direc-tions to be analyzed, allowing to perfectly adapt the test to the peculiarities of the specimen which is to be studied.In this work the method was executed on a material characterized by a non equi biaxial stress state, a rolled sheet.


Acciaio

New perspective in steelmaking activity to increase competitiveness and reduce

enviromental impact

S. Barella, E. Bondi, C. Di Cecca, a. f. Ciuffini, a. gruttadauria, C. Mapelli, D. Mombelli

Silvia Barella, Cosmo Di Cecca,andrea francesco Ciuffini,

andrea gruttadauria, Carlo Mapelli,Davide Mombelli

Dipartimento di Meccanica - Politecnico di MilanoVia La Masa 34, 20156 Milano

Enrico BondiItalian Manager, collaborator to

Dipartimento di Meccanica – Politecnico di Milano and Associazione Italiana di Metallurgia (AIM)

The competitiveness of the European steel industry is strictly related to the introduction of high performance products and to the increase in process efficiency and to the reduction in environmental impact. These

challenges can be faced to ensure a future to the area’s important industrial assets and some actions need to be identified. Several aspects about steelmaking plants, processes and steel products have been highlighted and nowadays, they may become the object of innovative action and efforts in order to achieve and maintain a high

level of competitiveness and to solve this serious industrial crisis.

Keywords: Steel-making - Iron ore DRI/HBI - Energy recovery - Slag recycling -Advanced High Strength Steel (AHSS)

INTRODUCTION

Steelmaking activities in the European Union are under-going a significant transformation and need to adapt to new environmental requirements and new market challen-ges. Steelmaking activities are highly capital intensive and time-consuming and so the metamorphosis of plant confi-guration, process updating and innovation in the product mix have to identify the specific areas of intervention in order to establish a reliable hierarchy of the upgrading and innovation activities.Several issues have been identified in the different steps of steelmaking:

reduction of iron ore;• energy recovery;• efficient in-line rolling procedures;• recovery of waste materials (i.e. slag and fume powders, • etc.);development of innovative high performance AHSS (Ad-• vanced High Strength Steels).

The application of new processes and industrial tech-niques allow to make the steelmaking activities compliant

with the new environmental addresses indicated by the international institutions without damaging or eliminating some industrial sectors but renewing them through new technologies.

REDUCTION Of IRON ORE

The reduction of iron ore is a necessary operation in order to maintain a reliable chemical composition of the steels that have to be characterized by a low level of Cu and Sn which otherwise lead to problems of hot shortness dur-ing the rolling and forging operations. Thus, although the steelmaking route based on scrap recycling appears to be more environmentally friendly than the one starting from iron ore, the production of iron alloys starting from iron scrap is unavoidable to maintain a low concentration of Cu and Sn in the steel products. On the other hand, the traditional production route based on the use of iron ore is subject to increasing restrictions as regards emission levels, especially in terms of the dusts emission and of the aromatic polycyclic hydrocarbons (i.e. iso-benzo[a]pyrene). Such emissions are mainly associated with the production of coke and to the operating methods of the coke ovens. In particular, the new constraints1) imposed by the BAT (Best Available Techniques) conclusion in the European Union are particularly restrictive in terms of the dust emissions from the combustion chamber (<10mg/Nm3) and from the coke cooling systems (<20mg/Nm3) that nowadays is usually carried out in quenching towers. An alternative to the use of coke and coke ovens is repre-sented by the production of pre-reduced iron (DRI-Direct Reduced Iron / HBI-Hot Briquetted Iron) from iron ore pel-lets through the exploitation of the natural gas that avoids the development of aromatic polycyclic hydrocarbons and


Memorie

that decreases the CO2 emissions, making the reduction process compliant with the recent European agreement of 26th October 2014, signed also by the Italian Government, which imposes a reduction of 40% in CO2 emissions by 2030. In fact, the pre-reduction of the iron ore pellets to produce 1t of DRI/HBI implies a reduction of 63% of CO2 if compared with the traditional route based on coal and coke exploitation (i.e. Blast Furnace, Corex, Rotatory Kiln Furnaces) (Figure 1).At the moment there are two leading technologies for pre-reduction based on the natural gas exploitation: MIDREX® and HyL®. Both the technologies are based on reduction by CO and H2 but in the MIDREX® process CO and H2 are produced in a reformer and then introduced into the re-duction reactor, whereas in HyL® a more recent approach is realized, because the natural gas is directly inserted into the reduction reactor and, at this stage, the formation of CO and H2 takes place directly in the reduction reactor itself (Figure 2)2).DRI/HBI is an extremely flexible raw material because it can be used in Electric Arc Furnaces to substitute high quality scrap or in the BOFs (Basic Oxygen Furnaces) as a cool-ant substituting steel scrap without affecting the chemical quality of the steel. Moreover, DRI/HBI can be added to the Blast Furnace to reduce coke consumption and simulta-neously increase the production rate of the Blast Furnace. This option can be identified as a hybrid cycle, combining the Pre-reduction Process with the Blast Furnace: after the development of several experimental trials, a regular Blast Furnace Process can accept a maximum of 20% HBI or 25% DRI, because higher additions negatively affect the gas per-meability of the Blast Furnaces (Figure 3). The hybrid con-figuration can represent a first stage opportunity for a soft and progressive conversion of the integrated Coke Ovens – Blast Furnace – Basic Oxygen Furnace to a steelmaking cycle characterised by a lower environmental impact.The coupling of a pre-reduction system based on natural gas and the electric arc furnace (even with the possiblehot charging of DRI/HBI) can highlight the best environ-mental performances compared with other technological routes (Table 1).Nowadays, about 80Mt/year of DRI/HBI are produced

Fig. 1 - Layout of the process and the overall reduction reaction.

Fig. 2 - Scheme of HyL® and MIDREX® Processes.

Fig. 3 - Hybrid configuration combining the pre-reduc-tion route and the blast furnace (HM- Hot Metal pig

iron /DRP Direct Reduction Process).

Fig. 4 - Reduction in coke consumption and increase in the production rate of the Blast Furnace as a function

of DRI/HBI addition3).


Acciaio

worldwide with a projection to 120Mt by 20254). In Europe there is only one old pre-reduction plant, installed in 1970 in Germany, and in 2013 it produced at its nearly maxi-mum yearly rate of 500.000t. DRI/HBI can be profitably produced in Italy as a function of the price of natural gas:

0.29€/Nm• 3 for hot charging in EAF0.26€/Nm• 3 for cold charging in EAF0.22€/Nm• 3 for use in Blast Furnace.

The prices, recorded on the Dutch Transfer Title Facility used to fix the natural gas price also by the Italian Author-ity for Energy and Gas, show price levels that make the pre-reduction route interesting (Figure 5).

ENERgy RECOVERy

The high prices of energy and decreasing of fossil fuel re-sources clearly show how the optimum application of en-ergy, its consumption management, waste management and heat recovery methods for the re-use of waste heat are very important factors in steelmaking and rolling activities.

CO2

Traditional Cycle (After BAT 2012 application)

Hybrid Configuration (20% HBI addition)

100% Prereduction+EAF* Corex/Finex

0% -38% -63% +12.5%

fine powders produced by coke ovens



100% Prereduction+EAF Corex/Finex

-56% -88% -100% -50%

PCCD/PCfD (dioxins) – The emission is associated with the sintering plant




-50% -75% -100% -40%

SOx




-68% -82% -88% -40%

NOx




-42% -69% -81% -42%

Tab. 1 - Synthetic table on the reduction in polluting chemical substances compared with the current situation of polluting emissions from traditional iron ore reducing cycles based on coke ovens, Blast Furnaces and Basic

Oxygen Furnaces.

* The computation of CO2 emissions includes that for pre-reduction coupled with an electric arc furnace and also the average CO2 production by Italian power generation plant for the use of electric arc furnace (EAF) and it does not take into account the increase in EAF efficiency associated with the charge of hot DRI/HBI.

** The performances shown for the so called FINEX/COREX route are affected by the use of coal that is not substituted by resources producing lower CO2 and sulphur compounds emissions.

Fig. 5 - Evolution of the gas prices in the European natural gas spot market (Dutch Transfer Title Facility). The price recorded on 2nd November 2014 is fixed at

0.193€/Nm3.


Memorie

A consequence of this scenario is represented by the in-creased interest in the efficient use of energy employed5).The steel industry is a highly energy- and resource- inten-sive sector where profit and efficiency are not the only targets. This industrial sector accounts for 15-20% of total industrial energy consumption and 5-10 % of total primary energy consumption.Indeed, the responsibility towards society in terms of en-vironmental impact needs to be taken into account. Thus, an increase in the energy efficiency of the industrial proc-esses represents a favourable route for addressing envi-ronmental concerns and energy security6,7).The pre-heating of the scrap performed by the hot gases produced in the Electric Arc Furnace presents the most favorable opportunity for reducing energy consumption. Two main technologies are consolidated and can perform this operation: TENOVA Consteel® (Figure 6) and Simetal QUANTUM® Furnace (Figure 7).In order to perform a correct estimation of the energy sav-ings achieved by the pre-heating system, the base-line of the electric energy consumption has to be pointed out. A

first evaluation can be found in the BREF8) on steelmak-ing technologies published by the European Union in 2012 where average electric consumption is indicated in a range between 404kWh/t and 748kWh/t (Table 2).In the BREF estimation, the EU Commission has not con-sidered the furnace as a function of the final products and the categories of steel scrap used; this is why such a large range is indicated. On the basis of the AIST (Association for Iron and Steel Technology) 2013 Electric Arc Furnace Round Up9), it is possible to estimate an average electric consumption of 462kWh/t (with a standard deviation of 67kWh/t) which is consistent with the data provided by the BREF, but is concentrated in the lowest part of the proposed range. If a distinction is made on the basis of the Electric Arc Furnaces producing only flat products (mainly concentrated in Northern, Central and Southern Americas):

strips;• plates;• low carbon steels;•

the estimation does not change much and average electric consumption is 457kWh/t. This estimation includes the av-erage amount of 79kWh/t needed to raise the temperature of a low carbon steel and overheat it from the solidus tem-perature up to 1650°C, the temperature needed to tap the steel into the ladle. Thus, 457kWh/t can be considered a re-liable base-line for specific electric power consumption and the pre-heating of the steel can allow a decrease of such a value in a range between 380kWh/t and 330kWh/t.The specific electric power consumption base-line has to be coupled also with the average natural gas and carbon consumption to produce 465MJ/t10) and the application of scrap pre-heating can decrease this specific average con-sumption to about 400MJ/t. Energy savings can be obtained in the integrated cycle in-volving Coke Ovens – Blast Furnaces – Basic Oxygen Con-verters. There is a consolidated tradition in the exploitation of the gas derived from these plants, but more attention can be paid to the heat recovery during the discharging operation of the coke. Coke Dry Quenching (CDQ) is one of the most relevant systems adopted for energy and envi-ronmental optimization (Figure 8).

Fig. 6 - TENOVA Consteel Technology®: the outcoming fumes preheat the continuously charged steel scrap

along the charging tunnel.

Fig. 7 - Simetal EAF QUANTUM Furnace® represents the latest evolution of the shaft furnace with the scrap

basket, through which the hot fumes pass, located above the EAF.

Fig. 8 - Layout of the Coke Dry Quenching System.


Acciaio

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Tab. 2 - Input and Output mass and energy flows for an Electric Arc Furnace-


Memorie

In the traditional process the hot coke had to be taken out of the coke oven and cooled directly with water in the cooling tower, causing valuable energy dissipation into the atmosphere and producing a dispersion of powders. The CDQ plant consists in three dry quenching chambers, their associated waste heat boilers and the charging cranes. Coke is cooled in these chambers by means of circulat-ing gas composed mainly of nitrogen and other inert gas-es. The temperature of the circulating gas at the outflow section from the chamber is about 1050 °C. Coke flows through the chamber in about 5 hours and the flow rate of circulation gas is about 75000 Nm3/h.The nominal capacity of the current dry quenching plant is 150t/h (50t/h for chamber). A unit working at full capac-ity produces about 25t/h of high-pressure steam (93 bar) and a unit as warm reserve about 2.5t/h of low-pressure steam (8 bar). The effects of this particular treatment are very important because of the great capacity of electric power production; a treating capacity of 100 t/h produces about 18 MW of electric power. In terms of protection of the global environment, CDQ does not produce greenhouse gas (CO2). Reduction of CO2 by CDQ is nearly equivalent to 18t/h for a power generation of 18 MW11).Instead, the recovery of relatively low temperature heat in all metallurgical and steelmaking plants can be achieved by the exploitation of thermoelectricity. The direct conver-sion of heat energy into electricity or the reverse power generation by a semi-conductor thermoelectric power generator device is related to electron transport phenom-ena, and the interrelated Seebeck, Peltier and Thomson effects (Figure 9). Thermoelectric devices generate volt-age in presence of a temperature gradient. The interest in these devices comes from the large number of advan-tages, such as the absence of moving components and lower maintenance. Lead chalcogenides, most notably lead selenide (PbSe) and lead telluride (PbTe), have be-come an active area of research due to their thermoelec-tric (TE) properties. The high merits of these materials has brought much attention to them, due to their aptitude for converting waste heat into electricity. Lead telluride (PbTe) and related compounds, alloys and composites have the highest ZT values and are the TE materials with the high-

Fig. 9 - Layout of a thermoelectric module.est potential for power generation and energy conserva-tion over the intermediate temperature range (500–800 K)12). The use of such systems in European metallurgical and steelmaking plant is covered by the international pat-ent BS2013A000096 that also shows an example of the realized system.Energy optimization can be also achieved through steam recovery (e.g Tenova iRecovery®) that is used in the ORC

Fig. 10 - The thermodynamics of ORC.

Fig. 11- Example of Turboden ORC turbine equipment.

(Organic Rankine Cycle) turbine (Figure 10, Figure 11). Some plants, such as Georgsmarienhütte, use heat recov-ery with off-gas temperatures down to 600 °C, whereas Feralpi Siderurgica S.p.A. heat recovery is designed down to 200 °C with additional control of the downstream oxy-gen content and it is connected to the off-gas treatment of electric furnace melting system. The recovered energy reduces net power consumption, allowing significant re-duction of CO2. In addition to electricity production, the remaining portion of the steam is fed into the Riesa Mu-nicipal steam supply system and used in a nearby tyre fac-tory production process13).Environmental improvements can be also achieved thanks to the technological solutions inherent in in-line rolling technologies, as in the consolidated Arvedi ESP process where the liquid steel is cast and rolled into coils in a com-pletely in-line system, without the cooling of semis to ambi-ent temperature. In the Arvedi ISP (In-line Strip Production) line the time from the pouring of the liquid steel into the casting machine up to the coiling stage is only 15 minutes and this time has been further decreased to 7 minutes for


Acciaio

the Arvedi ESP (Endless Strip Production) line (Figure 12).Arvedi technology maximizes the use of the heat contained in the liquid steel (over the cycle the temperature never drops below 900-950°C) ; this involves a considerable en-ergy saving , estimated at about 22t of oil equivalent (TOE) saved every 1000t of rolled product with a corresponding reduction of about 40% of CO2 emissions.For the cold rolling lines (including cold rolling, annealing furnaces and skinpass) the possibility of energy recovery appear very poor14), although the energy consumption of such lines are characterized by:

0.9GJ/t (0.02TOE/t) for cold rolling;• 0.017GJ/t (4 • .10-4TOE/t) for skinpass operation.

RECOVERy Of SLag aND WaSTE MaTERIaLS

In every metallurgical process the production of a great amount of slag is implied. The industrial world struggled long in order to design a practical application for this waste, however this effort is often hindered by different applicative problems. In particular, steel production is ac-companied by large volumes of slag and smaller quantities of other kinds of waste including dust, secondary metal-lurgy slag and refractories, and their safe disposal repre-sents one of the major costs that the steelmakers have to face. For these reasons, steel-makers started to design advantageous ways to re-utilize these kinds of waste in dif-ferent fields of application, not only those strictly related to the steel industry.The re-use of these kinds of waste has become practice in Europe and in all the major developed countries of the World, in response to the need and the pressure to create a model of sustainable development, based on reducing the consumption of natural resources and minimizing the production of waste.Many of these residuals, once considered waste and there-fore disposed of with high costs and high environmental impact, have started and completed a virtuous cycle of development and transformation, becoming a precious al-ternative resource.These by-products are good substitutes or complemen-tary materials to products derived from natural resourc-es. Thanks to the development of controlled production processes, based on the best available technologies, high quality by-products can be obtained, in agreement with the standard of civil engineering application fields (road construction, concrete production, etc.).

Fig. 12 - Lay-out of the Arvedi ESP process (from the continuous casting machine to coiling).

The exploitation and use of recycled waste by-products has manifold benefits, especially from the environmental point of view:

reduction of the waste fraction sent to landfills;• reduction of the exploitation of natural resources;• reduction of activities impacting the territory (i.e. extrac-• tion and drilling);energy saving and reduction of CO• 2 emissions.

Since 72% of the Italian steel market is supplied by Electric Arc Furnace (EAF) production, EAF slag recycling is a very topical issue both for steel-makers and scientists who are studying advantageous ways to reduce the environmental impact of this slag while also expanding the possibility of its use in civil engineering applications as a replacement for conventional materials15,16,17,18,19).Since electric steel slag can be considered in the same way as natural hard rocks, this by-product could be suc-cessfully used to replace inert material in several areas, allowing disposal costs to be reduced and giving it a new value.Steel slag, after maturation, undergoes a two-phase crush-ing process, the first carried out with a jaw crusher and then finished with a cone crusher. Through the stages of curing, crushing and sieving, the raw slag is converted into a product usually divided into three different size frac-tions: sand and gravel (size 0-4 mm), gravel (4-8 mm) and gravel and crushed stone (8-12 mm). The entire production process is tightly integrated with the steelmaking process and the subsequent derivate civil uses are compatible with Italian environmental legislation, materializing the spirit of “Zero Waste” that the steel industry has pursued over the last decade.The fields where processed slag can be applied are dif-ferentiated according to the demands of the market, and the operators have at their disposal a material that not only fully meets the technological conditions required by the application, but also carries a considerable saving of natural resources. Average production of electric furnace slag in Italy amounted to more than 3 million tons per year in the period 2008-2010. More than 75% of the slag is used for aggregates production for civil engineering applica-tions20). A smaller percentage is destined for the manufac-ture of concrete, where slag is principally used as a filler or inert aggregate (Figure 13). These data are consistent with European production and use of steel slag21).Although EAF slag has interesting chemical and mechani-cal properties, due to the high content of heavy metals


Memorie

(Ba, Cr, V, etc.), this slag is classified as hazardous waste and is normally disposed of in special, expensive landfills, which limits its re-use.Different techniques are available to stabilize the slag and reduce the heavy metal leaching22,23,24,25), mainly based on the addition of Cr-bearing additives, but no solutions have been found to cope with the other main problems afflicting slag (dust and volume instability).Recently, a simple but effective method to stabilize this slag has been developed, inhibiting the leaching of all the dangerous heavy metals while simultaneously avoiding the swelling and pulverization of the treated mass26). This sta-bilization process is based on the addition of pure quartz into the slag stream during the deslagging operation. This technique has been installed inside a steelmaking plant and the stabilized EAF slag does not manifest any leaching after the chemical treatment, leading to the design of a feasible operating condition to produce a continuous flux of modified slag with a specific composition and properties and providing an opportunity to compete with traditional raw materials used for road construction or the manufac-ture of concrete.

INNOVaTION IN STEEL gRaDESConventional low carbon steels are eroding the special steels market due to the optimum compromise of their mechanical properties (strength, ductility and toughness) and weight, volumes and costs27).The most interesting mechanical properties in these appli-cations are strength (fundamental in load capacity), elon-gation (a good index for plastic formability) and toughness (energy absorption and resistance against the develop-ment of cracks promoted by the presence of a defect). As is shown in the graph (Figure 14), conventional steels are characterized by high tensile properties but low strength compared with other steel classes28).The automotive sector is a very interesting example of the competition among steel producers and high perform-ance requirements of car and truck manufacturers. The fast evolution in the automotive sectors has implied higher performances strictly related to the increase in loads and operating forces.

Fig. 13 - Main application of recovered inert slag.

IF (Interstitial Free), DP (Dual Phase) or the so-called TRIP/TWIP (Transformation or Twinning Induced Plasticity) steels have been developed. The increase in the material’s me-chanical properties corresponds to the increase in load ca-pacity and to the consequent possibility of reducing cross sections of the components, implying an obvious savings in terms of weight and volumes.Weight reduction (up to 25%) plays a fundamental role in competitiveness because of the lower costs and a big reduction in emissions. These steels are characterized by high mechanical strength associated with a good formabil-ity enhancing the component resistance to stresses and to the impulsive load (impact).The on-going researches on new steels combining both high resistance properties and ductility have lead to the development of Dual Phase steels. Their typical micro-structure, composed by a 20% - 25% finely dispersed hard martensitic phase within a soft ferritic matrix, grants the combination of the properties of both these phases reach-ing great ductility, work hardening and tensile strength (Figure 15). The achievement of these results has been ob-tained exploiting the coupled effects of dislocation pinning and stress relief consequent to the martensitic transfor-mation. Moreover through the proper thermal treatment the phase ratio can be tuned, reaching the desired combi-nation of mechanical properties to satisfy the application requirements29).Following this research path further progress has been also made through the realization of Complex Phase steels (CP)30).On the other hand, the mechanical properties enhance-ments have been achieved also via a different route, taking advantage of the staking fault energy which can be stored within the steels through the lattice imperfections. Since this “latent” energy reaches the highest values in face-centered cubic lattices and in hexagonal close-packed lat-tices, steels have to possess the austenitic structure in order to exploit these phenomena.In detail, TRIP steels (TRansformation Induced Plasticity)

Fig. 14 - Relation between elongation (ductility) and tensile strength in low carbon steel for general

applications.


Acciaio

own finely dispersed small grains of retained austenite (up to 15%) which absorb the energy produced by a load via the activation of the martensitic transformation. This behavior can be developed by two mechanisms: the diffusionless Magee effect at low temperatures and the Greenwood-Johnson effect, involving diffusive phenomena, at higher temperatures31).On the other hand, TWIP steels (TWinning Induced Plastic-ity) exploit the mechanical response of face-centered cu-bic lattices, the generation of mechanical twins, in order to produce a strong grain refinement. As a consequence, this effect acts directly on the dislocation average free path and hinder the dislocation movements32).Nowadays, research is moving towards high strength steels assisted by good tensile properties in order to substitute, in some dedicated and particular applications, alloys that are more expensive, for example Ti-alloys or Al-alloys. For this, austenitic steels, MBIP (Microband-Induced Plastic-ity), shape-memory steels and high Mn-steels are becom-ing a strategic target (Figura 16). This topic can be repre-sented graphically (Figure 14) where these advanced high strength steel grades occupy the upper-left area, steels characterized by high strength and high elongation.The continuous improvement in material properties is consistent with the will to increase energy efficiency and consequently reduce emissions. The study, research and production of steels characterized by high strength and ductility performance is a target to be achieved in order to maintain a good competitiveness for steel products in an area of the market that does not suffer from overcapacity, unlike construction steels, etc..

REfERENCES

[1] 2012/135/EU: Commission Implementing Decision of 28 February 2012 establishing the best avail-able techniques (BAT) conclusions under Directive

Fig. 15 - Dual Phase steel microstructure: finely dispersed hard martensitic phase (colored grains)

within a soft ferritic matrix (white grains).

2010/75/EU of the European Parliament and of the Council on industrial emissions for iron and steel production (notified under document C(2012) 903) Text with EEA relevance. OJ L 70, 8.3.2012, p. 63–98

[2] W. Nicodemi, C. Mapelli. Siderurgia, Associazione Italiana di Metallurgia (AIM), Milano 2010, Italy

[3] Internet reference: http://metallics.org.uk/the-use-of-hbi-in-ironmaking/ (public data on the web-site of International Iron Metallics Association)

[4] Internet reference: http://www.midrex.com/pdfs/MIDREX_World-DRI-Stats.pdf (MIDREX World direct reduction statistics2013)

[5] Z. Utlu, A. Hepbasli. Parametrical investigation of the effect of dead (reference) state on energy and exergy utilization efficiencies of residential–com-mercial sectors: a review and an application. Renew Sustain Energy Rev 2007;11(4): 603–34

[6] R.J. Fruehan, O. Fortini, H.W. Paxton, R.Brindle. Theoretical minimum energies to produce steel for selected conditions. Washington, DC: U.S. Depart-ment of Energy Office of Industrial Technologies 2000

[7] W. Cruz, K. Fukui, J.J. Warford and I. Tomohiko. Pro-tecting the Global Environment: Initiatives by Japa-nese Business. Washington, DC: World Bank 2002

[8] R. Remus, M.A. Aguado-Monsonet, S. Roudier, L. Delgado Sancho. Best Available Techniques (BAT)

Reference Document for Iron and Steel Production Industrial Emissions Directive 2010/75/EU Inte-grated Pollution Prevention and Control; 2013; EUR 25521 EN, p.429, Table 8.1

[9] Internet reference: http://digital.library.aist.org/download/PR-

Fig. 16 - Strengthening phenomena featured in austenitic-based steels.


Memorie Acciaio

RU2013-1.18075.pdf (AIST 2013 Electric Arc Fur-nace Round Up)

[10] E. Worrell, P. Blinde, M. Neelis, E. Blomen, E. Masa-net. Energy Efficiency Improvement and Cost Saving Opportunities for the U.S. Iron and Steel Industry - An ENERGY STAR® Guide for Energy and Plant Man-agers. Berkeley, CA: Energy Analysis Department, Environmental Energy Technologies Division, Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory, University of California 2010

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[20] Internet reference: http://www.federacciai.it/Pdf/Tecnica/Docu-

mento%20scoria%20-%20Federacciai%20-%20mag-gio%202012.pdf

[21] Internet reference: http://www.euroslag.com/fileadmin/_media/im-

ages/statistics/Statistics_2010_download.pdf, [22] M. Kühn, P. Drissen and H. Schrey. Treatment of

liquid steel slags. Proceeding of 2nd European Slag Conference (II EUROSLAG), Düsseldorf (Germany),

9-11 October 2000, 123–135[23] M. Kühn, D. Mudersbach, J. M. Baena Liberato, V. De

Angelis, D. Capodilupo and U. De Fries: Chrome Im-mobilization in EAF Slag from High Alloy Steelmaking - Development of a Slag Treatment Process, Project 7215-PP/044, Office for Official Publications of the European Communities, Luxembourg 2006

[24] D. Mudersbach, M. Kuhn, J. Geiseler and K. Koch. Chrome Immobilisation in EAF-Slags from High-al-loy Steelmaking: Tests at FEhS-Institute and Devel-opment of an Operational Slag Treatment Process. Proceedings of the 1st Interntational Slag Valorisa-tion Symposium, Leuven (Belgium), 6-7 April 2009, 101-110

[25] S. Kitamura, N. Maruoka. Modification of stainless steel refining slag through mixing with nonferrous smelting slag. Proceedings of the 1st Interntational Slag Valorisation Symposium, Leuven (Belgium), 6-7 April 2009, 93-100

[26] D. Mombelli, C. Mapelli, S. Barella, A. Gruttadauria, G. Le Saout, E. Garcia-Diaz. The efficiency of quartz addition on electric arc furnace (EAF) carbon steel slag stability. Journal of Hazardous Materials 2014; 279: 586–596

[27] W. Nicodemi. Acciai e leghe non ferrose (2nd edi-tion), Zanichelli, Bologna 2007, Italy

[28] M. Ashby. Materials Selection in Mechanical Design (3rd edition ed.). Massachusetts, Butterworth-Hei-nemann 1999

[29] E.M. Castrodeza, A. Gruttadauria, C. Mapelli, D. Mombelli. Processing and Characterization of Dual Phase Steel Foams Featured by Different Pore Dis-tribution. Steel Research International 2011; 82(8): 918-925

[30] M. Mazinani, W.J. Poole. Effect of Martensite Plas-ticity on the Deformation Behavior of a Low-Carbon Dual-Phase Steel. Metallurgical and materials trans-actions A 2007; 38 (2): 328–339

[31] L. Taleb, S. Petit. New investigations on transforma-tion induced plasticity and its interaction with clas-sical plasticity. International Journal of Plasticity 2006; 22(1):110–130

[32] L. Chen, Y. Zhao, X. Qin. Some Aspects of High Man-ganese Twinning-Induced Plasticity (TWIP) Steel, A Review. Acta Metallurgica Sinica 2013; 26(1) :1–15


Vita associativa

Carissimo Socio,La ringrazio per il Suo personale contributo all’AIM nell’anno che si sta concludendo e, nel contempo, desidero invitarLa a rinnovare il Suo sostegno con la sottoscrizione della quota associativa per il 2015.

Nonostante la perdurante crisi economica che continua ad affliggere il Paese, durante il 2014 l’Associazione è riuscita ad organizzare eventi di rilievo internazionale di indiscusso successo, che hanno portato il numero degli associati oltre le 2.300 unità. Questo fa dell’AIM una delle maggiori associazioni metallurgiche a livello internazionale e la rende una protagonista importante nella formazione dei tecnici operanti nelle imprese e nella promozione degli impianti e delle produzioni metallurgiche italiane attraverso le sue pubblicazioni e l’attività convegnistica. Più la nostra famiglia sarà numerosa, maggiori saranno la fiducia e la serenità con le quali potremo guardare non solo al futuro dell’Associazione, ma anche al futuro della metallurgia in Italia. È proprio nei momenti bui che bisogna sapersi rialzare con nuova forza! I pilastri su cui fondare la nuova crescita saranno certamente rappresentati dalla diffusione della cultura metallurgica, dal costante impegno a proiettarsi sullo scenario internazionale, dalla libertà di diffondere le idee tecniche e scientifiche in modo trasparente, critico e senza condizionamenti, per offrire ai nostri associati un contributo serio e valido. Non possiamo dimenticare, infatti, che l’Associazione è stata istituita, all’inizio del secondo dopoguerra, con un fine ben preciso: diffondere la cultura e la conoscenza della metallurgia in Italia, senza farsi condizionare da interessi economici contrastanti; grazie a questa impostazione l’AIM è divenuta una compagna di percorso nella crescita delle imprese metallurgiche nazionali.

Anche durante il nuovo anno saremo impegnati in nuove sfide:

passaggio della nostra rivista,“La Metallurgia Italiana”, al formato digitale; –

rafforzamento della collana tecnica; –

attività di formazione a diversi livelli (dai corsi base per neoassunti ai corsi più –avanzati), in cui saranno inclusi anche i corsi per l’assegnazione dei crediti formativi agli ingeneri;

organizzazione di visite tecniche agli impianti delle più importanti aziende; –

programmazione di seminari e giornate di studio su argomenti specifici, che –assolvano le richieste di approfondimento dell’industria nazionale;

promozione di un incontro tecnico dedicato alle materie prime metallurgiche –e alle nuove tecnologie per la diminuzione dell’impatto ambientale e l’incremento dell’efficienza energetica;

organizzazione di prestigiose manifestazioni internazionali, vetrina per –l’eccellenza della nostra industria;

stretta collaborazione con le consorelle estere, sia a livello europeo che a più –ampio livello internazionale;

rafforzamento della funzione di ponte e collegamento tra l’Università, il –mondo della Ricerca e le aziende;

valorizzazione e preparazione dei giovani. –

Sono fiducioso nella Sua collaborazione, che ritengo fondamentale. La ringrazio nuovamente e Le esprimo i miei più cordiali saluti ed auguri per un prospero e sereno 2015.

Presidente AIM

SOMMARIO

VITA ASSOCIATIVABilancio positivo, nonostante il maltempo, per il 35° Convegno

Nazionale AIM ..........................42

Metallurgia verde e sostenibile 2015 .........................................44

Corso prove meccaniche..........44

Premio per l’innovazioneIn metallurgia delle polveri .......45

Giornate nazionali corrosione

E protezione .............................45

Le prossime manifestazioni AIM .45

Ricordo del Prof. Giordano Trabanelli .................................46

NORMATIVANotizie dall’UNSIDER ...............47

DAI CENTRI .........................49

ECONOMIA E PRODUZIONEBilanci d’Acciaio: allarme redditività per l’acciaio italiano 50

Innovazione e nternazionalizzazione per l’acciaio del futuro .................................50

Bilanci: a cinque aziende il riconoscimento di Siderweb ..... 51

NOTA TECNICASTACAST: Linee guida per la progettazione di getti in lega di alluminio ..................................53

INDICE PER ARGOMENTI 63

INDICE AUTORI ..................70

ATTUALITà INDUSTRIALEABS -Acciaierie Bertoli Safau: la sfida di produrre in maniera sostenibile ................................71

Nasce Metal Interconnector. ....71

Hypertherm introduces HyAccess extended consumables for cutting and gouging in hard to reach

areas ........................................71

AGENDA ................................72


Atti e notizie

Si è tenuta dal 5 al 7 novembre la 35a edizione del Convegno Naziona-le AIM, svoltasi presso la Facoltà di Economia dell’Università di Roma Tor Vergata, tornando nella Capitale per la seconda volta, dopo l’edizione dell’ormai lontano 1956. seguendo il mandato dello Statuto dell’Asso-ciazione, il Convegno Nazionale ha voluto riconfermarsi come momento di ritrovo e confronto, unico nel suo genere, per tutti i Soci e per gli ope-ratori dei diversi settori variamente interconnessi con la produzione, la lavorazione e l’utilizzo dei diversi materiali metallici. Buono il nume-ro dei presenti, nonostante il tempo inclemente, e buona anche la sod-disfazione per l’Associazione che si è prodigata per la migliore riuscita di quest’edizione dedicata in particolar modo ai giovani. Infatti, dei circa 200 iscritti facevano parte ben 56 soci junior, che hanno seguito la presen-tazione delle 130 memorie suddivise nelle 29 Sessioni su: Acciai e ghise, Ambiente e sicurezza, Controllo della microstruttura, Controllo e caratteriz-zazione prodotti, Leghe a memoria di forma, Leghe non ferrose, Metallurgia delle polveri, Metallurgia Fisica, Pro-cessi e impianti, Rivestimenti, Sal-datura metallo-ceramica, Schiume metalliche, Storia della metallurgia, Trattamenti termici e quelle dedicate ai Dottorandi.A contorno dei lavori, i convenuti hanno potuto interloquire con le nu-merose Aziende sponsor (ben 20), che hanno scelto di essere presenti con tavoli informatori e che hanno sostenuto l’AIM nella realizzazione dell’evento.La cerimonia di apertura è stata con-traddistinta da significativi interventi. D’apprima il Chairman del Convegno, prof. Roberto Montanari, ha rivolto ai presenti il discorso di benvenuto riportato qui di seguito; poi il presi-dente dell’AIM, prof. Carlo Mapelli che ha presentato una relazione sul-

BilAnCio positiVo,nonostAnteil mAltempo,per il 35° ConVegnonAzionAle Aim

Medaglia di Titanio

Il Presidente AIM, C. Mapelli con-segna la Medaglia di Titanio al Sig. Brentegani (Riva Acciaio) come se-gno di riconoscimento per le par-ticolari benemerenze nel campo dell’utilizzazione e dell’applicazione dei materiali metallici

le nuove prospettive in siderurgia per aumentare la competitività e ridurre l’impatto ambientale - scritta in col-laborazione con Enrico Bondi (pubbli-cata a pag. XXX). Ha fatto seguito il Dr. Franco Zanardi - Vice Presidente Assofond e Vice Presidente Confin-dustria Verona, che ha trattato una tematica concernente le regole per la progettazione di componenti in ghisa destinati ad impieghi gravosi e che necessitino di significativa tenacità e resistenza alla fatica.

Cari amici,è per me un grande piacere dare a tutti voi il benvenuto all’Università di Roma-Tor Vergata, dove si tiene il no-stro 35° Convegno Nazionale.L’Ateneo dove ci troviamo è relativa-mente giovane ma da subito, dalla sua costituzione, ha puntato ed investito molto sulla metallurgia. Infatti è stato a partire da un nucleo di metallurgisti che si è sviluppata l’ingegneria mecca-nica, prima, da cui è nata un secondo tempo l’ingegneria industriale. Vorrei ricordare il contributo decisivo del Prof. Gondi e del Prof. Gauzzi in que-sto processo e nella formazione dei ri-cercatori. L’atteggiamento dell’ateneo favorevole verso la nostra disciplina continua anche ora che, sulla base dei risultati dell’Abilitazione Nazionale, si sta progettando il futuro.Nell’organizzare questo Convegno ab-biamo voluto dare un ampio risalto ai più giovani, proponendo una sessio-ne dedicata ai lavori dei dottorandi. Nonostante le condizioni non certo favorevoli in cui si trovano ad opera-re, i giovani garantiscono entusiasmo e slancio alla ricerca e all’innovazione industriale, fattori senza i quali non si può progredire. La proposta ha incon-trato un tale consenso che le sessio-ni a loro dedicate sono diventate ben cinque, con una grande ricchezza di temi ed argomenti trattati.All’interno di questa iniziativa abbia-mo inserito nella seconda giorna-ta una Tavola rotonda dal titolo “Il dottorato e l’industria”, per la quale interverranno ospiti di grande com-petenza: il Prof. Nicola Vittorio, De-legato del Rettore per la Formazione Dottorale dell’Università di Roma “Tor Vergata” e autore di un volume con

tema proprio il dottorato di ricerca; il Dr. Slobodan Radicev, fino ad un paio di mesi fa presidente di EURO-DOC, l’associazione europea dei dot-torandi; l’Ing. Francesco Magni delle acciaierie Danieli. Il mix sembra es-sere quello giusto per dar vita ad un interessante e qualificato dibattito, al quale fin da ora inviterei tutti i colle-ghi a partecipare, in particolare i dot-torandi e gli studenti.Un altro aspetto che vorrei sotto-lineare riguarda le tematiche delle sessioni. A fianco di quelle per noi più tradizionali, troviamo argomenti nuovi come, per fare un esempio, la


Vita associativa

Premio De Carli

Andrea Gruttadauria riceve il Pre-mio Felice De Carli per la memoria “Processo produttivo per la realizza-zione di spugne metalliche in leghe a base ferro”. Il premio istituito nel 1968 viene assegnato ad un gio-vane ricercatore per i risultati nel settore della ricerca metallurgica fondamentale e applicata.

saldatura metallo-ceramico, di gran-de interesse per molti settori indu-striali, primo fra tutti l’aerospazio. A tale proposito vorrei ringraziare il Dr. Alberto Passerone del CNR di Genova che ha proposto il tema e stimolato gli interventi.Un grazie molto sentito va anche al CSM-Centro Sviluppo Materiali, una realtà fondamentale per la ricerca sui metalli nell’area romana e non solo. Si deve infatti ad Abbruzzese e ai suoi collaboratori un contributo determi-nante per l’organizzazione della ses-sione sul controllo della microstrut-tura, oltre a tanti altri interventi in diverse sessioni.Desidero poi segnalarvi l’imponente lavoro fatto dal Dr. Ausonio Tuissi, al fine di portare nel nostro dibattito così tante esperienze, novità ed appli-cazioni riguardo alle leghe a memoria di forma.Non è materialmente possibile ringra-ziare tutti quelli che hanno dato il loro contributo alla organizzazione di que-sto convegno. Voglio però ricordare

i Presidenti dei Centri di studio –dell’AIM,i membri del Comitato organizza- –tore locale; un pensiero grato spe-ciale per il prof. Ranalli, a cui dob-biamo l’ospitalità in questa bella

Facoltà di Economia,il fantastico staff della nostra Asso- –ciazione guidato da Federica Bas-sani che oggi non è qui perché sta per diventare mamma,i ragazzi, studenti e dottorandi, che –ci assisteranno con i computer du-rante tutti i lavori, infine i numerosi sponsor che ci –hanno aiutato a realizzare questo

Premio Per la Sicurezza

Il presidente del Centro Ambiente e Sicurezza dell’AIM consegna a Lo-renzo Marchioro il Premio per la Si-curezza, assegnato a AFV Beltrame SpA per il progetto: “utilizzo della metodologia A3 applicata al pro-blem solving in ambito sicurezza”.

evento e che potrete incontrare ne-gli spazi espositivi adiacenti le aule.

Nell’organizzare questo convegno ci abbiamo messo tanto impegno ed entusiasmo, mi auguro che i risultati siano all’altezza.Concludo augurandovi una buona per-manenza e un fruttuoso convegno.

Prof. Roberto Montanari

Premio aldo Daccò

L’ing. Daniele Gelli riceve dal prof. Roberto Montanari il Premio Aldo Daccò 2014, per il lavoro dal titolo “Azione di una miscela di inibitori sulla corrosione di un acciaio nel calcestruzzo”

Tavolo della presidenza

I moderatori della Tavola rotonda “Il dottorato e l’industria”


Atti e notizie

Corso proVe meCCAniCHe9a edizione Roma, 24 - 25 - 26 febbraio 2015 Le prove meccaniche, sia quelle tra-dizionali (trazione, durezza, resilien-za), sia quelle che richiedono attrez-zature e competenze più specifiche (fatica, meccanica della frattura, creep) sono di fondamentale impor-tanza per il controllo del prodotto o per la verifica del ciclo produttivo. Per questa ragione le prove meccaniche trovano ampia diffusione sia nelle aziende metalmeccaniche, sia negli impianti metallurgici e siderurgici, sia nei numerosi laboratori pubblici o privati dedicati alla caratterizzazione meccanica dei materiali. Alla larga diffusione delle prove non fa tuttavia riscontro un’altrettanta vasta offerta

di corsi di formazione e di materiale didattico dedicato. Per questo motivo a partire dal 1999 il Centro di Studio AIM “Controllo e Caratterizzazione dei Prodotti” ha organizzato un Corso “Prove Mecca-niche” che giunge ora alla nona edi-zione. Il Corso si svolgerà nel mese di feb-braio 2015 e sarà organizzato in col-laborazione con il Centro Sviluppo Materiali - CSM di Roma, la principale realtà privata italiana nel campo della Ricerca, Sviluppo e Innovazione sui materiali. Il Corso, coordinato da Ezio Trentini e Elisabetta Amici, è strutturato in tre giornate e si articolerà attraverso una serie di lezioni teoriche alle qua-li seguiranno alcune dimostrazioni pratiche che faranno uso di apparec-chiature di prova sia tradizionali che specialistiche. PROGRAMMA

24 febbraio 2015Introduzione alle prove meccaniche • (prove meccaniche, come, quando, perché)

Incertezza di misura nelle prove • meccaniche

La prova di Durezza. Principi di • base, scelta delle scale, esecuzione della prova, cenni di taratura della macchina, incertezza di misura. La prova di Trazione. Principi di • base; meccanismi metallurgici; modalità, normative e problemati-che di prova, cenni di taratura della macchina, incertezza di misura

La prova di Resilienza. Principi di • base; meccanismi metallurgici; mo-dalità, normative e problematiche di prova, incertezza di misura.

25 febbraio 2015Le prove di Fatica. Principi di base; • meccanismi metallurgici; modalità, normative e problematiche di pro-va. Tenacità e Meccanica della Frattura • nei materiali.

Le prove di Creep, meccanismi • metallurgici, esecuzione delle prin-cipali prove, normative e campi di applicazione

metAllUrgiA VerDe e sosteniBile 201510 e 24 febbraio 2015

Il Centro di Studio Ambiente e Sicu-rezza dell’ Associazione Italiana di Metallurgia presenta il “Corso per gestori di impianti alla ricerca di solu-zioni sostenibili”, della durata di due giornate, che si svilupperà in due settimane consecutive nei giorni 10 febbraio e 24 febbraio.L’obiettivo del Corso è quello di presentare argomenti relativi alla gestione ambientale dei processi si-derurgici, proponendo argomenti di applicazione trasversale nonché so-luzioni concrete adottate dalle azien-de che sono riuscite a conciliare il ri-spetto delle norme ambientali con le performance di produttività.Il Corso è rivolto ai Responsabili Am-biente, di produzione e di manuten-zione meccanica ed elettrica e a tutti gli operatori che non hanno una com-petenza specifica nel campo ambien-tale ma che si trovano a dover gesti-re impianti, tecnologie e attività con ricadute ambientali nel rispetto delle direttive aziendali.La manifestazione si articola secondo la consolidata formula che prevede l’integrazione tra la presentazione di alcune tematiche da un punto di vi-sta tecnico e normativo, la visita agli impianti produttivi, il confronto con i tecnici che li gestiscono attraverso casi concreti di applicazione. Questa impostazione consente ai partecipanti di aggiornare le proprie conoscenze teoriche e nello stesso tempo di osservare soluzioni imple-mentate da alcune aziende operanti nel settore metallurgico.Il programma del Corso prevede i se-guenti interventi:

10 febbraio 2015

ACCIAIO VERDE(presso lo stabilimento di ALFA ACCIAI di Brescia)

Le principali novità della norma • ISO14001 in fase di revisioneIl controllo radiometrico del rotta-• me secondo la nuova Norma Tec-nicaLa relazione di riferimento per •

suolo e sottosuolo: screening ed applicabilitàLa corretta gestione del monitorag-• gio in continuo delle polveriETV - Environmental Technology • VerificationPresentazione aziendale e visita • guidata dello stabilimento

24 febbraio 2015

ACCIAIO RESPONSABILE, ACCIAIO SOSTENIBILE (presso lo stabilimento di TENARIS DALMINE di Dalmine)

La responsabilità sociale: signifi-• cato, ambiti di azione e principali strumentiIl bilancio di sostenibilità nel setto-• re metallurgicoLe dichiarazioni ambientali di pro-• dotto e i protocolli di sostenibilità delle costruzioniL’ORA VERDE ed il coinvolgimento • dei lavoratori nella tutela ambien-taleIniziative di responsabilità sociale: • coinvolgimento della comunità lo-calePresentazione aziendale e visita • guidata in stabilimento

Per maggiori informazioni, rivolgersi alla Segreteria AIM ([email protected] / tel. 02 76021132) oppure visitare il sito www.aimnet.it.

le prossime mAnifestAzioni Aim


Vita associativa

Le prove di Stress Corrosion, teoria, • normativa, esecuzione della prova

26 febbraio 2015Applicazioni industriali, fatica, riso-• nanza, materiali compositi Caratteristiche costruttive e funzio-• nali delle macchine prova materialiDimostrazioni di prove di trazione, • resilienza, durezza, fatica e simula-zione di condizioni di esercizio su materiali e componenti

Per ulteriori informazioni rivolgersi alla Segreteria AIM, oppure visitare il sito www.aimnet.it

2° annuncio

giornAte nAzionAli Corrosionee protezione

Ferrara, 15 - 17 giugno 2015

Le Giornate Nazionali sulla Corrosione e Protezione si terranno a Ferrara dal 15 al 17 giugno 2015. Negli anni le Giornate Nazionali sulla Corrosione e Protezione si sono af-fermate su scala nazionale come punto di incontro di ricercatori e azien-de interessati a discutere questioni scientifiche, tecnologiche e produttive, nell’ambito della corrosione e protezione dei materiali. Il Convegno prevede la presentazione dei risultati raggiunti da vari gruppi di ricerca pubblici e privati. L’edizione di Ferrara rappresenterà l’occasione ideale per commemorare la figura del Prof. Giordano Trabanelli, eminente studioso dei fenomeni di cor-rosione e in particolare dei fenomeni di inibizione della corrosione di metalli e leghe, per lunghi anni direttore del Centro di Studi sulla Corrosione “A. Daccò” di Ferrara e recentemente scomparso. Al Prof. Trabanelli sarà dedi-cata la sessione “Inibitori di corrosione” - per il cui allestimento si sollecita l’invio di memorie attinenti - e nella breve prolusione saranno illustrati i prin-cipali risultati da lui ottenuti nel settore. Anche in questa undicesima edizione sono stati istituiti dei premi, destinati a giovani ricercatori che si distingueranno, nell’ambito della manifestazione, per l’importanza e l’attualità dei temi proposti nelle loro letture.

La scadenza per l’invio di titoli e riassunti è il 27 febbraio 2015

Per informazioni visitare il sito: http://www.aimnet.it/gncorr2015.htm

premio per l’innoVAzionein metAllUrgiADelle polVeri

Il Centro Metallurgia delle Polveri dell’AIM, anche questo anno ha volu-to contribuire alla promozione delle applicazioni industriali di metallurgia delle polveri in Italia, mediante il con-ferimento di attestati di merito per l’innovazione e lo sviluppo nel cam-po della metallurgia delle polveri, da assegnare alle soluzioni tecniche più significative realizzate dalle industrie nazionali.Il riconoscimento per l’anno 2014 è stato assegnato a Carbosint SpA di Ghisalba (BG) per la realizzazione di ingranaggi di geometria complicata. Il premio è stato conferito il 4 dicembre, presso la sede dell’AIM, in occasione della Giornata di Studio “Innovazioni in tecnologie delle polveri e sviluppo ecosostenibile”.

Immagine: l’Ing. Bendotti riceve da F.G. Bocchini l’attestato di merito in

Metallurgia delle Polveri.

CORROSIONE E PROTEZIONE DEI METaLLICorso – Centro C 3° Modulo - Milano, 14-15 gennaio 4° Modulo - Milano, 28-29 gennaio

METaLLURgIa VERDE E SOSTENIBILE Corso itinerante (modulo Ambiente) – Centro AS 10 e 24 febbraio

METaLLURgIa VERDE: EffICIENZa ENERgETICaCorso itinerante (modulo Energia) – Centro AS 17 febbraio – 3 marzo

PROVE MECCaNICHE9a edizione CORSO – Centro CCPRoma, 24 - 25 - 26 febbraio

L’IMPIEgO DELL’aCCIaIO NELLE COSTRUZIONI CIVILIGdS – Centro MTAMilano, 18 marzo

SOLIDIfICaZIONE E COLaTa CONTINUa Corso itinerante – Centro A7-8-14-15-28-29 maggio

Eur. Conf. HEaT TREaTMENT & SURfaCE ENgINEERINg & 22nd IfHTSE CongressVenezia, 20-22 maggiohttp://www.aimnet.it/ht2015.htm

XI giornate Nazionali CORROSIONE E PROTEZIONEferrara, 15-16-17 giugnohttp://www.aimnet.it/gncorr2015.htm

STEELSIM 2015 6th Int. Conf. Modelling and Simulation of Metallurgical Processes in Steelmaking Bardolino, 23-25 settembre http://www.aimnet.it/steelsim2015.htm

2016

EEC 2016 - 11th European Electric Steelmaking Conference Venezia, 25-27 maggio 2016http://www.aimnet.it/eec2016.htm

Per ulteriori informazioni rivolgersi alla Segreteria AIM, e-mail: [email protected], oppure visitare il sito Internetwww.aimnet.it


Atti e notizie

riCorDo Del prof. giorDAno trABAnelli

Il 31 ottobre 2014 si è spento, nella sua abitazione di Ferrara, Giordano Trabanel-li, professore emerito dell’Università di Ferrara, figura eminente di quella Uni-versità (dove ricoprì anche l’incarico di pro-Rettore) e scienziato noto a livello mondiale. Nato a Ferrara il 3 marzo 1928, laureato in Chimica presso l’ Università di Ferrara nel 1951, direttore del Centro di Studi sul-la Corrosione “Aldo Daccò” (attualmente Centro di Studi sulla Corrosione e Metal-lurgia “A. Daccò”) dal 1970, è divenuto professore ordinario di Corrosione e Pro-tezione dei Materiali Metallici nel 1975. E’ stato ideatore e direttore della Scuola di Specializzazione in Scienza e Tecni-ca dei Fenomeni di Corrosione, unica in Italia a fornire titoli post-laurea in questo campo e della “International School of Corrosion”, Scuola internazionale rivolta a laureati provenienti da paesi in via di sviluppo. Al successo di entrambe, colla-borarono come docenti eminenti studiosi italiani.Ha organizzato dieci edizioni del conve-gno “European Symposia on Corrosion Inhibitors”, che si è tenuto all’Università di Ferrara con cadenza quinquennale dal 1960 al 2005, ed è diventato uno dei più importanti appuntamenti a livello mon-diale, per il confronto e la comunicazione scientifica sul tema degli inibitori di cor-rosione.Gli argomenti principali della sua attivi-tà di ricerca hanno riguardato lo studio del meccanismo di azione di sostanze organiche sulla corrosione dei metalli, le correlazioni fra struttura molecolare ed efficienza inibitrice di serie di compo-sti organici, l’applicazione degli inibitori organici nella prevenzione di vari tipi di corrosione localizzata, l’applicazione del-le metodiche elettrochimiche allo studio dei processi di corrosione e della loro inibizione. E’ co-autore di circa 350 memorie pub-blicate sulle più importanti riviste inter-nazionali del settore o presentate ai più importanti congressi internazionali di corrosione. E’ stato inoltre autore di monografie su-gli inibitori di corrosione: “Mechanism and Phenomenology of Organic Inhi-bitors (Advances in Corrosion Science and Technology”, Vol. 1, p.147-228,

Plenum Press, 1970);”Corrosion Inhibi-tors Corrosion Mechanism”, p. 119-163, F. Mansfeld Ed., Marcel Dekker Inc. 1987),”Fundamental and general Aspects of Inhibition Science”(CORROSION 89, paper n.133, 17-21 April 1989, New Or-leans, Louisiana);”Inhibitors, An Old Re-medy for a New Challenge” (Corrosion, 1991, 47, 410-419, relazione presentata in occasione della attribuzione della Whit-ney Award della NACE nel 1991).Il Centro di Studi sulla Corrosione, sotto la sua guida, ha avviato fruttuose colla-borazioni, oltre che con alcune Università e importanti gruppi di ricerca industriale italiani, anche con ricercatori dell’Unghe-ria, Cecoslovacchia, Spagna, Marocco, Somalia, Brasile.Membro dell’International Corrosion Council, del quale fu eletto presidente nel triennio 1984-87, Chairman del Working Party “Corrosion and Scale Inhibitors” della Federazione Europea di Corrosione fino al 2000, Presidente della Divisione di Elettrochimica della Società Chimica Italiana nel triennio 1981 -1983, la sua at-tività scientifica ha meritato numerosi ri-conoscimenti sia in campo nazionale che internazionale: membro d’Onore della Société Française de Métallurgie, Grande Médaille du CEFRACOR nel 1973, Médail-le Cavallaro nel 1983, il Whitney Award della NACE nel 1991, la Medaglia di Tita-nio dell’AIM nel 2002, nominato Honora-ry Member della Federazione Europea di Corrosione nel 2003.

Questa la biografia ufficiale, ma per i Col-leghi del gruppo di corrosione oltre a que-sto c’è molto altro.E’ stato un capo rispettato e amato. Si faceva rispettare con il tono burbero e con la battuta pronta spesso in dialetto,

la lingua antica dei ferraresi doc, che so-pravvive ora soprattutto nelle campagne. Diceva: “Quando ha tempo, ci sarebbe da preparare…”, ma guai a far tramontare il sole sulla richiesta! Il rischio, lo schiaffo peggiore era ritrovarsi il lavoro già fatto da lui, perché troppo impaziente per at-tendere ancora!E si faceva molto amare perché predili-geva la compagnia del gruppo e ci tene-va perché si instaurassero quei rapporti informali che sono così naturali davanti ad una torta e un buon bicchier di vino. In quelle felici occasioni, avremo sentito cento volte raccontare le stesse storie: di quella volta in cui per una cicca gettata nel lavandino si sollevò in aria per mez-zo metro di altezza il pavimento sotto cui correva la condotta di scarico dell’acqua e dei solventi di lavaggio della vetreria (non c’era lo smaltimento dei rifiuti speciali in quel periodo sventato), oppure di quelle volte in cui, per aggirare le pretese di un vecchio capo dei tempi che furono, che pretendeva che i suoi venissero a lavorare fino alle otto di sera della vigilia di Natale, la gente usciva camminando all’indietro, cosicchè, nella malaugurata ipotesi che il capo di là dalla vetrata alzasse la testa e li vedesse, costoro potevano ben fingere di stare entrando in laboratorio per lavorare.Sul lavoro era ligio e instancabile, per quello era spesso all’estero per riunioni e convegni. In questi casi, partiva presto per non perdere nulla, ma appena termi-nato il lavoro sentiva una forte nostalgia per la sua famiglia e sarebbe partito per il ritorno anche su un cammello, se questo fosse stato l’unico mezzo con cui cogliere una coincidenza di mezz’ora più favorevo-le del treno.Nonostante l’infermità che lo colpì all’api-ce della carriera e da lui, cristiano ferven-te, sopportata con serenità e forza d’ani-mo, continuò a lavorare per lungo tempo al Centro di Studi sulla Corrosione con immutato entusiasmo. Tutti noi e tutti quelli che lo hanno cono-sciuto, lo ricorderemo per la sua integrità morale, la sua dedizione alla ricerca e la sua umanità. Con il sorriso aperto con cui si rivolgeva anche all’ultimo arrivato, a queste parole avrebbe sbuffato e per certo avrebbe fat-to uno sberleffo.

f. Zucchi, a. frignani, C. Monticelli,g.L. garagnaniCentro di Studi sulla Corrosione e Metal-lurgia “A. Daccò”Università di Ferrara, Via Saragat, 1, I-44122 Ferrara


normativa

Norme UNSIDER pubblicate nel periodo ottobre-novembre 2014

UNI EN ISO 17824:2014Industrie del petrolio e del gas natu-rale - Attrezzatura di fondo pozzo - Fil-tri per sabbia

EC 1-2013 UNI EN 13480-1:2012Tubazioni industriali metalliche - Par-te 1: Generalità

EC 1-2014 UNI EN 13480-2:2013Tubazioni industriali metalliche - Par-te 2: Materiali

EC 2-2014 UNI EN 13480-3:2012Tubazioni industriali metalliche - Par-te 3: Progettazione e calcolo

EC 1-2014 UNI EN 13480-4:2013Tubazioni industriali metalliche - Par-te 4: Fabbricazione e installazione

EC 1-2014 UNI EN 13480-5:2013Tubazioni industriali metalliche - Par-te 5: Collaudo e prove

EC 2-2014 UNI EN 13480-6:2012Tubazioni industriali metalliche - Par-te 6: Requisiti addizionali per tubazio-ni interrate

EC 1-2014 UNI EN 13480-8:2014Tubazioni industriali metalliche - Par-te 8: Requisiti addizionali per tubazio-ni di alluminio e leghe di alluminioUNI EN 10088-1:2014

Acciai inossidabili - Parte 1: Lista de-gli acciai inossidabiliUNI EN 10088-2:2014

Acciai inossidabili - Parte 2: Condizioni tecniche di fornitura delle lamiere, dei fogli e dei nastri di acciaio resistente alla corrosione per impieghi generali

UNI EN 10088-3:2014Acciai inossidabili - Parte 3: Condi-zioni tecniche di fornitura dei semi-lavorati, barre, vergella, filo, profilati e prodotti trasformati a freddo di

notizie da UnsiDer Norme pubblicate e progetti in inchiesta prEN

(aggiornamento 27 noveembre 2014)

acciaio resistente alla corrosione per impieghi generali

UNI EN 14901:2014Tubi, raccordi e accessori in ghisa sferoidale - Rivestimento epossidico (rinforzato) dei raccordi e degli ac-cessori in ghisa sferoidale - Requisiti e metodi di prova

UNI EN 1514-2:2014Flange e loro giunzioni - Guarnizioni per flange designate mediante PN - Guarnizioni a spirale per utilizzo con flange di acciaio

UNI EN 1559-2:2014Fonderia - Condizioni tecniche di for-nitura - Parte 2: Requisiti addizionali per getti di acciaio

UNI EN ISO 10081-4:2014Classificazione dei prodotti refrattari formati densi - Parte 4: Prodotti spe-ciali

Progetti UNSIDER in inchiesta pubblica prEN

prEN 10028-1Flat products made of steels for pres-sure purposes - Part 1: General requi-rements

prEN 10028-2 revFlat products made of steels for pres-sure purposes - Part 2: Non-alloy and alloy steels with specified elevated temperature properties

prEN 10028-3Flat products made of steels for pres-sure purposes - Part 3: Weldable fine grain steels, normalized

prEN 10028-4Flat products made of steels for pres-sure purposes - Part 4: Nickel alloy steels with specified low temperature properties

prEN 10028-5Flat products made of steels for pres-

sure purposes - Part 5: Weldable fine grain steels, thermomechanically rol-led

prEN 10028-6Flat products made of steels for pres-sure purposes - Part 6: Weldable fine grain steels, quenched and tempered

prEN 10120 revSteel sheet and strip for welded gas cylinders

prEN ISO 16440Petroleum and natural gas industries - Pipeline transportation systems - Design, construction and maintenan-ce of steel cased pipelines (ISO/DIS 16440:2014)

Norme UNSIDER ritirate nel periodo novembre 2014

UNI EN 10088-1:2005Acciai inossidabili - Parte 1: Lista de-gli acciai inossidabili

UNI EN 10088-2:2005Acciai inossidabili - Parte 2: Condizioni tecniche di fornitura delle lamiere, dei fogli e dei nastri di acciaio resistente alla corrosione per impieghi generali

UNI EN 10088-3:2005Acciai inossidabili - Parte 3: Condi-zioni tecniche di fornitura dei semi-lavorati, barre, vergella, filo, profilati e prodotti trasformati a freddo di acciaio resistente alla corrosione per impieghi generali

UNI EN 14901:2006Tubi, raccordi e accessori in ghisa sferoidale - Rivestimento epossidico (rinforzato) dei raccordi e degli ac-cessori in ghisa sferoidale - Requisiti e metodi di prova

UNI EN 1514-2:2005Flange e loro giunzioni - Guarnizioni per flange designate mediante PN - Parte 2: Guarnizioni a spirale per uti-lizzo con flange di acciaio


CENTRO METaLLI E TECNOLOgIE aPPLICaTIVE (MTa)(riunione del C.T. – 24 giugno 2014)

Manifestazioni in corso di organizza-zione

I Coordinatori Rossetti e Dinucci –espongono i temi fondamentali del-la GdS “ L’impiego dell’acciaio nelle costruzioni civili” che si programma per il 26 novembre. Sono pervenute sei memorie, ed altre due sono in fase di approntamento. Le memorie presentate spaziano sui principa-li argomenti d’interesse del tema: normativa, saldatura, controlli non distruttivi, tecniche di costruzione in rapporto alle resistenze strut-turali, ecc. Tutte manterranno uno stile molto pratico con l’esposizione di casi reali. La prima memoria, di introduzione ai temi principali della GdS, sarà dell’ing. Paolo Stella, pre-sente alla riunione nel corso della quale ha illustrato i principali argo-menti che intende toccare, compre-so quello relativo ai costi.

Iniziative futurePer quanto riguarda la proposta per –una G.d.S. nel campo delle fonde-rie per leghe di rame, si decide di rimandare l’iniziativa a causa della difficoltà incontrata nel penetrare un settore molto specifico e co-perto da estrema riservatezza degli operatori.

Stato dell’arte e notizieIl Presidente Debernardi propone e –il CT approva l’ingresso di un nuovo membro.

CENTRO TRaTTaMENTI TERMICI E METaLLOgRafIa (TTM) (riunione del C.T. – 15 settembre 2014)

Consuntivo di attività svolteIl Coordinatore Bavaro conferma –che il Corso Modulare di Metallo-grafia sta procedendo senza diffi-coltà organizzative e che i parteci-

Dai Centri

AttiVità Dei ComitAti teCniCi

panti sembrano molto interessati. Gli iscritti totali sono 85; di cui 33 presenti al 3° modulo (materiali non ferrosi, anche in questo caso con strumentazione Struers per la lezione applicativa).Per la GdS “Trattamenti termici di –forgiati di grosso spessore” (Bre-scia, 28 giugno 2014) si sono regi-strati 65 iscritti e il riscontro è stato complessivamente positivo. Altri commenti verranno riportati nella prossima riunione.In occasione della GdS “La lavora- –bilità degli acciai” (Milano, 1 luglio 2014), che si rivolgeva ad un bacino di utenza nuovo per il Centro TTM, si sono registrati 44 iscritti. Il Coor-dinatore Bavaro segnala un elevato livello tecnico delle memorie e un interesse da parte degli iscritti per gli argomenti trattati.

Manifestazioni in corso di organizza-zione

Il programma della GdS “Sviluppo –di nuovi acciai per il settore auto-motive” (Milano, 16 ottobre 2014) è stato definito ed è stata diffusa la locandina a inizio settembre. Il Co-ordinatore Morgano spiega la scelta degli interventi, volta a presentare tutte le fasi della filiera produttiva dei componenti automotive desti-nati a motori e cambi. - Il Presidente Petta invita i membri del CT ad ani-mare la tavola rotonda finale nella quale si auspica un’adeguata atten-zione alla riduzione costi, oltre che all’ incremento prestazioni. Il Presidente evidenzia che l’orga- –nizzazione dell’ “Eropean Conferen-ce on Heat Treatment 2015 & 22° IFHTSE Congress” (Venezia, 20-22 maggio 2015) sta procedendo bene, e sollecita l’impegno di tutti per una buona riuscita in termini di nume-ro di partecipanti e di memorie. A questo scopo a vengono definite azioni consistenti nel promuovere: la presentazione di lavori da parte dei membri del CT, la partecipa-zione accademica anche straniera, l’ invito a professionisti particolar-

mente noti, l’ azione di sollecito per gli autori di memorie presentate ai precedenti convegni.

Iniziative futurePer il 2015 si ipotizza la ripresa del –tradizionale Corso Modulare “Trat-tamenti Termici”.Si inizia a discutere su un Corso –“Metallurgia di Base”, ma con taglio più tecnico centrato sui trattamenti termici. Le idee saranno confronta-te con altri CT in occasione della ri-unione dei Presidenti di Centro (27 novembre 2014).Si incaricano come Coordinatori –Zanchetta e Morgano per valutare i possibili precedenti di una GdS su materiali per lo stampaggio. in par-ticolare per il settore automotive. Vengono individuati altri possibili –argomenti da trattare in Giornate di Studio, in particolare sul tratta-mento termico dei sinterizzati (in collaborazione con il CT Metallurgia delle Polveri), sul contributo della metallografia alla Failure Analysis (in collaborazione con il CT Control-lo e Caratterizzazione Prodotti), sui trattamenti superficiali senza gas d’apporto” (tempra a induzione, la-ser, plasma, …).

Stato dell’arte e notizieIl Presidente rende nota una nuova –richiesta di partecipazione al CT del Centro TTM da parte di persona con esperienza di acciai rapidi e da uten-sili, oltre che di rivestimenti PVD; se ne approva la partecipazione a par-tire dalla prossima riunione.Il 14 e 15 maggio scorso il Presiden- –te ha partecipato alla conferenza europea di Monaco sui trattamen-ti termici, edizione precedente a quella che si svolgerà in Italia l’anno prossimo.

La Metallurgia Italiana - n. 10/201450

Atti e notizie

BilAnCi D’ACCiAio: AllArme reDDitiVità per l’ACCiAio itAliAno

La redditività. Questo il problema principale della siderurgia italiana, come emerso dallo studio Bilanci d’Acciaio, lavoro realizzato da Siderweb, che ha analizzato i bilanci del 2013 di oltre 700 aziende del settore dell’acciaio (produzione, distribuzione e commercio di rottame) e di oltre 1.800 impre-se dell’utilizzo (costruzioni, automotive, macchine e apparecchi meccanici, prodotti in metallo, carpenterie, elettrodomestici, mezzi di trasporto, viterie e bullonerie).

I risultati di Bilanci d’Acciaio sono stati presentati a Brescia in un convegno che ha visto, tra le altre, le relazioni di Gianfranco Tosini (Ufficio Studi di Siderweb) e Claudio Teodori (Università degli Studi di Brescia), coautori della ricerca.

Teodori ha rilevato «un generalizzato peggioramento della redditività del business tipico del settore nell’ultimo triennio, dovuta prevalentemente alla perdita di marginalità, mentre il grado di efficienza finanziaria nell’utilizzo del capitale rimane stabile». L’incidenza del valore aggiunto sul fatturato, ha proseguito Teodori, «non subisce rilevanti modificazioni ma, a causa del calo generalizzato del fatturato, si riduce la capacità di assorbimento dei costi strutturali». In sintesi, «tende a peggiorare il grado di rischio operati-vo. La marginalità diviene fattore critico e l’esigenza di puntare a prodotti/servizi a maggior valore diviene fondamentale. In alcuni comparti e in tanti cluster si rileva una perdita netta».

Per ciò che concerne la situazione debitoria delle aziende, «anche a fronte della stabilità (relativa) dell’incidenza dei debiti, aumenta in modo eviden-te il loro peso economico. Cresce, infatti, l’incidenza degli oneri finanzia-ri sull’EBITDA, che rappresenta il margine operativo lordo o, letto in altro modo, il flusso finanziario prodotto dall’attività caratteristica. In modo ana-logo è in crescita la relazione tra posizione finanziaria netta ed EBITDA. La causa della crescita di questi due indicatori dipende proprio dalla perdita di marginalità nell’attività tipica e non tanto dalle grandezze di natura fi-nanziaria: infatti, il costo medio dell’indebitamento è stabile, così come (già scritto sopra) il peso relativo dei debiti (e dei debiti netti) rispetto ai mezzi propri. Inoltre, terzo elemento di criticità, la leva finanziaria è molto bassa oppure negativa (tranne nei rottami) e in generale peggioramento». Tutto questo, conclude Teodori, «produce un grado di rischiosità finanziaria elevata nell’intero settore, in quanto la struttura finanziaria non è coerente con la capacità reddituale».

Gianfranco Tosini, che ha confrontato i risultati di bilancio delle aziende italiane dell’acciaio con le corrispettive europee e mondiali, ha segnalato che «il comparto dell’acciaio, a livello mondiale, soffre per una scarsa red-ditività». E, in questo panorama, l’Europa appare come il malato più grave. «Il basso livello di redditività industriale è un problema globale – ha detto -: l’ebit medio sui ricavi per i primi 50 gruppi mondiali è del 4,0%, un livel-lo insufficiente a garantire gli investimenti futuri. Per l’Europa, addirittura, siamo allo 0,7% e a perdite cumulate nel 2013 per 4,3 miliardi di euro, un risultato critico». Inoltre, le aziende europee appaiono mediamente sotto-capitalizzate rispetto ai concorrenti internazionali. Per ciò che concerne l’Italia, invece, «in alcuni comparti, specialmente i piani, gli operatori sof-frono maggiormente rispetto ai concorrenti continentali, mentre nei lunghi la situazione appare migliore e nei tubi le performance sono nettamente al di sopra della media». Nella distribuzione e nei centri di servizio, l’Italia ottiene risultati simili a quelli europei.

INNOVaZIONE ED INTERNaZIONaLIZZaZIONE PER L’aCCIaIO DEL fUTURO

Innovazione ed internazionalizzazio-ne. Sembrano essere queste le due chiavi per garantire un futuro pro-spero alla siderurgia italiana. Questo è quanto emerso durante la tavola rotonda che si è tenuta nel corso dell’evento Bilanci d’Acciaio, e che ha visto la partecipazione di Andrea Bassanino (EY), Lodovico Bussolati (SDF), Ernesto De Martinis (Coface Italia), Maurizio Faroni (Banco Popo-lare), Francesco Manni (Gruppo Man-ni) e Franco Polotti (ORI Martin).I due temi sono stati sviscerati dai relatori, che si sono confrontati sulle modalità con cui raggiungere questi obiettivi. Innovazione – I partecipanti alla ta-vola rotonda hanno concordato che, nell’ambito dell’innovazione, la dif-ferenza è data soprattutto da due fattori: la qualità e lo stretto rappor-to con il cliente finale. Per chiarirlo, Bussolati è partito dal caso della pro-pria azienda. «La Same Deutz-Fahr è uno dei principali produttori mondiali di macchine agricole – ha detto -. È una società nata in Italia ma con una presenza in tutto il mondo e con un fatturato generato per l’85% all’este-ro». Per quanto riguarda le politiche di acquisto della SDF, Bussolati ha spiegato che «in passato ci siamo ri-volti con decisione verso fornitori tur-chi, cinesi o indiani, che hanno buoni livelli di competitività e costi inferiori di circa il 10%. Abbiamo però riscon-trato alcuni svantaggi, come la lonta-nanza e la minor possibilità di fare co-engineering». Per i produttori europei di materiali e componenti, quindi, non tutto è perduto, anzi, «ci sarà sempre posto per loro, a patto che siano ca-paci di offrire qualità, alto contenuto tecnologico, flessibilità e assistenza e vicinanza al cliente nel suo processo di sviluppo». Sulla stessa lunghezza d’onda anche Bassanino (EY), che ha sottolineato come «è estremamente importan-te che l’innovazione sia finalizzata a servire il mercato a valle: per esem-pio nell’automotive c’è una spinta

La Metallurgia Italiana - n. 10/2014 51

economia e produzione

BILaNCI: a CINqUE aZIENDE IL RICONOSCIMENTO DI

SIDERWEB

La sesta edizione di Bilanci d’Acciaio è stata anche l’occasione per conse-gnare il riconoscimento Bilancio d’Ac-ciaio a cinque aziende del settore. Si-derweb, infatti, ha deciso quest’anno di premiare le imprese che si sono distinte nel 2013 per crescita, red-ditività e scelte di finanziamento. «Tale riconoscimento – ha spiegato Claudio Teodori, prorettore dell’Uni-versità degli Studi di Brescia e cura-tore della ricerca Bilanci d’Acciaio - si

al rinnovamento dei materiali molto accentuata e la siderurgia non può estraniarsi da questo trend, ma do-vrà sempre più parlare con i consu-matori per realizzare acciai distintivi e funzionali, con l’obiettivo di ridurre il peso delle vetture e contribuire al risparmio di carburante». Anche in questo comparto, quindi, «la chiave è riuscire a fornire un elemento distin-tivo». Polotti, infine, ha rilevato che la spe-cializzazione nel settore dell’acciaio porta «non più a vendere ciò che si è già prodotto, ma a produrre ciò che si è venduto» e, tra fornitore e cliente, all’instaurarsi di «un rapporto basato non sul mero prezzo, ma sull’affidabi-lità costruita nel tempo».Internazionalizzazione – L’acciaio ita-liano, ormai, può continuare a vivere ed a mantenere l’attuale configurazio-ne solo grazie all’export. Ma quali sono le dimensioni del fenomeno? Come lo si affronta? E quali sono i migliori Pa-esi, in prospettiva, per le esportazioni tricolori? A queste domande hanno risposto Polotti, Manni e De Marti-nis. Il dirigente di Coface Italia, in particolare, ha spiegato che «l’Africa rappresenta un’area di grandissimo interesse per le imprese nazionali. In particolare, il Marocco ed il Sudafri-ca mostrano grandi potenzialità, così come il Medio Oriente è previsto in grande sviluppo». Per ciò che concer-ne l’Asia, il sudest del continente è la regione con le migliori prospettive nel breve, mentre l’America Latina e la Russia presentano dei rischi non indifferenti. Per raggiungere questi Paesi, le strategie da mettere in cam-po sono diverse. Il Gruppo Manni ha scelto un percorso di avvicinamento ai mercati in crescita. «Per i prodotti che trattiamo - ha detto -, ovvero l’ac-ciaio prelavorato ed i pannelli isolanti per edilizia industriale, c’è una possi-bilità di vendita limitata ad un raggio contenuto. Se si vuole aggredire un mercato, quindi, è necessario aprire unità produttive in loco, ed è quello che stiamo facendo». Manni crede che «se non si può esportare acciaio, si possono esportare le persone ed il know-how. Il capitale umano del no-stro gruppo è quello che ci consente di essere presenti sui mercati esteri:

pertanto per il nostro futuro stiamo assumendo personale italiano che sia giovane, preparato, pronto a reagire con tempestività e che sia disposto a fare carriera all’estero».Polotti, invece, ha segnalato che nel-la siderurgia italiana oggi «tiene chi esporta o chi vende i propri prodotti ad aziende che hanno una forte pro-pensione a lavorare con l’estero». Il dirigente di ORI Martin, inoltre, ha affrontato l’altro aspetto del tema-export. «Sarebbe meglio non vivere di solo export – ha continuato -. Risulta quindi di fondamentale importanza

far ripartire la domanda interna». Ma come? «Abbiamo un altissimo livello di disoccupazione. Questo è uno dei problemi cruciali: se riuscissimo a ri-durla creeremmo un bacino di nuovi consumi che rappresenterebbe un volano per la crescita. Per far ciò dob-biamo ridare centralità alla produzio-ne». Parallelamente, Polotti ha auspi-cato anche la fine dell’«accanimento fiscale» nei confronti delle aziende che pagano le tasse, una situazione che «allontana gli investimenti esteri» e che «penalizza il sistema manifattu-riero nel suo complesso».

pone l’obiettivo di individuare, con prevalente riferimento all’ultimo anno di bilancio, l’impresa che presenta i tassi di crescita e di redditività più alti all’interno del comparto di attività, te-nendo conto dell’impatto delle scelte di finanziamento attuate».Gli indici di bilancio esaminati per decretare le cinque aziende vincitri-ci del premio sono stati la redditività operativa complessiva, la marginalità e l’impatto finanziario lordo sulle ven-dite, l’incidenza degli oneri finanziari ed il tasso di crescita triennale del fatturato.

A cura di Siderweb

La Metallurgia Italiana - n. 10/201452

Atti e notizie

Nell’analisi sono state considerate le aziende con un fatturato superio-re ai 2 milioni di euro appartenenti a cinque segmenti nei quali si divide la filiera siderurgica: la produzione di acciaio (produttori di acciaio e ri-laminatori), la prima trasformazione (tubifici, trafilerie, forge e fonderie), i centri servizio (aziende che com-merciano acciaio effettuando pre-lavorazioni), i distributori di acciaio (aziende che distribuiscono acciaio senza prelavorazioni) e la raccolta e distribuzione di rottame.

Le aziende che hanno ottenuto il ri-conoscimento sono state ASO Side-rurgica (per la categoria produzione di acciaio), Inoxfucine (prima trasfor-mazione), Theis Italiana (centri servi-zio), SICAM (distribuzione di acciaio) e Ecolfer (raccolta e distribuzione di rottame). Di seguito una breve sche-da delle aziende premiate:

Produzione di acciaio: ASO Siderur-gica

ASO Siderurgica nasce nel 1971 ad Ospitaletto (BS) e nel 1972 inizia la produzione di lingotti per clienti finali e forge. Nel corso degli anni cresce a livello impiantistico, qualitativo e di volumi, sino all’inaugurazione di ASO Forge (2010) ed all’acquisizione di SPS (2012) e di Cromsteel Industri-es (2014). Oggi il Gruppo ASO vanta quattro impianti produttivi, con i quali fornisce una vasta gamma di acciai speciali per applicazioni high-tech.

Prima trasformazione: Inoxfucine

Inoxfucine nasce nel 1963, dedican-dosi allo sviluppo di leghe per l’im-piantistica nel campo petrolchimico, energetico, farmaceutico ed alimen-tare. La società, nel corso della sua storia, si è sempre più specializzata ed oggi è attiva nella forgiatura di acciai speciali come duplex e super-duplex, acciai inossidabili, leghe di nickel e acciai al carbonio. Inoxfucine conta su due siti produttivi, a Milano ed a Montanaso Lombardo (LO).

Centri Servizio: Theis Italiana

Theis Italiana, presente in Italia nel-la sede di Senago (MI) dal 1996, è una filiale del gruppo tedesco Friedr.

Gustav Theis Kaltwalzwerke GmbH. Theis Italiana rappresenta in esclu-siva per il mercato italiano, sloveno e croato le società del gruppo, con particolare attenzione ai prodotti del-la Friedr. Gustav Theis Kaltwalzwerke (nastri e profili in acciaio al carbonio e inossidabile, nastri in acciaio al car-bonio) e della Theis Precision Steel Corporation (nastri in acciaio spe-ciale, inossidabile temprato, leghe e nastri per seghe bimetalliche).

Distribuzione di acciaio: SICAM

SICAM, Società Italiana Commercio Acciai e Metalli, è stata fondata nel 1973 e fa parte del Bianco Group. Sin dalla nascita si è specializzata nella distribuzione di tubi in acciaio,


Economia e produzioneAtti e notizie

Made in Steel

Presentata a Milano la quinta edizionedella fiera sull’acciaio

Internazionalizzazione e cultura. Sarannoqueste le bandiere e i capisaldi dell’edi-zione 2013 di Made in Steel, la conference& exhibition dedicata alla filiera siderur-gica in programma dal 3 al 5 aprile 2013.La prima grande novità della quinta edi-zione è stata annunciata durante la confe-renza stampa d’apertura tenutasi martedì20 marzo nella suggestiva cornice mila-nese della Fonderia Napoleonica Eugenia,ovvero il trasloco da Brixia Expo-Fiera diBrescia ai padiglioni di fieramilanocity,una sfida che vede quindi il passaggio aMilano come quasi obbligato nell’ottica diproporsi per il 2013 come «The world steelexpo». Durante la presentazione allastampa dell’edizione 2013, dopo il saluto egli auguri di rito alla manifestazione daparte del presidente della Camera di Com-mercio di Brescia Francesco Bettoni, la pa-rola è passata all’ad di Made in Steel Ema-nuele Morandi. «Siamo partiti nel 2005per sviluppare un evento che non fossesolo una fiera in senso puro e semplice mache fosse anche qualcosa di innovativo chepotesse aver al centro anche la cultura - hadetto Morandi -. Solo una cultura forte per-mette innovazione e internazionalizza-zione, senza cultura non si va da nessunaparte. Non nascondo che la scelta di la-sciare Brescia è stata sofferta e articolataper capire quale potesse essere la migliorepiattaforma fieristica in grado di accoglieretutto quanto fa parte di Made in Steel. Lascelta è caduta su Milano, una città ingrado di attrarre acciaio ma anche di poterarrivare al mondo intero. In questo per-corso abbiamo scelto fieramilanocity per-ché è una location non dispersiva, un luogodove ci sia ancora una volta l’incontro dibusiness ma anche dove ci sia la possibilitàdi dare idee e spunti per uscire dalla crisi.Dico sempre che ai propri figli si debbanodare ali e radici, radici in un’economia cheè ormai chiaro non può prescindere dalmanifatturiero come testimonia anche ilrecente studio commissionato dal premieringlese Cameron. Ma anche le ali perché sipossa superare i propri limiti e proseguireverso nuovi traguardi».A dare il benvenuto alla nuova manifesta-zione anche l’ad di Fiera Milano EnricoPazzali: «oggi abbiamo l’opportunità di ac-cogliere questa manifestazione e aiutarlaa diventare uno strumento di politica in-dustriale – ha spiegato Pazzali -. Sarà unasfida per noi, ma anche un’opportunità:alla luce della necessità di portare le no-

stre aziende ad essere presenti là dove lacrescita c’è abbiamo sviluppato ad oggicirca 48 fiere all’estero. La manifestazioneha la legittima aspirazione di essere glo-bale e internazionale». Internazionaliz-zazione rimarcata anche dal consiglieredelegato di Made in Steel, Luigi Cuzzolin:«Internazionalizzare vuol dire portareespositori esteri e attrarre visitatori. Manon solo questo; Made in Steel vuole di-ventare una realtà che aiuti a compren-dere meglio il settore e a confrontarsi.Con quanto creato negli anni da Fiera Mi-lano inoltre si potrà sviluppare un sistemaa due direzioni in cui poter portare l’ec-cellenza italiana e il suo saper fare in giro

per il mondo».A chiudere la conferenza stampa d’aper-tura l’augurio e il saluto di Giuseppe Pa-sini, presidente di Federacciai: «Lasiderurgia italiana lo sappiamo è un com-parto determinate per l’economia nazio-nale, a febbraio il tasso di crescita dellaproduzione è del +7,3% sul 2011, anche sealla luce delle previsioni sulla riduzionedei consumi credo che noi presto an-dremo incontro ad un rallentamento. Peril futuro ci si dovrà aprire all’internazio-nalizzazione, vedendo l’arrivo di Made inSteel a Milano come un punto di partenzaper collegarsi con altre fiere estere legateai Paesi in via di sviluppo».

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con una gamma che comprende tubi per applicazioni meccaniche, profilati cavi quadri e rettangoli, tubi trafilati a freddo, tubi commerciali e per co-struzioni, tubi per petrolchimica, aste cromate e barre piene. La società ha sede legale a Milano, ma lo sta-bilimento e la sede amministrativa si trovano a Parona Lomellina (PV).

Raccolta e distribuzione di rotta-me: Ecolfer

Ecolfer è un’azienda con sede a San Stino di Livenza (VE). Nata negli anni Cinquanta come attività di recupero rottami ferrosi, oggi ha ampliato il proprio raggio ed attualmente racco-glie, seleziona e avvia a riciclo qual-siasi tipo di rifiuto.


Alluminio e leghe

f. Bonollo, E. fiorese, g. Timelli, L. arnberg, a.R. adamane

f. Bonollo, E. fiorese, g. Timelli Università di Padova (DTG),

Vicenza (Italia)

L. arnberg, a.R. adamane

Università di Trondheim (NTNU), Trondheim (Norvegia)

StaCast (New Quality and Design Standards for Aluminium Alloys Cast Products) è un progetto europeo dedicato alle fonderie dell’alluminio con l’obiettivo di sviluppare una nuova classificazione dei difetti strutturali nei getti e di definire

dei limiti di accettabilità di questi difetti a seconda della destinazione finale prevista. Il raggiungimento di questo obiettivo aiuterà significativamente le fonderie a ridurre il costo della non-qualità, migliorando nel contempo il loro margine di

competitività grazie al conseguimento di importanti vantaggi, per esempio nei costi dell’energia. StaCast ha condotto una vasta indagine tra le fonderie europee per conoscere le caratteristiche principali della loro produzione, in quale misura

esse utilizzano gli Standard CEN, il bisogno di nuovi strumenti normativi riferiti ai difetti, alle proprietà meccaniche e alla progettazione meccanica di getti in lega d’alluminio. Questo articolo presenta i principali risultati di tale indagine, che ha

coinvolto circa 80 aziende, e l’impostazione dei documenti normativi che sono stati elaborati sulla Classificazione dei Difetti e sul Potenziale Meccanico di getti in lega d’alluminio.

Parole chiave: Leghe di Alluminio - Difetti ed Imperfezioni - Proprietà Meccaniche Statiche - Nuovi Standard

INTRODUZIONE

StaCast (New Quality and Design Standards for Aluminium Alloys Cast Products, FP7-NMP-2012-CSA-6, Contratto n. 319188) è un progetto europeo dedicato alle fonderie dell’al-luminio, che vede il coinvolgimento dell’Università di Padova (sede di Vi-cenza), dell’Università della Tecnica e dell’Economia di Aalen (Germania), dell’Università della Scienza e della Tecnologia di Trondheim (Norvegia), dell’Associazione Italiana di Metal-lurgia (Italia), dell’Assomet Servizi (Italia), e di FACE, Federazione dei Consumatori di Alluminio in Europa (Belgio).La sfida del progetto StaCast è quella di contribuire a trasformare il settore europeo della fonderia di Alluminio in un settore basato sulla qualità e sull’efficienza, per mezzo dello svilup-po e dell’introduzione di due specifici Report Tecnici ufficialmente approvati dal CEN. Questi Report Tecnici riguar-dano aspetti che non sono ancora af-frontati completamente nelle norma-

tive esistenti, cioè la Classificazione dei Difetti e le Proprietà Meccaniche Statiche delle leghe d’alluminio da fonderia.Per raggiungere questi obiettivi, è stata condotta un’indagine prelimi-nare coinvolgendo circa 60 fonderie, che rappresentano circa il 12% della produzione di getti in lega d’allumi-nio, e 20 fornitori. L’indagine mira-va ad ottenere un quadro completo dell’approccio delle fonderie europee alla qualità dei prodotti, a verificare il grado di conoscenza e di applica-zione delle esistenti normative CEN, e a identificare i più rilevanti bisogni di standardizzazione nel settore.Questo articolo presenta i risultati principali dell’indagine, insieme alla struttura generale dei due nuovi Re-port Tecnici (sui Difetti e sul Poten-ziale Meccanico dei getti in lega d’al-luminio), che sono stati approvati dal CEN nell’agosto 2014.

INDagINE SULLE fONDERIE EUROPEE DI aLLUMINIO

L’indagine si è basata su un questio-nario on-line strutturato in 6 sezioni:

profilo aziendale;• dati sulla produzione: produzione • annua, processi, leghe, campi di applicazione dei getti;normative CEN già in uso;•

necessità di nuovi strumenti nor-• mativi e di indirizzo;tecniche usate per l’analisi dei di-• fetti;difetti rilevati più frequentemente.•

Il questionario è stato reso disponi-bile sul sito di StaCast (www.stacast-project.org). Più di 80 aziende hanno compilato il questionario: 58 fonde-rie, 11 fornitori di materiali e servizi, 2 produttori di stampi, 3 utenti finali, 8 università e centri di ricerca.Le fonderie che hanno risposto al questionario rappresentano bene i due Paesi leader nella produzione di getti in lega d’alluminio: Germania (33 fonderie) e Italia (25 fonderie). Queste fonderie sono per la maggio-ranza (53.4%) piccole e medie impre-se (SME), mentre le grandi industrie (IND) corrispondono al 46.6%.La maggior parte delle fonderie (69.0%) produce getti pressocolati (HPDC), mentre il 31% produce per colata in gravità e bassa pressione. Questa partizione è in accordo con la reale suddivisione della produzione europea di getti in lega d’alluminio (il 60-70% della produzione totale di solito è attribuita alla pressocolata). Quasi la metà delle fonderie (Figura 1), essendo SME, ha una produzione annua più bassa di 3000 ton (24.1% inferiore a 1000 ton/anno, 20.7% da 1000 a 3000 ton/anno). Dall’altro lato, una parte significativa delle fon-

STaCaST: LINEE gUIDa PER La PROgETTaZIONEDI gETTI IN LEga DI aLLUMINIO


Atti e notizie

Fig. 1 - Dati di produzione (ton/anno) delle fonderie che hanno risposto al questionario StaCast.

derie (25.9%), essenzialmente IND, ha una produzione più alta di 10000 ton/anno. La produzione complessi-va delle fonderie “StaCast” è di circa 375.000 ton/anno, che rappresenta circa il 12.5% della produzione annua-le dell’UE (ciò conferma l’affidabilità dell’indagine compiuta).La lega più diffusa è la EN AB 46000 (Al-Si9-Cu3(Fe)) utilizzata dal 58.6% delle fonderie, seguita dalla EN AB 43400 (Al-Mg-Si10(Fe)) utilizzata nel 37.9% delle fonderie. Quattro delle cinque leghe più utilizzate (EN AB 46000, EN AB 43400, EN AB 47100, EN AB 46100) sono leghe tipiche da pressocolata.

Fig. 2 - Conoscenza delle principali norme CEN delle fonderie che hanno risposto al questionario StaCast.

Quasi l’85% delle fonderie “StaCast” produce getti per applicazioni auto-motive, seguito da 34.5% per l’inge-gneria meccanica, 25.8% per l’elet-tronica, e 10.3% per l’architettura e il design. In termini di componenti, le fonderie “StaCast” producono prin-cipalmente alloggiamenti e coperchi (29.3%), seguiti da componenti a pa-rete sottile (20.7%), organi di sicurez-za (19.0%) e blocchi motore (6.9%).Particolare attenzione è stata rivolta a verificare il grado di conoscenza e di applicazione delle normative. I ri-sultati del sondaggio sono riassunti in Figura 2.Le normative EN 1706 e EN 1676 (ri-

ferite alla composizione chimica delle leghe di Al da fonderia, alle proprietà e caratteristiche, ecc.) sono nelle pri-me posizioni (esse sono adottate ed applicate, rispettivamente, dall’84.5% e dal 48.3% delle fonderie). È ancora basso, dall’altro lato, il livello di co-noscenza, adozione ed utilizzo delle normative sulle condizioni tecniche di fornitura dei getti (EN 1559-1 e EN 1559-4) e sui termini generali e le de-finizioni delle leghe di Al (EN 12258-1 e EN 12258-2). Questi standard sono adottati ed utilizzati da una percen-tuale globale di fonderie che va dal 22.2% al 33.3%. Alcune norme spe-cifiche in materia di campionamento dal metallo fuso (EN 14361) e sul con-trollo radiografico (EN 12681), che sono cruciali per garantire la qualità dei prodotti in lega di alluminio, sono adottate ed utilizzate solo dal 19% e dal 25.9% delle fonderie.In futuro verranno condotte molte attività di disseminazione di questi risultati allo scopo di migliorare la “penetrazione” delle normative nel-le fonderie europee, che producono getti in lega di alluminio.Per quanto riguarda i più rilevanti bisogni di standardizzazione delle aziende europee coinvolte come fon-deria o come fornitore nella supply chain dei getti in lega di alluminio, si è verificato l’interesse verso la messa a punto di Report Tecnici CEN relativi a

classificazione dei difetti;• proprietà meccaniche delle leghe • d’alluminio da fonderia;proprietà meccaniche dei getti in • lega d’alluminio;progettazione di getti in lega di al-• luminio.

Interessante si è rivelata l’analisi del-le tipologie di difetti maggiormente frequenti. I risultati di questa elabora-zione sono rappresentati in Figura 3.In sintesi:

la porosità da gas/aria è riscontra-• ta con frequenza significativa;i difetti da interazione metallo-• stampo si rilevano in alcuni casi, ma non frequentemente;il ritiro volumetrico si incontra in al-• cuni casi, ma non frequentemente;i difetti di riempimento sono riscon-• trati poco più che occasionalmen-te;


Alluminio e leghe

le cricche vengono riscontrate oc-• casionalmente;le inclusioni sono rilevate molto • saltuariamente.

Tale “graduatoria” sembra in buon accordo con la comune percezione sui difetti: la porosità da gas/aria, i difetti di interazione metallo-stampo ed il ritiro volumetrico sono fenome-ni “fisiologici” associati alla fonderia, mentre i difetti di riempimento e le cricche sono probabilmente associa-ti ad una progettazione errata degli stampi e dei sistemi di colata; le in-clusioni sono il difetto meno investi-gato.È evidente che la genesi dei difetti è strettamente correlata allo specifico processo adottato. Per questa ragio-ne, è utile comparare la situazione, in termini di frequenza dei difetti, del-le fonderie di pressocolata (HPDC) con quella delle fonderie in gravità o in bassa pressione (LPDC). Infatti, in pressocolata i difetti significativa-mente più frequenti sono quelli da interazione metallo-stampo e la po-rosità da gas/aria. Se si considerano invece i processi di colata in gravità e di colata in bassa pressione, è do-minante la presenza di problematiche di ritiro volumetrico e di porosità da gas/aria.Inoltre, sono state acquisite infor-mazioni circa gli approcci (sul 100% della produzione o su base statistica) ed il grado di utilizzo delle varie tec-niche per rilevare ognuna delle classi di difetti sopra menzionate (porosità da gas/aria, ritiro, difetti di riempi-mento, cricca, inclusioni, difetti di in-terazione metallo-stampo), quali con-trollo visivo, ispezione a raggi X, test distruttivi, tenuta in pressione, densi-tà, liquidi penetranti, ultrasuoni. Per tali classi di difetti, è stato chie-sto se questi sono anche misurati o quantificati (e non semplicemente ri-levati). Dalle risposte ricevute (Figura 4), appare chiaro che la quantificazio-ne è effettuata (per la maggior parte delle fonderie), quando si ha a che fare con porosità da gas/aria (70.9%) o ritiro (56.4%). Per questi difetti, la rilevazione è realizzata per mezzo dei raggi X (nel 70-80% dei casi), asso-ciandola, grazie ai moderni software di analisi di immagine, a valutazioni

Fig. 3 - Frequenza dei difetti stimata da tutte le fonderie che hanno risposto al questionario StaCast.

Fig. 4 - Grado di misura/quantificazione dei difetti.

quantitative. Inoltre, questi tipi di di-fetti possono essere accettati nei get-ti nei casi in cui essi rimangano sotto una soglia precedentemente definita (in questo senso, in accordo alla defi-nizione della Norma EN 12258-1, essi possono essere considerati “imperfe-zioni”, piuttosto che “difetti”). I difetti da interazione metallo-stam-po, i difetti di riempimento e le cric-che sono principalmente posizionati sulla superficie dei getti, e vengono fondamentalmente individuati trami-te ispezione visiva, che decreta se il getto è accettabile oppure no. In que-

sti casi, la misura/quantificazione del difetto è meno strategica (condotta rispettivamente sul 41.8%, 49.1% e 47.3% delle fonderie).Le inclusioni possono essere rileva-te principalmente attraverso la me-tallografia, cioè su base statistica; il bisogno di misurarle/quantificarle è probabilmente associato a specifici requisiti dei getti, e quindi condotto solo dal 47.3% delle fonderie.


Atti e notizie

IL NUOVO REPORT TECNICO CEN SULLa CLaSSIfICaZIONEDI DIfETTI ED IMPERfEZIONINEI gETTI

I difetti vengono intrinsecamente generati nei processi di fonderia per varie ragioni. Le proprietà finali ed il comportamento in esercizio dei getti dipendono sempre dalle caratteristi-che microstrutturali e dai difetti: sia la microstruttura che i difetti sono il risultato delle varie fasi del processo, delle proprietà della lega impiega-ta e della progettazione di stampi e attrezzature. Il potenziale della pres-socolata e, più in generale, della co-lata in stampo permanente sarà com-pletamente sfruttato solo quando il livello di qualità dei prodotti potrà essere correttamente valutato e poi ottimizzato. A tal proposito, l’analisi dei difetti permette alla fonderia un efficace monitoraggio della qualità dei propri prodotti in relazione ad uno standard pre-definito. Inoltre, l’analisi dei difetti fornisce alla fonderia utili correlazioni tra il tipo/distribuzione dei difetti e la loro origine, affinché sia possibile apportare delle modi-fiche al processo per migliorare la qualità. Il primo strumento che deve essere messo a disposizione è una base comune di linguaggio, cioè una terminologia e una classificazione dei difetti, che supporti le fonderie nell’affrontare con maggiore dimesti-chezza e abilità il problema, con il fine ultimo di garantire qualità e affidabili-tà dei prodotti.A partire dagli approcci più diffusi per la classificazione dei difetti proposti in letteratura o attualmente adottati dal-le fonderie1-9, e approfittando di una precedente indagine di 2 anni condot-ta dall’Associazione Italiana di Metal-lurgia, con il coinvolgimento di circa 50 fonderie di lega d’alluminio1, il pro-getto StaCast ha suggerito un nuovo approccio di classificazione dei difetti basato su 3-livelli (Tabelle 1, 2 e 3):

morfologia/posizione dei difetti • (interni, esterni, geometrici);origine metallurgica dei difetti (per • esempio porosità da gas, ritiro di solidificazione, ecc.);tipo specifico di difetti (lo stesso fe-• nomeno metallurgico può generare diversi difetti).

Tab. 1 - Classificazione dei difetti e delle imperfezioni interni.

Tab. 2 - Classificazione dei difetti e delle imperfezioni superficiali.

Livello I Livello II Livello III

C

Difetti ed imperfezioni geometrici

C1 Mancanza di materiale C1.1 Getto incompleto

C2 Eccesso di materiale C2.1 Sbavatura

C3 Fuori tolleranza C3.1 Getto deformato

Tab. 3 - Classificazione dei difetti e delle imperfezioni geometrici.


a

Difetti ed imperfezioni

interni

A1Difetti ed imperfezioni da

ritiro

A1.1 Macro-porosità

A1.2 Porosità inter-dendritica

A1.3 Porosità planare


gas

A2.1Porosità da aria intrappolata

A2.2 Porosità da idrogeno

A2.3Porosità da umidità residua

A2.4 Porosità da lubrificante

A3Difetti ed imperfezioni di

riempimento

A3.1 GiunzioneA3.2 SfogliaturaA3.3 Goccia fredda

A4 Fasi non desiderateA4.1 InclusioneA4.2 Struttura non desiderata


contrazione termica

A5.1 Cricca

A5.2 Cricca a caldo


B

Difetti ed imperfezioni superficiali

B1Difetti ed imperfezioni da

ritiroB1.1 Ricalo


gas

B2.1 BollaB2.2 Punta di spillo

B3Difetti e imperfezioni di

riempimento

B3.1 Giunzione e vorticeB3.2 Sfogliatura

B3.3 Goccia fredda

B4 Fasi non desiderateB4.1 Depositi superficiali

B4.2 Contaminazione o inclusione


contrazione termica

B5.1 Cricca

B5.2 Cricca a caldo

B6Difetti e imperfezioni

da interazione metallo-stampo

B6.1 Erosione

B6.2 MetallizzazioneB6.3 Crettature da fatica termicaB6.4 Segno di estrazione

B6.5 Corrosione dello stampo


Alluminio e leghe


a

Difetti ed imperfezioni

interni


ritiro

A1.1 Macro-porosità

A1.2 Porosità inter-dendritica

A1.3 Porosità planare


gas

A2.1Porosità da aria intrappolata

A2.2 Porosità da idrogeno

A2.3Porosità da umidità residua

A2.4 Porosità da lubrificante

A3Difetti ed imperfezioni di

riempimento

A3.1 GiunzioneA3.2 SfogliaturaA3.3 Goccia fredda

A4 Fasi non desiderateA4.1 InclusioneA4.2 Struttura non desiderata


contrazione termica

A5.1 Cricca

A5.2 Cricca a caldo

Il livello I è basato sulla morfologia/posizione dei difetti, con riferimento alle tecniche di analisi idonee alla loro rilevazione (ispezioni visive e controlli che comprendono l’intero volume del materiale): in tal senso si distinguo-no i difetti interni da quelli esterni (o superficiali). I difetti sub-superficiali (ossia così prossimi alla superficie del getto da incidere sul suo aspet-to esteriore e rilevabili con tecniche convenzionali di indagine della super-ficie), sono considerati difetti superfi-ciali. Infine, i difetti geometrici si rife-riscono alla forma del getto in termini di dimensioni e tolleranze.Il livello II è focalizzato principalmente sull’origine metallurgica dei difetti. I difetti sono raggruppati in varie classi rispetto alla loro origine metallurgica generale:

difetti dovuti alla presenza di gas • (difetti da gas);difetti causati dalla contrazione • volumetrica del materiale du-rante la solidificazione (difetti da ritiro);difetti dovuti alla contrazione ter-• mica vincolata dal metallo prece-dentemente solidificato o dallo stampo (difetti da contrazione termica);difetti legati al riempimento ina-• deguato della cavità dello stam-po (difetti di riempimento);difetti da interazione metallo/• stampo;difetti legati alla presenza di fasi • non opportune (fasi non deside-rate), che si formano in seguito all’interazione del metallo con l’ambiente circostante durante la fusione, la colata, il riempimento o l’estrazione dallo stampo.

Come precedentemente detto, la conoscenza dell’origine metallurgica può fornire dei punti di partenza per l’applicazione di azioni correttive (in-clusi i parametri di processo).Il livello III identifica i tipi specifici di difetti. Di solito, il termine utilizzato per descrivere un particolare tipo di difetto consente una migliore esplici-tazione dell’origine metallurgica del difetto stesso, che è stato prelimi-narmente individuato nel livello pre-cedente.Questa classificazione dei difetti è

ibrida e multi-livello, come mostrato schematicamente nelle Tabelle 1, 2 e 3. La proposta di classificazione fa riferimento solo ai difetti metallurgici nei getti pressocolati e colati in stam-po permanente. I difetti strettamente connessi alle operazioni di movimen-tazione, finitura, lavorazione mecca-nica successive all’estrazione dallo stampo sono esclusi dalla presente classificazione, nonostante essi pos-sano causare lo scarto del prodotto. In questo modo, la gamma di difetti non diventa eccessivamente ampia.Questa classificazione è stata strut-turata come Report Tecnico CEN, includendo una breve descrizione di ogni difetto ed imperfezione. Specifi-

ci allegati raccolgono definizioni più estese (con riferimenti alla morfolo-gia e all’origine metallurgica), figure o schemi rappresentativi, e metodi di ispezione possibili (alcuni esempi sono riportati nelle Figure 5-9). È sta-ta anche riportata la traduzione della terminologia dei difetti ed imperfezio-ni dall’inglese all’italiano, al francese, al tedesco e allo spagnolo. Per ogni difetto ed imperfezione, sono anche menzionati la tipica dimensione e le tecniche di rilevazione più importan-ti.Il Report Tecnico è stato formalmente approvato dal CEN (TC 132 – Alumi-nium and Aluminium alloys) nell’ago-sto 2014.

Difetti causati da gasPorosità da

intrappolamento d’aria

Definizione

La porosità da intrappolamento d’aria è formata da piccole cavità dovute a bolle d’aria intrappolate all’interno del metallo liquido.

Morfologia

Le porosità da intrappolamento d’aria

Fig. 5 - Esempio di difetto interno: Porosità da intrappolamento

d’aria[10].

si presentano come delle cavità sfe-riche o ellittiche caratterizzate da superfici relativamente lisce sulle quali si può trovare un sottile strato di ossido (dovuto all’interazione ad alta temperatura tra l’aria e il metallo liquido).

La distribuzione finale delle cavi-tà all’interno del getto dipende dal cammino del metallo. La dimensione di una porosità da intrappolamento d’aria varia nel range 10-2000 µm. Questo difetto può essere rilevato per mezzo di ispezioni radiografiche o ultrasoniche e per mezzo di test metallografici. Origine metallurgica

La porosità da intrappolamento d’aria è il difetto più frequente trovato nei getti pressocolati. Le bolle d’aria si possono formare nella vena di liquido turbolento all’interno della camera del pistone, nei canali di riempimento o nella cavità dello stampo.

Difetti dovuti al ritiro volumetrico

Ritiro inter-dendritico

Definizione

La porosità interdendritica consiste in una serie di cavità localizzate nel-le regioni interdendritiche, e si forma quando l’afflusso di metallo liquido in queste regioni è inadeguato a bilan-ciare il ritiro volumetrico durante la solidificazione.

Morfologia

La porosità interdendritica è caratte-


Atti e notizie

rizzata da una rete di braccia lunghe e strette. La dimensione di una poro-sità interdendritica varia tra 10-150 µm. Questo difetto può essere rile-vato per mezzo di ispezioni radiogra-fiche o ad ultrasuoni e per mezzo di test metallografici.

Origine metallurgica

La formazione della porosità interden-dritica è favorita da un’ampia mushy zone, ossia nel caso di ampi intervalli di solidificazione e bassi gradienti di temperatura (cioè nelle regioni che solidificano alla fine in getti a grosso spessore). La porosità interdendritica può costituire un cammino preferen-ziale per i gas e per la propagazione della cricca, e quindi risulta deleteria per la tenuta a pressione. Questo di-fetto è presente sia in pressocolata che nella colata in stampo perma-nente.

Difetti legati al riempimentoSfogliatura

Definizione

Una sfogliatura è un tipico difetto su-perficiale, ma in alcuni casi può an-che essere considerato come difetto interno al getto. La sfogliatura è una sorta di sottile strato metallico (pel-le) con una microstruttura diversa rispetto al materiale che la circonda e parzialmente separata da un film di ossido.

Morfologia

Questo difetto è formato da uno stra-to metallico sottile, che presenta una

Fig. 6 - Esempio di difetto interno: Ritiro inter-dendritico [10].

Fig. 7 - Esempio di difetto superficiale: Sfogliatura [10].

superficie di separazione dal resto del materiale parallela alla superfi-cie del componente con adesione imperfetta e microstruttura più fine. Questo difetto presenta dimensioni variabili e può essere rilevato attra-verso ispezioni ad ultrasuoni e test metallografici.


La sfogliatura si forma quando il me-tallo entra in contatto con la super-ficie dello stampo e si raffredda più velocemente delle regioni circostan-ti. Questo tipo di difetto può essere rilevato sia in pressocolata sia nella colata in stampo permanente.

Difetti da interazione metallo/stampoMetallizzazione

Definizione

Come per altri difetti da interazione metallo/stampo, l’origine metallurgi-ca del danneggiamento dello stampo (metallizzazione) si riflette nel nome del difetto sul getto.

Morfologia

La metallizzazione causa rugosità su-perficiale o mancanza localizzata di materiale sul getto. Lo spessore del difetto di metallizzazione varia nel range 1-200 µm. Questo difetto può essere rilevato per mezzo di ispezioni visive e test metallografici.

Fig. 8 - Esempio di difetto superficiale: Metallizzazione [10].


L’origine metallurgica della metallizza-zione è la formazione di fasi interme-talliche sulla superficie dello stampo e la successiva adesione della lega d’alluminio su di esse. La metallizza-zione avviene spesso in quelle regioni dello stampo esposte al metallo liqui-do ad alte temperatura e velocità di flusso. La metallizzazione può anche avvenire sulle zone dello stampo sog-gette a precedente fatica termica o erosione. Questo tipo di difetto può essere rilevato più frequentemente in pressocolata a causa dell’alta pres-sione ed alta velocità del metallo du-rante il riempimento dello stampo.

Difetto da mancanza di materiale

Getto incompleto

Fig. 9 - Esempio di difetto geometrico: Getto incompleto [10].

Definizione

Un getto incompleto presenta una locale mancanza di materiale rispet-to alla geometria della cavità dello stampo.

Morfologia

La mancanza di materiale può esse-re dell’ordine di parecchi mm o cm.


Alluminio e leghe

Questo difetto può essere rilevato per ispezione visiva.


A causa della viscosità troppo alta, una porzione del fronte di metallo può fermarsi prima che la cavità dello stampo sia completamente riempita. Questo tipo di difetto può essere rile-vato sia in pressocolata che in colata in gravità.

IL NUOVO REPORT TECNICO CEN SUL POTENZIaLE MECCaNICO DELLE LEgHE aL-SI Da fONDERIa

La normativa EN 1706 (Alluminio e sue leghe – Getti – Composizione chi-mica e proprietà meccaniche) mette in evidenza che

per le leghe pressocolate, “le pro-• prietà meccaniche sono molto di-pendenti dai parametri di iniezio-ne e le proprietà date sono solo indicative”; i valori dati “non sono valori tipici, ma sono i minimi valo-ri che possono essere ottenuti da provini di test colati separatamen-te in pressione con area in sezione di 20,0 mm2 e un tipico spessore di 2,0 mm”; comunque, “provini di test colati in pressione non sono normalmente prodotti” e “testare il getto intero con carichi che rifletto-no le condizioni di servizio previste è più significativo”;

per altri processi (colata in bassa • pressione e gravità) “il progetto esatto dei provini di test dovrebbe essere accordato tra fornitore e cliente” e “l’uso delle regole e delle normative esistenti è raccoman-dato finché uno Standard europeo appropriato non sarà pubblicato”; inoltre, “i campioni di test colati se-paratamente hanno un’utile funzio-ne per il controllo della qualità della lega; comunque, i valori ottenuti dai getti potrebbero differire dai mini-mi valori specificati nelle tabelle a causa di variazioni nella struttura derivanti da differenze nello spes-sore della sezione e nella qualità”.

Attualmente, l’ottenimento di prodot-ti colati in lega d’alluminio di elevata qualità è fortemente richiesto dagli utilizzatori finali ed è la forza motri-

ce per l’innovazione nel campo della fonderia. Questo obiettivo può essere perseguito se i difetti nei getti sono minimizzati e la microstruttura è ot-timizzata, tenendo in considerazione tutte le principali variabili legate alla lega usata e alle condizioni di proces-so. Dal punto di vista della progetta-zione, bisogna però aver presente che la valutazione delle proprietà mecca-niche nei prodotti in lega di alluminio è una questione rilevante, che non è pienamente trattata nelle normative internazionali esistenti. In altri termi-ni, la progettazione degli attuali getti in lega d’alluminio ad alte prestazioni non può essere basata su valori delle proprietà meccaniche date “solo in modo indicativo”. La progettazione avanzata e gli stru-menti ingegneristici attualmente di-sponibili per ottimizzare il processo permettono un cambio radicale in questo approccio. Il potenziale mec-canico reale delle leghe di alluminio da fonderia deve essere accurata-mente definito. Il progetto StaCast ha elaborato un nuovo Report Tecnico CEN nel quale è introdotto e descrit-to il potenziale meccanico statico (in termini di carico di rottura, carico di snervamento e allungamento), che può essere ottenuto dalle leghe Al-Si colate in alta pressione, bassa pres-sione e gravità (processi a stampo permanente). Le proprietà meccani-che sono misurate su provini di test prodotti con stampi di riferimento e

Fig. 10 - Getto di riferimento per la pressocolata #113.

Fig. 11 - Getto di riferimento per la pressocolata #212.

Fig. 12 - Getto di riferimento per la colata in gravità #117.

parametri di processo ottimizzati, op-portunamente ideati per valutare il potenziale meccanico delle leghe da fonderia11-17. I getti di riferimento proposti per le leghe Al-Si da pressocolata sono ri-portati in Figura 10 (costruito e te-

stato nell’ambito del progetto NADIA, EU IPs-SMEs, Contratto n. 026563-2, 2006-2010) e in Figura 11 (costruito e testato presso Hydro in collabora-zione con NTNU – Università di Tron-dheim).Gli stampi di riferimento proposti per


Atti e notizie

Fig. 13 - Getto di riferimento per la colata in gravità #217.

Fig. 14 - Getto di riferimento per la colata in gravità #314,16.

Fig. 15 - Getto di riferimento per la colata in bassa pressione #114,16.

LegaCondizioni di processo

(pressocolata)

Potenziale meccanico

Rm

[MPa]Rp0.2

[MPa]a

[%]

Al-Si9-Cu3-Mg0.3-Fe0.8-Mn0.3

Velocità al gate: 51 m/s; Tempo di riempimento: 9.7 ms;Temperatura di colata: 690 °CCAMPIONI PIATTISpessore: 3 mm

309 ± 6 163 ± 1 3.6 ± 0.3

CAMPIONI TONDIDiametro: 6 mm

342 ± 8 168 ± 6 5.1 ± 0.4

Al-Si11-Cu2-Mg0.2-Fe0.9-

Mn0.2


312 ± 2 153 ± 1 3.5 ± 0.1

Al-Si12-Cu1(Fe)


283 ± 2 137 ± 1 3.5 ± 0.1

CAMPIONI TONDIDiametro: 6 mm

315 ± 7 131 7.1 ± 0.5

Tab. 4 - Potenziale meccanico di alcune leghe Al-Si pressocolate (stampo di riferimento per la pressocolata #1)13,15.

la colata in gravità delle leghe Al-Si sono riportati nelle Figure 12, 13 e 14 (costruito e testato presso Hydro in collaborazione con NTNU – Universi-tà di Trondheim).Il getto di riferimento per la colata in bassa pressione di leghe Al-Si è mo-strato in Figura 15 (costruito e testa-to presso Hydro in collaborazione con NTNU – Università di Trondheim).Il potenziale meccanico della lega deve essere ottenuto dai test mec-canici condotti su provini ricavati dai getti di riferimento. Il potenziale meccanico va indicato per mezzo di una tabella nella quale sono riportati i valori di Rm, Rp0.2 e A%, insieme a tutte le informazioni disponibili sulla com-

posizione chimica della lega, sui para-metri di processo e sulla procedura di test. Esempi di potenziale meccanico di leghe Al-Si da pressocolata sono riportati in Tabella 4.

CONSIDERaZIONI CONCLUSIVE

Per le fonderie europee, la possibilità di sopravvivere alla crisi economica è strettamente legata alla loro compe-titività, efficienza ed innovazione. Nei prossimi anni, un ruolo chiave sarà cer-tamente giocato dalla disponibilità di normative, Report Tecnici e strumenti di progettazione per il miglioramento dell’efficienza e della competitività lungo la catena di progettazione e di produzione di getti in lega di alluminio. I concetti di integrazione multi-disci-plinare e di effettiva interazione devo-no essere trasferiti ed “assorbiti” da chiunque operi nella catena di fornitu-ra. La messa in opera di queste azioni permetterà alle fonderie di sviluppare


Alluminio e leghe

un più maturo ed efficiente approccio verso i grandi clienti finali.L’indagine e i due Report Tecnici descritti in questo articolo, ufficial-mente approvati dal CEN nell’agosto 2014, forniranno un aiuto importante ai progettisti meccanici nella scelta delle leghe e nella progettazione di componenti in lega di alluminio.

RINgRaZIaMENTI

Gli autori ringraziano il supporto fi-nanziario dei progetti europei StaCast (FP7-NMP-2012-CSA-6, Contratto n. 319188) e MUSIC (FP7-FoF-ICT-2011.7.1, Contratto n. 314145).

RIfERIMENTI BIBLIOgRafICI

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C. PANSERI, Manuale di fonde-[17] ria dell’alluminio, Hoepli, Milano (1966).

Il magnesio ha una ricca storia in campo automobilistico, motociclistico e militare-ae-ronautico. Oggi trova impiego anche nell’aeronautica/elicotteristica civile, nel settore delle biciclette, dell’elettronica e degli elettroutensili, nella biomeccanica e nell’acces-soristica generale. La divulgazione tecnica, il trasferimento culturale e l’informazione sono fondamentali per la conoscenza di questo “magico” metallo, conosciuto e lavo-rato fin dall’antichità.Il periodico “MG12 - Magnesium Academy” si propone come efficace strumento di lavoro per professionisti e imprese con l’obiettivo di fornire informazioni sullo stato dell’arte attraverso articoli di formazione, case histories e rubriche mirate. Si propone altresì come strumento di formazione continua per i tecnici e per i manager che pos-sono raggiungere importanti risultati anche in termini di riduzione dei costi e sviluppo di nuovi prodotti e progetti.L’impianto editoriale si basa principalmente su articoli brevi con esempi di applicazio-ne in genere di facile lettura.

Per informazioni: Consedit sas, V.le Europa Unita, 29, 3473 Grado GOT.: 0431 876070 - [email protected]. www.consedit.com

L’età del magnesioNasce un periodico dedicato al magnesio e sue leghe


Atti e notizie


Vita associativaAtti e notizie

aCCIaI INOSSIDaBILI Influence of atmospheric pressure plasma treatments on the corrosion resistance of stainless steels - K. Brunelli, L. Pezzato, M. Dabalà, M. Magrini ............................p. 7-8/35

Hot rolling: mechanical, microstructural, modeling, simulation for both ferrous and light metals - H.J. McQueen, P. Leo ... p. 9/43

Study on the microstructure influence in ultrasonic test in duplex forged components - S. Barella, C. Di Cecca, A. Gruttadauria, C. Mapelli, D. Mombelli, C. Fanezi Da Rocha, T. Strohaecker ....... p. 10/29

Effect of tungsten gas arc welding 308 and 409 stainless steel on thin mechanical properties A.F. Miranda Pérez, G.Y. Pérez Medina, F.A. Reyes Valdés, I. Calliari,M. Breda ........................................... p. 10/49

aCCIaIERIa aPI grades toughness analysis for thermo-mechanical rolling in qSP Thin Slab Rolling plants - M. Guagnelli, P. Bobig ........... p. 1/31

aCCIaIO Microstructures and textures comparison of conventional and high niobium aPI 5L X80 line pipe steel using EBSD - M. Almojil, M. Patil, S. Alshahrani ..........................p. 1/11

Contact stress distribution and roll surface temperatures in the roll gap analyzed with different sensors - T. Luks, J. Horsky, A. Nilsson, N-G. Jonsson,J. Lagergren ........................................ p. 1/17

Properties of hot rolled steel strips produced by endless casting-rolling plant - A. Guindani, R. Venturini - C. Mapelli, S. Barella, A. Gruttadauria, D. Mombelli .. p. 1/25

The microstructure and technological properties of ultra high strength 1100MPa grade strip steel - P. Suikkanen, M. Hemmilä, J. Erkkilä, E. Virolainen, S. Tihinen, T. Saarinen, T. Liimatainen, V. Kesti, J. Kömi ........... p. 1/39

Resilienza alle basse temperature di diversi acciai cementati e temprati - A. Bavaro, I. Bergonzi, A. Vailati ................ p. 2/5

Ricerca del migliore compromesso delle caratteristiche meccaniche degli acciai per utensili a caldo dopo bonifica. Comportamento della tenacità per effetto dei tempi prolungati alle temperature di nitrurazione - L. Cislaghi, D. Mattavelli p. 2/11

Ottimizzazione del processo di riscaldo per tempra di grandi fucinati mediante analisi fEM - F. Curbis, S. Mengaroni, F. Cianetti, M. Calderini, S. Neri, E. Evangelista ......... p. 2/35

Scale development on steel during hot strip rolling - M. Graf, R. Kawalla ...... p. 2/43

INDICE PER aRgOMENTI - 2014

Nidec aSI automation system for a continuous tandem mill coupled with pickling line - R. Gatti, S. Murgia ..... p. 3/19

Suitability study of endless strip production technology for fabrication of aPI grades - A. Smith, M. Lubrano, A. Di Schino, A. Guindani ............................ p. 3/27

Strip tracking measurement and control in hot strip rolling - C. Hol, L. Kampmeijer, J. de Roo, E. Spelbos .................................. p. 3/39

advanced roll bite models for cold and temper rolling processes - N. Legrand, T. Ngo, N. Suzuki, Y. Takahama, T. Dbouk, P. Montmitonnet, H. Matsumoto ...............p. 4/39

Multilayer coatings based on CrN/Cr for molds of plastics - F. Cova Caiazzo, S.P. Trasatti, V. Sisti ...................................... p. 6/3

Corrosion rate of high CO2 pressure pipeline steel for carbon capture transport and storage - M. Cabrini, S. Lorenzi, T. Pastore, M. Radaelli ............................ p. 6/21

Cathodic protection condition in the presence of aC interference - A. Brenna, L. Lazzari, M. Pedeferri, M. Ormellese ......P. 6/29

anodic behaviour of carbon steel bars in realkalised concrete: potentiodynamic and potentiostatic tests in solution - E. Redaelli, A. Della Pergola, L. Bertolini .......................p. 6/41

Damage analysis of stress corrosion test of pretensioning steel strands by aE monitoring - L. Calabrese, G. Campanella, P. Longo, E. Proverbio ........................... p. 7-8/41

Hot rolling: mechanical, microstructural, modeling, simulation for both ferrous and light metals - H.J. McQueen,P. Leo .................................................. p. 9/43

Studio della resistenza alla fatica di contatto di acciai sinterizzati trattati termicamente - I. Metinöz, I. Cristofolini, W. Pahl, A. DeNicolo, A. Molinari ............. p. 10/4

Large ESR forging ingots and their quality in production - P. Bettoni, A. Lissignoli, A. Paderni, H. Scholz, U. Biebricher, H. Franz ............ p. 10/13

Test of electromagnetic, non-destructive method for determining material properties in steel - B. Sjögren, A. Nilsson, A. Rensgard ........................................... p. 10/23

Composizione lubrificante per processi in colata continua – M. Alloni, R. Carli p. 10/37

Optimization of the filling and solidification of large ingots - K. Marx, S. Rödl, S. Schramhauser, M. Seemann ......p. 11-12/11

Corrosione dell’acciaio al carbonio in

acque debolmente acide contenenti ioni tiosolfato e solfito – S. Lorenzi, M. Cabrini, T. Pastore ..........................................p. 11-12/3

Metodo della Rosetta Micrometrica per la misura multidirezionale degli stress residui tramite tecnologia a fascio ionico focalizzato - F. Massimi, M. Sebastiani, D. De Felicis, E. Bemporad .....................p. 11-12/21

New perspective in steelmaking activity to increase competitiveness and reduce enviromental impact S. Barella, E. Bondi, C. Di Cecca, A. F. Ciuffini, A. Gruttadauria, C. Mapelli, D. Mombelli .....................................p. 11-12/31

aCCIaIO INOSSIDaBILE Influenza dei parametri del processo di nitrurazione ionica sulla resistenza a corrosione di acciai inox - F. Lanzoni, S. Trasatti, L. Cislaghi, V.Sisti ................... p. 2/27

Thermomechanical processing of Ti and Nb – alloyed stainless steels - G.E. Kodzhaspirov, A.I. Rudskoy,A. Borowikow ......................................p. 2/51

Effect of cold rolling on pitting resistance in duplex stainless steels - M. Breda, L. Pezzato, I. Calliari, M. Pizzo ................ p. 6/15

Thermal spray coatings for corrosion and wear protection for naval diesel engines components - G. Pulci, L. Baiamonte, F. Marra, C. Bartuli, E. Hlede ................. p. 6/9

Cathodic protection of a ship propeller shaft by impressed current anodes - T. Bellezze, R. Fratesi, G. Roventi ........... p. 7-8/3

Performance-based durability design of reinforced concrete structures with stainless steel bars - M. Gastaldi, F. Lollini, L. Bertolini ........................................... p. 7-8/17

Comportamento a corrosione di acciai superferritici ed austenitici in applicazioni alimentari - M. Franchi, R. Valle .... p. 7-8/47

Influence of heat input and powder density on high power diode laser cladding of carbon steel with aISI316L powder - Simone Zanzarin, Sven Bengtsson, Lorena Maines, Alberto Molinari ..................................p. 9/11

affINaZIONELarge ESR forging ingots and their quality in production - P. Bettoni, A. Lissignoli, A. Paderni, H. Scholz, U. Biebricher,H. Franz .............................................. p. 10/13

aLLUMINIO E LEgHE Effetti dei trattamenti di finitura sulle proprietà meccaniche di getti strutturali per applicazioni in campo automotive - S. Cecchel, G. Cornacchia, D. Dioni, M. Faccoli, V. Ferrari, A. Grumi, A. Panvini – ............. p. 2/19

indice analitico 2014


Atti e notizie

Sviluppo di trattamenti termici per componenti automotive colati in lega di alluminio secondario allo stato semi-solido - S. Capuzzi ........................................... p. 3/3

Identification of Phases formed by Cu and Ni in al−Si Piston alloys - S. Manasijević, N. Dolić, K. Raić, R. Radiša ........... p. 3/13

Heat treatment response and influence of overaging on mechanical properties of C355 cast aluminum alloy - L. Ceschini, Al. Morri, An. Morri, F. Rotundo, S. Toschi, F. Rotundo ............................................... p. 5/27

Effect of silane matrix on corrosion protection of zeolite based composite coatings - L. Calabrese, L. Bonaccorsi, A. Caprì, E. Proverbio .............................. p. 6/35

Effect of chloride concentration on the repassivation behavior of structural al alloys - E. Melilli, M. Trueba, S.P. Trasatti ......... p. 7-8/29

analysis of the solidification path of al-Si9-Cu(1-4) alloys using thermal analysis technique “ Mile B. Djurdjevic andZoran Odanovic ................................... p. 9/29

Hot rolling: mechanical, microstructural, modeling, simulation for both ferrous and light metals - H.J. McQueen, P. Leo .... p. 9/43

STaCaST: UN PROgETTO EUROPEO PER La PROgETTaZIONE DI gETTI IN LEga D’aLLUMINIO - F. Bonollo, E. Fiorese, G. Timelli, L. Arnberg, A.R. Adamane p. 11-12/53

aMBIENTE E SICUREZZa Recupero dei metalli dalle polveri di aspirazione dei forni: processo Waelz – R. Busè, D. Mombelli, C. Mapelli .................p..5/9

Procedure operative per la produzione di inerte artificiale in luogo di scoria nera – A. BAroCCi, G. LuzzAri, M. FACChin ................p..5/35

Corrosion damage and periodic inspections on lifting equipments and pressure devices - F. Giacobbe, M. Platania, A. Sili, A. Iacino, A. Corso ................... p. 6/47

New perspective in steel-making activity to increase competitiveness and reduce enviromental impact - S. Barella, E. Bondi, C. Di Cecca, A. F. Ciuffini, A. Gruttadauria, C. Mapelli, D. Mombelli ...........................p. 11-12

aUTOMOTIVE Effetti dei trattamenti di finitura sulle proprietà meccaniche di getti strutturali per applicazioni in campo automotive - S. Cecchel, G. Cornacchia, D. Dioni, M. Faccoli, V. Ferrari, A. Grumi, A. Panvini ................. p. 2/19

CaRaTTERIZZaZIONE MaTERIaLI The microstructure and technological properties of ultra high strength 1100MPa grade strip steel - P. Suikkanen, M. Hemmilä, J. Erkkilä, E. Virolainen, S. Tihinen, T. Saarinen, T. Liimatainen, V. Kesti, J. Kömi ........... p. 1/39


Multilayer coatings based on CrN/Cr for molds of plastics - F. Cova Caiazzo, S.P. Trasatti, V. Sisti .................................................... p. 6/3


anodic behaviour of carbon steel bars in realkalised concrete: potentiodynamic and potentiostatic tests in solution - E. Redaelli, A. Della Pergola, L. Bertolini ..........................p. 6/41

Evaluation of corrosion resistance of biocompatible coatings on magnesium - M. Cabrini, P. Colombi, S.Lorenzi, T.Pastor p. 7-8/23

Influence of atmospheric pressure plasma treatments on the corrosion resistance of stainless steels - K. Brunelli, L. Pezzato, M. Dabalà, M. Magrini ..........................p. 7-8/35

Metodo della Rosetta Micrometrica per la misura multidirezionale degli stress residui tramite tecnologia a fascio ionico focalizzato - F. Massimi, M. Sebastiani, D. De Felicis, E. Bemporad .....................................p. 11-12/21

COLaTa CONTINUaComposizione lubrificante per processi in colata continua – M. Alloni, R. Carli p. 10/37

COLLaUDI E CONTROLLI Corrosion damage and periodic inspections on lifting equipments and pressure devices - F. Giacobbe, M. Platania, A. Sili, A. Iacino, A. Corso ................... p. 6/47

CONTROLLO PROCESSI Ottimizzazione del processo di riscaldo per tempra di grandi fucinati mediante analisi fEM - F. Curbis, S. Mengaroni, F. Cianetti, M. Calderini, S. Neri, E. Evangelista .................p.2/35

Nidec aSI automation system for a continuous tandem mill coupled with pickling line - R. Gatti, S. Murgia ...... p. 3/19

Strip tracking measurement and control in hot strip rolling - C. Hol, L. Kampmeijer, J. de Roo, E. Spelbos ........................................ p. 3/39

CORROSIONE The microstructure and technological properties of ultra high strength 1100MPa grade strip steel - P. Suikkanen, M. Hemmilä, J. Erkkilä, E. Virolainen, S. Tihinen, T. Saarinen, T. Liimatainen, V. Kesti, J. Kömi ........... p. 1/39

Ricerca del migliore compromesso delle caratteristiche meccaniche degli acciai per utensili a caldo dopo bonifica. Comportamento della tenacità per effetto dei tempi prolungati alle temperature di nitrurazione - L. Cislaghi, D. Mattavelli .p. 2/11

Influenza dei parametri del processo di nitrurazione ionica sulla resistenza a corrosione di acciai inox - F. Lanzoni, S. Trasatti, - L. Cislaghi, V.Sisti ................. p. 2/27

Multilayer coatings based on CrN/Cr for molds of plastics - F. Cova Caiazzo, S.P. Trasatti, V. Sisti ........................................p. 6/3




Cathodic protection condition in the presence of aC interference - A. Brenna, L. Lazzari, M. Pedeferri, M. Ormellese .... P. 6/29


anodic behaviour of carbon steel bars in realkalised concrete: potentiodynamic and potentiostatic tests in solution - E. Redaelli, A. Della Pergola, L. Bertolini ..........................p. 6/41


Cathodic protection of a ship propeller shaft by impressed current anodes - T. Bellezze, R. Fratesi, G. Roventi ........... p. 7-8/3

Effect of temperature on pulsed current chromium electrodeposition from cr(iii) aqueous solutions - R. Giovanardi,A. Bozza ............................................. p. 7-8/9


Evaluation of corrosion resistance of biocompatible coatings on magnesium - M. Cabrini, P. Colombi, S.Lorenzi,T.Pastore ......................................... p. 7-8/23

Effect of chloride concentration on the repassivation behavior of structural al alloys - E. Melilli, M. Trueba,S.P. Trasatti ..................................... p. 7-8/29

Influence of atmospheric pressure plasma treatments on the corrosion resistance of stainless steels - K. Brunelli, L. Pezzato, M. Dabalà, M. Magrini ...........................p. 7-8/35

Damage analysis of stress corrosion test of pretensioning steel strands by aE

Atti e notizie


Vita associativa

monitoring - L. Calabrese, G. Campanella, P. Longo, E. Proverbio ........................... p. 7-8/41

Comportamento a corrosione di acciai superferritici ed austenitici in applicazioni alimentari - M. Franchi, R. Valle ..... p. 7-8/47

Rugosità Valutazione della rugosità e del comportamento elettrochimico del titanio in ambiente biologico - T. Monetta, A. Acquesta, F. Bellucci ........................... p. 9/19

analysis of cracks in low alloy carbon steel steam pipes, in combined cycle power plants - P. Traini .............................. p..7-8/58

Corrosione dell’acciaio al carbonio in acque debolmente acide contenenti ioni tiosolfato e solfito – S. Lorenzi, M. Cabrini, T. Pastore ..........................................p. 11-12/3

DEfORMaZIONE PLaSTICa Microstructures and textures comparison of conventional and high niobium aPI 5L X80 line pipe steel using EBSD - M. Almojil, M. Patil, S. Alshahrani ..........................p. 1/11



Deformation behaviour and microstructure development of twin roll cast aZ31 strips - M. Ullmann, R. Kawalla, H.-P. Vogt ..... p. 3/45

Investigation of roll bite behavior with various cold rolling conditions using semi-analytic solutions of von Karman’s rolling equation R-M. Guo .......................... p. 4/29

advanced roll bite models for cold and temper rolling processes - N. Legrand, T. Ngo, N. Suzuki, Y. Takahama, T. Dbouk, P. Montmitonnet, H. Matsumoto ............ p. 4/39



Innovative approach to calculate lamination curves in ring rolling operations through simulation - A. Sartori, P. Lasne, M. Gabrielli ....................... p. 10/43

DIfRaTTOMETRIa Influenza dei parametri del processo di nitrurazione ionica sulla resistenza a corrosione di acciai inox - F. Lanzoni, S. Trasatti, - L. Cislaghi, V.Sisti ................. p. 2/27

ECOLOgIa Recupero dei metalli dalle polveri di aspirazione dei forni: processo Waelz – R. Busè, D. Mombelli, C. MApeLLi ................ p. 5/9

Procedure operative per la produzione di inerte artificiale in luogo di scoria neraA. Barocci, G. Luzzari, M. Facchin ....... p. 5/35

New perspective in steelmaking activity to increase competitiveness and reduce enviromental impact - S. Barella, E. Bondi, C. Di Cecca, A. F. Ciuffini, A. Gruttadauria, C. Mapelli, D. Mombelli .....................p. 11-12/31

ELETTROCHIMICa Cathodic protection condition in the presence of aC interference - A. Brenna, L. Lazzari, M. Pedeferri, M. Ormellese .... P. 6/29

Effect of chloride concentration on the repassivation behavior of structural al alloys - E. Melilli, M. Trueba, S.P. Trasatti .................................... p. 7-8/29

Effect of temperature on pulsed current chromium electrodeposition from cr(iii) aqueous solutions - R. Giovanardi, A. Bozza ............................................ p. 7-8/9

Tuning of anodic oxidation parameters for the production of nanostructured TiO2 films – M. V. Diamanti, M. Ormellese, B. Del Curto, M.P. Pedeferri ............................ p. 9/5

faSI INTERMETaLLICHEStudy on the microstructure influence in ultrasonic test in duplex forged components - S. Barella, C. Di Cecca, A. Gruttadauria, C. Mapelli, D. Mombelli, C. Fanezi Da Rocha, T. Strohaecker ....... p. 10/29

faTICaStudio della resistenza alla fatica di contatto di acciai sinterizzati trattati termicamente - I. Metinöz, I. Cristofolini, W. Pahl, A. DeNicolo, A. Molinari ............. p. 10/4


fONDERIa Effetti dei trattamenti di finitura sulle proprietà meccaniche di getti strutturali per applicazioni in campo automotive - S. Cecchel, G. Cornacchia, D. Dioni, M. Faccoli, V. Ferrari, A. Grumi, A. Panvini ................. p. 2/19

fORgIaTURa Ottimizzazione del processo di riscaldo per tempra di grandi fucinati mediante analisi fEM - F. Curbis, S. Mengaroni, F. Cianetti, M. Calderini, S. Neri, E. Evangelista ......... p. 2/35

Study on the microstructure influence in ultrasonic test in duplex forged components - S. Barella, C. Di Cecca, A. Gruttadauria, C. Mapelli, D. Mombelli, C. Fanezi Da Rocha, T. Strohaecker ....... p. 10/29


fUSIONE E RIfUSIONE Large ESR forging ingots and their quality in production - P. Bettoni, A. Lissignoli, A. Paderni, H. Scholz, U. Biebricher,H. Franz ............................................. p. 10/13

gETTI Effetti dei trattamenti di finitura sulle proprietà meccaniche di getti strutturali per applicazioni in campo automotive - S. Cecchel, G. Cornacchia, D. Dioni, M. Faccoli, V. Ferrari, A. Grumi, A. Panvini ................ p. 2/19

IMPIaNTI E aTTREZZaTURE Product and maintenance efficiency by applying a new concept for pinch-roll change. focus on the rolling and processing industries - K. Frauenhuber, F. Moser ................................................... p. 5/3


IMPIEgHI aLIMENTaRI Comportamento a corrosione di acciai superferritici ed austenitici in applicazioni alimentari - M. Franchi, R. Valle .... p. 7-8/47

LaMINaZIONE Kocks Microstructure Simulator (KMS). New technical tool for process simulation of long products - M. Kruse, S. Schwarz, M. Schuck .................................................. p. 1/5

Microstructures and textures comparison of conventional and high niobium aPI 5L X80 line pipe steel using EBSD - M. Almojil, M. Patil, S. Alshahrani ..........................p. 1/11

Contact stress distribution and roll surface temperatures in the roll gap analyzed with different sensors T. Luks, J. Horsky, A. Nilsson, N-G. Jonsson,J. Lagergren ......................................... p. 1/17

Properties of hot rolled steel strips produced by endless casting-rolling plant - A. Guindani, R. Venturini - C. Mapelli, S. Barella, A. Gruttadauria, D. Mombelli p. 1/25aPI grades toughness analysis for thermo-mechanical rolling in qSP Thin Slab Rolling plants - M. Guagnelli, P. Bobig ........... p. 1/31


Nidec aSI automation system for a continuous tandem mill coupled with pickling line - R. Gatti, S. Murgia ..... p. 3/19


Strip tracking measurement and control in hot strip rolling - C. Hol, L. Kampmeijer, J. de Roo, E. Spelbos ................................... p. 3/39

Effect of staggered arrays on cooling characteristics of impinging water jet on



Atti e notizie indice analitico 2014

a hot steel plate - J. Lee, T.H. Kim, K.H. Do, D-W. Oh, J.M. Park .............................. p. 4/13

Study of the work roll cooling in hot rolling process with regard on service life - R. Zahradník, J. Hrabovský,M. Raudenský ..................................... p. 4/21

Investigation of roll bite behavior with various cold rolling conditions using semi-analytic solutions of von Karman’s rolling equation R-M. Guo .......................... p. 4/29

advanced roll bite models for cold and temper rolling processes - N. Legrand, T. Ngo, N. Suzuki, Y. Takahama, T. Dbouk, P. Montmitonnet, H. Matsumoto ............ p. 4/39

Product and maintenance efficiency by applying a new concept for pinch-roll change. focus on the rolling and processing industries - K. Frauenhuber, F. Moser ................................................... p. 5/3

Tribological properties of cemented carbide rolls in cold sheet rolling - M. Ueno, A. Matsumoto, T. Hiruta ..................... p. 9/37




LaVORaZIONI PLaSICHEInnovative approach to calculate lamination curves in ring rolling operations through simulation - A. Sartori, P. Lasne, M. Gabrielli ....................... p. 10/43

LUBRIfICaNTI Composizione lubrificante per processi in colata continua – M. Alloni, R. Carli ...p. 10/37

MagNESIO E LEgHE Deformation behaviour and microstructure development of twin roll cast aZ31 strips - M. Ullmann, R. Kawalla, H.-P. Vogt ..... p. 3/45

Nanoindentation and microstructure of friction stir processed die cast Mg-al-Zn alloy - E. Cerri, M. Cabibbo, P. Leo ..... p. 5/48

Evaluation of corrosion resistance of biocompatible coatings on magnesium - M. Cabrini, P. Colombi, S.Lorenzi, T.Pastore ..........................................p. 7-8/23

MaTERIaLI a MEMORIa DI fORMa Effetto del processo di microtaglio con laser in fibra pulsato sulla microstruttura e sulle proprietà funzionali di una Lega NiTiCu a memoria di forma – C. A. Biffi, P.

Bassani, M. Carnevale, N. Lecis, A. Loconte, B. Previtali, A. Tuissi .................................. p. 4/3

METaLLI LEggERI Deformation behaviour and microstructure development of twin roll cast aZ31 strips - M. Ullmann, R. Kawalla, H.-P. Vogt ..... p. 3/45

METaLLOgRafIa Sviluppo di trattamenti termici per componenti automotive colati in lega di alluminio secondario allo stato semi-solido - S. Capuzzi ........................................... p. 3/3



Large ESR forging ingots and their quality in production - P. Bettoni, A. Lissignoli, A. Paderni, H. Scholz, U. Biebricher,H. Franz ............................................ p. 10/13

METaLLURgIa DELLE POLVERI Influence of heat input and powder density on high power diode laser cladding of carbon steel with aISI316L powder - Simone Zanzarin, Sven Bengtsson, Lorena Maines, Alberto Molinari ..................................p. 9/11


MICROLaVORaZIONI LaSER Effetto del processo di microtaglio con laser in fibra pulsato sulla microstruttura e sulle proprietà funzionali di una Lega NiTiCu a memoria di forma – C. A. Biffi, P. Bassani, M. Carnevale, N. Lecis, A. Loconte, B. Previtali, A. Tuissi .................................. p. 4/3

MICROSCOPIa ELETTRONICa Effetto del processo di microtaglio con laser in fibra pulsato sulla microstruttura e sulle proprietà funzionali di una Lega NiTiCu a memoria di forma – C. A. Biffi, P. Bassani, M. Carnevale, N. Lecis, A. Loconte, B. Previtali, A. Tuissi .................................. p. 4/3

Nanoindentation and microstructure of friction stir processed die cast Mg-al-Zn alloy - E. Cerri, M. Cabibbo, P. Leo ...... p. 5/48

Multilayer coatings based on CrN/Cr for molds of plastics - F. Cova Caiazzo, S.P. Trasatti, V. Sisti ..................................... p. 6/3


Effect of temperature on pulsed current chromium electrodeposition from cr(iii)

aqueous solutions - R. Giovanardi,A. Bozza ............................................ p. 7-8/9


MICROSTRUTTURa Effetto del processo di microtaglio con laser in fibra pulsato sulla microstruttura e sulle proprietà funzionali di una Lega NiTiCu a memoria di forma – C. A. Biffi, P. Bassani, M. Carnevale, N. Lecis, A. Loconte, B. Previtali, A. Tuissi .................................. p. 4/3

MODELLaZIONE Ottimizzazione del processo di riscaldo per tempra di grandi fucinati mediante analisi fEM - F. Curbis, S. Mengaroni, F. Cianetti, M. Calderini, S. Neri, E. Evangelista ......... p. 2/35



Optimization of the filling and solidification of large ingots - K. Marx, S. Rödl, S. Schramhauser, M. Seemann p.11-12/11

NICHEL E LEgHE Thermal spray coatings for corrosion and wear protection for naval diesel engines components - G. Pulci, L. Baiamonte, F. Marra, C. Bartuli, E. Hlede ................. p. 6/9

NOTa TECNICa New Technologies and the Equipment for Production of High - quality Billets and Heavy I-beams - B. Poliakov ...............p. 1/51

analysis of cracks in low alloy carbon steel steam pipes, in combined cycle power plants - P. Traini .............................. p..7-8/58

Ecological & economical stainless steel pickling process - S. Martine,s P. Curletto, S. Luperi, L. Lattanzi ............................... p. 9/57

OSSIDaZIONE Tuning of anodic oxidation parameters for the production of nanostructured TiO2 films – M. Vittoria Diamanti, M. Ormellese, B. Del Curto, M.P. Pedeferri ..................... p. 9/5

Large ESR forging ingots and their quality in production - P. Bettoni, A. Lissignoli, A. Paderni, H. Scholz, U. Biebricher,H. Franz ............................................ p. 10/13

PRECIPITaZIONE Suitability study of endless strip production technology for fabrication of aPI grades - A. Smith, M. Lubrano, A. Di Schino, A. Guindani ............................ p. 3/27

Atti e notizie


Vita associativa

PROCESSI E IMPIaNTI Properties of hot rolled steel strips produced by endless casting-rolling plant - A. Guindani, R. Venturini - C. Mapelli, S. Barella, A. Gruttadauria, D. Mombelli ... p. 1/25

aPI grades toughness analysis for thermo-mechanical rolling in qSP Thin Slab Rolling plants - M. Guagnelli, P. Bobig ........... p. 1/31

Deformation behaviour and microstructure development of twin roll cast aZ31 strips - M. Ullmann, R. Kawalla, H.-P. Vogt ..... p. 3/45

Effect of staggered arrays on cooling characteristics of impinging water jet on a hot steel plate - J. Lee, T.H. Kim, K.H. Do, D-W. Oh, J.M. Park ............................. p. 4/13

Study of the work roll cooling in hot rolling process with regard on service life - R. Zahradník, J. Hrabovský,M. Raudenský ..................................... p. 4/21

Optimization of the filling and solidification of large ingots - K. Marx, S. Rödl, S. Schramhauser, M. Seemann p. 11-12/11


PROCESSI TERMO MECCaNICI

Kocks Microstructure Simulator (KMS). New technical tool for process simulation of long products - M. Kruse, S. Schwarz, M. Schuck .................................................. p. 1/5

Thermomechanical processing of Ti and Nb – alloyed stainless steels - G.E. Kodzhaspirov, A.I. Rudskoy,A. Borowikow ......................................p. 2/51


PROPRIETÀ Properties of hot rolled steel strips produced by endless casting-rolling plant - A. Guindani, R. Venturini - C. Mapelli, S. Barella, A. Gruttadauria, D. Mombelli .. p. 1/25

aPI grades toughness analysis for thermo-mechanical rolling in qSP Thin Slab Rolling plants - M. Guagnelli, P. Bobig ........... p. 1/31


Tuning of anodic oxidation parameters for the production of nanostructured TiO2 films - Maria Vittoria Diamanti, Marco Ormellese, Barbara Del Curto e MariaPia Pedeferri . p. 9/5

PROTEZIONE CaTODICa Cathodic protection of a ship propeller shaft by impressed current anodes - T. Bellezze, R. Fratesi, G. Roventi ........... p. 7-8/3

PROVE MECCaNICHE Effetti dei trattamenti di finitura sulle proprietà meccaniche di getti strutturali per applicazioni in campo automotive - S. Cecchel, G. Cornacchia, D. Dioni, M. Faccoli, V. Ferrari, A. Grumi, A. Panvini ................. p. 2/19


Effetto del processo di microtaglio con laser in fibra pulsato sulla microstruttura e sulle proprietà funzionali di una Lega NiTiCu a memoria di forma – C. A. Biffi, P. Bassani, M. Carnevale, N. Lecis, A. Loconte, B. Previtali, A. Tuissi .................................. p. 4/3


Nanoindentation and microstructure of friction stir processed die cast Mg-al-Zn alloy - E. Cerri, M. Cabibbo, P. Leo ..... p. 5/48

Test of electromagnetic, non-destructive method for determining material properties in steel - B. Sjögren, A. Nilsson, A. Rensgard .......................................... p. 10/23

Effect of tungsten gas arc welding 308 and 409 stainless steel on thin mechanical properties A.F. Miranda Pérez, G.Y. Pérez Medina, F.A. Reyes Valdés, I. Calliari,M. Breda ........................................... p. 10/49


PROVE NON DISTRUTTIVE Influenza dei parametri del processo di nitrurazione ionica sulla resistenza a corrosione di acciai inox - F. Lanzoni, S. Trasatti, - L. Cislaghi, V.Sisti ................. p. 2/27


Damage analysis of stress corrosion test of pretensioning steel strands by aE monitoring - L. Calabrese, G. Campanella, P. Longo, E. Proverbio .......................... p. 7-8/41

Test of electromagnetic, non-destructive method for determining material properties in steel - B. Sjögren, A. Nilsson, A. Rensgard .......................................... p. 10/23

Study on the microstructure influence

in ultrasonic test in duplex forged components - S. Barella, C. Di Cecca, A. Gruttadauria, C. Mapelli, D. Mombelli, C. Fanezi Da Rocha, T. Strohaecker ....... p. 10/29


qUaLITÀ Ottimizzazione del processo di riscaldo per tempra di grandi fucinati mediante analisi fEM - F. Curbis, S. Mengaroni, F. Cianetti, M. Calderini, S. Neri, E. Evangelista ......... p. 2/35

STaCaST: UN PROgETTO EUROPEO PER La PROgETTaZIONE DI gETTI IN LEga D’aLLUMINIO - F. Bonollo, E. Fiorese, G. Timelli, L. Arnberg, A.R. Adamane p. 11-12/53

RaSSEgNaSTaCaST: UN PROgETTO EUROPEO PER La PROgETTaZIONE DI gETTI IN LEga D’aLLUMINIO - F. Bonollo, E. Fiorese, G. Timelli, L. Arnberg, A.R. Adamane p. 11-12/53


REfRaTTaRI Experimental trials and theoretical background about foaming, slag refractory interaction and feasibility of crude magnesium carbonate injection as foaming agent and its use for Eaf refractory protection - C. Mapelli, D. Mombelli, S. Barella, P. Trezzi, G. Ferrari, C. Cagni ............... p. 5/19

RICICLaggIO Recupero dei metalli dalle polveri di aspirazione dei forni: processo Waelz – R. Busè, D. Mombelli, C. Mapelli ............... p. 5/9

Procedure operative per la produzione di inerte artificiale in luogo di scoria nera – A. Barocci, G. Luzzari, M. Facchin ........... p. 5/35

RIVESTIMENTI Multilayer coatings based on CrN/Cr for molds of plastics - F. Cova Caiazzo, S.P. Trasatti, V. Sisti ..................................... p. 6/3



Influence of heat input and powder density on high power diode laser cladding of carbon steel with aISI316L powder - Simone Zanzarin, Sven Bengtsson, Lorena Maines, Alberto Molinari ..................................p. 9/11



Atti e notizie indice analitico 2014

SaLDaTURa Effect of tungsten gas arc welding 308 and 409 stainless steel on thin mechanical properties A.F. Miranda Pérez, G.Y. Pérez Medina, F.A. Reyes Valdés, I. Calliari,M. Breda ........................................... p. 10/49

SELEZIONE MaTERIaLI Procedure operative per la produzione di inerte artificiale in luogo di scoria nera – A. Barocci, G. Luzzari, M. Facchin ........... p. 5/35



SIDERURgIa Nidec aSI automation system for a continuous tandem mill coupled with pickling line - R. Gatti, S. Murgia ..... p. 3/19

Experimental trials and theoretical background about foaming, slag refractory interaction and feasibility of crude magnesium carbonate injection as foaming agent and its use for Eaf refractory protection - C. Mapelli, D. Mombelli, S. Barella, P. Trezzi, G. Ferrari, C. Cagni ............... p. 5/19


SIMULaZIONE NUMERICaKocks Microstructure Simulator (KMS). New technical tool for process simulation of long products - M. Kruse, S. Schwarz, M. Schuck .................................................. p. 1/5


Study of the work roll cooling in hot rolling process with regard on service life - R. Zahradník, J. Hrabovský, M. Raudenský ..................................... p. 4/21



Optimization of the filling and solidification of large ingots - K. Marx, S. Rödl, S. Schramhauser, M. Seemann .p. 11-12/11

SOLIDIfICaZIONE Heat treatment response and influence of overaging on mechanical properties of C355 cast aluminum alloy - L. Ceschini, Al. Morri, An. Morri, F. Rotundo, S. Toschi, F. Rotundo ............................................... p. 5/27

analysis of the solidification path of al-Si9-Cu(1-4) alloys using thermal analysis technique - Mile B. Djurdjevic and Zoran Odanovic. ........................................... p. 9/29

Large ESR forging ingots and their quality in production - P. Bettoni, A. Lissignoli, A. Paderni, H. Scholz, U. Biebricher, H. Franz ............................................. p. 10/13

Optimization of the filling and solidification of large ingots - K. Marx, S. Rödl, S. Schramhauser, M. Seemann ............p. 11-12/11

TITaNIO E LEgHE Tuning of anodic oxidation parameters for the production of nanostructured TiO2 films - Maria Vittoria Diamanti, Marco Ormellese, Barbara Del Curto e MariaPia Pedeferri . p. 9/5


TRafILaTURa Damage analysis of stress corrosion test of pretensioning steel strands by aE monitoring - L. Calabrese, G. Campanella, P. Longo, E. Proverbio ........................... p. 7-8/41

TRaSfORMaZIONE DI faSE Ottimizzazione del processo di riscaldo per tempra di grandi fucinati mediante analisi fEM - F. Curbis, S. Mengaroni, F. Cianetti, M. Calderini, S. Neri, E. Evangelista ......... p. 2/35

Suitability study of endless strip production technology for fabrication of aPI grades - A. Smith, M. Lubrano, A. Di Schino, A. Guindani ............................ p. 3/27Effect of cold rolling on pitting resistance in duplex stainless steels - M. Breda, L. Pezzato, I. Calliari, M. Pizzo ................. p. 6/15

TRaTTaMENTI SUPERfICIaLI Influenza dei parametri del processo di nitrurazione ionica sulla resistenza a corrosione di acciai inox - F. Lanzoni, S. Trasatti, - L. Cislaghi, V.Sisti ................. p. 2/27

Effect of temperature on pulsed current chromium electrodeposition from cr(iii) aqueous solutions - R. Giovanardi,A. Bozza ............................................ p. 7-8/9

Influence of atmospheric pressure plasma treatments on the corrosion resistance of stainless steels - K. Brunelli, L. Pezzato, M. Dabalà, M. Magrini ...........................p. 7-8/35

Tuning of anodic oxidation parameters for the production of nanostructured TiO2 films - Maria Vittoria Diamanti, Marco Ormellese, Barbara Del Curto e MariaPia Pedeferri.. p. 9/5


TRaTTaMENTI TERMICI Resilienza alle basse temperature di diversi acciai cementati e temprati - A. Bavaro, I. Bergonzi, A. Vailati ................. p. 2/5

Ricerca del migliore compromesso delle caratteristiche meccaniche degli acciai per utensili a caldo dopo bonifica. Comportamento della tenacità per effetto dei tempi prolungati alle temperature di nitrurazione - L. Cislaghi, D. Mattavelli . p. 2/11

Effetti dei trattamenti di finitura sulle proprietà meccaniche di getti strutturali per applicazioni in campo automotive - S. Cecchel, G. Cornacchia, D. Dioni, M. Faccoli, V. Ferrari, A. Grumi, A. Panvini ................. p. 2/19

Ottimizzazione del processo di riscaldo per tempra di grandi fucinati mediante analisi fEM - F. Curbis, S. Mengaroni, F. Cianetti, M. Calderini, S. Neri, E. Evangelista ......... p. 2/35



TRIBOLOgIaInfluenza dei parametri del processo di nitrurazione ionica sulla resistenza a corrosione di acciai inox - F. Lanzoni, S. Trasatti, - L. Cislaghi, V.Sisti ................. p. 2/27

Thermal spray coatings for corrosion and wear protection for naval diesel engines components - G. Pulci, L. Baiamonte, F. Marra, C. Bartuli, E. Hlede .................. p. 6/9

Tribological properties of cemented carbide rolls in cold sheet rolling - M. Ueno, A. Matsumoto, T. Hiruta ...................... p. 9/37

Studio della resistenza alla fatica di contatto di acciai sinterizzati trattati termicamente - I. Metinöz, I. Cristofolini, W. Pahl, A. DeNicolo, A. Molinari .............. p. 10/4

VaLUTaZIONE MaTERIaLI Thermal spray coatings for corrosion and wear protection for naval diesel engines components - G. Pulci, L. Baiamonte, F. Marra, C. Bartuli, E. Hlede ................. p. 6/9


Atti e notizie


Vita associativa

SIDERURgIa – aMBIENTE – PROCESSI E IMPIaNTI - RaSSEgNa New perspective in steelmaking activity to increase competitiveness and reduce enviromental impact - S. Barella, E. Bondi, C. Di Cecca, A. F. Ciuffini, A. Gruttadauria, C. Mapelli, D. Mombelli .....................p. 11-12/31

aTTI E NOTIZIE, VITa aSSOCIaTIVa

Il nuovo anno AIM si prospetta ricco di iniziative ............................................. p. 1/47

STEELSIM 2015 .................................. p. 1/48

Recupero scorie e refrattarioin acciaieria ........................................ p. 1/48

Corso modulare Metallografia ............ p. 1/49

Rivestimenti spessi: placcatura e termospruzzatura ............................... p. 1/50

Molte attività in programmaper il 2014 .......................................... p. 2/57

Trattamenti termici di forgiati di grosse dimensioni ......................................... p. 2/58

La qualità dei pressocolati: progressi acquisiti e aspettative ...................................... p. 2/58

Riprende, nella nuova veste modulare, il Corso “Metallografia” ................................... p. 3/52

Progettazione stampi ......................... p. 3/53

Materiali metallici per le tecnologie dell’idrogeno ...................................... p. 3/54

Bando Premio Aldo Daccò .................. p. 3/55

Bilancio pluriennale dei Corsi AIM sulle prove meccaniche e sulle provenon distruttive .................................... p. 3/56

I soci si ricordino delConvegno Nazionale AIM ....................p. 4/51

11th European Conference & ExpoElectric Steelmaking .......................... p. 4/52

Macchina fusoria ................................ p. 4/52

abbiamo un nuovo presidente ..............p. 5/51

Verbale della 71a Assemblea Ordinaria dei Soci AIM.............................................. p. 5/52

Relazione del Consiglio Direttivo

Anno: 2013 .......................................... p. 5/53

Relazione del tesoriere sul rendiconto dell’esercizio 2013 ............................. p. 5/54

Relazione del Collegio dei Revisori sul bilancio al 31/12/2013 ................................... p. 5/56

Grande successo per la conferenzaIcrf 2014 ............................................. p. 6/54

Bando premi per l’innovazione in metallurgia delle polveri, 2014 ............................... p. 6/59

Insediato il nuovo consiglio direttivo AIM ....................................p. 7-8/53

Organi e Cariche Sociali AIM 2014 ..p. 7-8/54

Giornate Nazionali sulla Corrosione e Protezione .......................................p. 7-8/55

Pillole per preposti: I refrattari ........... p. 9/54

Sviluppo di nuovi acciai per settore automotive ......................................... p. 9/54Premio AIM Sicurezza - 2014 ............. p. 9/54

Notizie dall’UNSIDER .......................... p. 9/55

Norme pubblicate o in inchiesta ........ p. 9/56

Appuntamento Al 35° Convegno Nazionale AIM ................................................ p. 10/55

Numeri record per l’edizione italiana di EUROCORR 2014 organizzatada AIM .............................................. p. 10/55

Corrosione e protezione dei metalli p. 10/56

Metallurgia delle polveri: nuove tecnologie e sviluppo ecosostenibile ..................... p. 10/57

Progettare con le leghe leggeree ultraleggere .................................... p. 10/57

NORMATIVA - Notizie dall’UNSIDER p. 10/59

Lettera del Presidente ai Soci AIM p. 11-12/41

35° Convegno Nazionale AIM ..... p. 11-12/42

Corso itinerante Metallurgia verde e sostenibile 2015 ........................... p. 11-12/44

Corso Prove meccaniche – IX edizione .........p. 11-12/44Premio per l’innovaziione in Metallurgia per le polveri ......................................................... 45

Ricordo del prof. Giordano Trabanelli .............p 11-2/46Corso itinerante Efficienza energetica ..........p. 11-12/47NORMATIVA - Notizie dall’UNSIDER ..............p. 11-12/47

aTTIVITÀ DEI COMITaTI TECNICI p. 1/58; p. 3/58; p. 4/55; p. 5/58; p. 6/61, p..7-8/56-57;................................ p. 11-12/49

RECENSIONILe prove non distruttive ..................... p. 4/54

Alla ricerca di un’ingegnerecon l’apostrofo ................................... p. 4/54

aTTUaLITÀ INDUSTRIaLEGruppo Feralpi: pubblicato il quinto bilancio di sostenibilità......................................... p. 4/63

Siemens ammoderna il laminatoio per barre Çemtaş in Turchia ............................... p. 4/63

TES - Transformer Electro Service chiude il 2013 con importanti commesse ......... p. 4/63

MeTeF 2014, un fitto programma di convegni e sessioni ............................................ p. 5/59Forno di trattamento termico multifunzionale SOLO Swiss per elementi di fissazionee molle .............................................. p. 10/63ASO Siderurgica annuncia il completamento dell’acquisizione di CromsteelIndustries S.A .................................... p. 10/63ABS -Acciaierie Bertoli Safau: la sfida di produrre in maniera sostenibile ........11-12/71

Nasce Metal Interconnector ..........p. 11-12/71Hypertherm introduces HyAccess extended consumables for cutting and gouging in hard to reach areas ................................ p.11-12/71

ECONOMIa E PRODUZIONEProduzione: in aumento l’output mondiale a ottobre - Steel Market Outlook: un megafono per gli utilizzatori di acciaio - Produzione italiana: a novembre in recupero ma ancora con segno meno ............................ p. 1/61-63

Italia: in discesa l’andamento dei prezzi dell’acciaio nel 2013 - Coils, minerale ferroso, coke, zinco e nickel: attese contrastate per il 2014 - 2013: sale l’import italiano di acciaio, rallenta l’export. Consumo apparente negativo

- La Danieli punta sull’alluminio - Alcoa cerca di espandere l’uso di lamiera di alluminio nelle auto - Il settore automobilistico potrebbe spostarsi verso il metallo secondario - Andamento del mercato dei metalli - Il riciclo europeo di lattine in alluminio per bevande al livello record del 68% - Il RINA acquisisce la maggioranza del Centro SviluppoMateriali ........................................p. 2/59-63

Turchi, Francesi e Tedeschi si prendono il mercato perso da Ilva - Ilva: 2013 chiuso con un fatturato di 3,8 miliardi - Produzione mondiale di acciaio: gennaioparte piano ....................................p. 3/60-62

Rottame: una «dipendenza»che costa all’Italia 1,5 miliardi di euro - L’austerity smantella la siderurgia: il caso della Grecia - Standard globale per la sostenibilità nell’industria dell’alluminio -La domanda mondiale di alluminio crescerà del 5,9% annuo fino al 2017 - Importante commessa Mercedes per Sir Press - Commenti energici di Goldman Sachs sull’alluminio .................................. p. 4/58-61

Quale futuro per l’impiantistica nel comparto tubi? - Il 2014 parte con il «turbo» - In aumento la domanda di robotica e automazione - Imballaggi in alluminio negli inceneritori: il 2,3% di alluminio metallico nascosto nelle ceneri pesanti ...............................p. 5/60-63

Forge: tra la mancanza di domanda e la necessità di cooperazione ................... p. 6/56

Industria & Acciaio 2030: un viaggio nel futuro della manifattura .............................p. 7-8/69

Nel primo semestre sale la produzione mondiale di acciaio - 2014 con quotazioni dell’acciaio in ribasso - Europa: più consumo di acciaio e più commercio estero nel 2014/2015. ................................... p. 9/61- 62

Andamento del mercato dei metalli - Acciaio: leggera frenata della produzione mondiale ad agosto - Italia: ad agosto meno acciaio - Agosto ancora in crescita per la ghisa. Recupera anche il DRI - Made in Steel: oltre il 70% degli spazi espositivi vendutooppure opzionato .........................p. 10/60-62

Bilanci d’acciaio: allarme redditività per l’acciaio italiano - Innovazione ed internazionalizzazione per l’acciaio del futuro - bilanci: a cinque aziende il riconoscimento di Siderweb ................................. p. 11-12/50-52



Atti e notizie indice Autori 2014

Acquesta, A. ..................................................p. 9/19Adamane,A.R. ........................................p. 11-12/53Alloni, M. ......................................................p. 10/37Almojil, M. .................................................... p. 1/11Alshahrani S., ................................................ p. 1/11Arnberg, L. .............................................p. 11-12/53Baiamonte, L. ..................................................p. 6/9Barella, S. ... p. 1/25; p. 5/19; p. 10/29; p. 11-12/31Barocci, A. ......................................................p. 5/35Bartuli, C. ........................................................p. 6/9Bassani, P. .......................................................p. 4/3Bavaro, A. .....................................................p. 2/5Bellezze, T. .................................................. p. 7-8/3Bellucci, F. ......................................................p. 9/19Bemporad, E. .......................................... p. 11-12/21Bengtsson, S. ................................................ p. 9/11Bergonzi, I. ......................................................p. 2/5Bertolini, L. ....................................p. 6/41; p. 7-8/17Bettoni, P. .....................................................p. 10/13Biebricher, U. ..............................................p. 10/13Biffi, C. A. .........................................................p. 4/3Bobig, P. .........................................................p. 1/31Bonaccorsi, L. ................................................p. 6/35Bondi, E. ................................................. p. 11-12/31Bonollo, F. .............................................p. 11-12/53Borowikow, A. ................................................p. 2/51Bozza, A. ..................................................... p. 7-8/9Breda, M. ..................................... p. 6/15; p. 10/49Brenna, A .......................................................p. 6/29Brunelli, K. ................................................. p. 7-8/35Busè, R..............................................................p..5/9Cabibbo, M. ...................................................p. 5/48Cabrini, M. ............... p. 6/21; p. 7-8/23; p. 11-12/3Cagni, C. ........................................................p. 5/19Calabrese, L. ............................... p. 6/35; p. 7-8/41Calderini, M. ..................................................p. 2/35Calliari, I. ...................................... p. 6/15; p. 10/49Campanella, G. ...........................................p. 7-8/41Caprì, A. .........................................................p. 6/35Capuzzi, S. .......................................................p. 3/3Carli, R. ........................................................p. 10/37Carnevale, M. ...................................................p. 4/3Cecchel, S. ....................................................p. 2/19Cerri, E. .........................................................p. 5/48Ceschini, L. ....................................................p. 5/27 Cianetti, F. .....................................................p. 2/35Cislaghi, L. ......................................p. 2/11; p. 2/27Ciuffini, A. F. ........................................... p. 11-12/31Colombi, P. ................................................ p. 7-8/23Cornacchia, G. ..............................................p. 2/19Corso, A. ........................................................p. 6/47Cova Caiazzo, F. ..............................................p. 6/3Cristofolini, I. ..................................................p. 10/4Curbis, F. .......................................................p. 2/35Curletto, P. .....................................................p. 9/57Dabalà, M. ................................................. p. 7-8/35Dbouk, T. ........................................................p. 4/39De Felicis, D. .......................................... p. 11-12/21de Roo, J.........................................................p. 3/39Del Curto, M. ...................................................p. 9/5Della Pergola, A. .............................................p. 6/41DeNicolo, A. ...................................................p. 10/4Di Cecca, C. ...........................p. 10/29; p. 11-12/31Di Schino, A. .................................................p. 3/27Diamanti, M. ...................................................p. 9/5Dioni, D. ........................................................p. 2/19Djurdjevic, M.B. .............................................p. 9/29Do, K.H. ........................................................ p. 4/13Dolić, N. ....................................................... p. 3/13Erkkilä, J. .......................................................p. 1/39Evangelista, E. ................................................p. 2/35Facchin , M. ...................................................p. 5/35Faccoli, M. .....................................................p. 2/19Fanezi Da Rocha, C. .....................................p. 10/29Ferrari, G. .......................................................p. 5/19Ferrari, V. ......................................................p. 2/19

Indice autori 2014

Fiorese, E. .............................................p. 11-12/53Franchi, M. .................................................p. 7-8/47Franz, H. .......................................................p. 10/13Fratesi, R. ..................................................... p. 7-8/3Frauenhuber, K. ................................................p. 5/3Gabrielli, M. ..................................................p. 10/43Gastaldi, M. ................................................p. 7-8/17Gatti, R. .........................................................p. 3/19Giacobbe, F. ...................................................p. 6/47Giovanardi, R. .............................................. p. 7-8/9Graf, M. .........................................................p. 2/43Grumi, A. .......................................................p. 2/19Gruttadauria, A. ........p. 1/25; p. 10/29; p. 11-12/31Guagnelli, M. .................................................p. 1/31Guindani A. ....................................................p. 3/27Guindani, A. ..................................................p. 1/25Guo, R-M. .......................................................p. 4/29H.J. Leo, P. .....................................................p. 9/43Hemmilä, M. .................................................p. 1/39Hiruta, T. .......................................................p. 9/37Hlede, E............................................................p. 6/9Hol, C. ...........................................................p. 3/39Horsky, J.........................................................p. 1/17Hrabovský, J. ..................................................p. 4/21Iacino, A. .......................................................p. 6/47Jonsson, N-G. ................................................p. 1/17Kampmeijer, L. ...............................................p. 3/39Kawalla, R. ...................................... p. 2/43; p. 3/45Kesti, V. .........................................................p. 1/39Kim, T.H. ....................................................... p. 4/13Kodzhaspirov, G.E. ........................................p. 2/51Kömi, J. ...........................................................p. 1/39Kruse, M. .........................................................p. 1/5Lagergren, J. ..................................................p. 1/17Lanzoni, F. .....................................................p. 2/27Lasne, P. .......................................................p. 10/43Lattanzi, L. .....................................................p. 9/57Lazzari, L. .......................................................p. 6/29Lecis, N. ..........................................................p. 4/3Lee, J. ........................................................... p. 4/13Legrand, N. ...................................................p. 4/39Leo, P. ............................................................p. 5/48Liimatainen, T. ...............................................p. 1/39Lissignoli, A. .................................................p. 10/13Loconte, A. ......................................................p. 4/3Lollini, F. .....................................................p. 7-8/17Longo, P. ....................................................p. 7-8/41Lorenzi, S. ................ p. 6/21; p. 7-8/23; p. 11-12/3Lubrano, M. ...................................................p. 3/27Luks, T. ...........................................................p. 1/17Luperi, S. ........................................................p. 9/57Luzzari,.G......................................................... p..5/35Magrini, M. ................................................. p. 7-8/35Maines, L. ..................................................... p. 9/11Manasijević, S. ............................................. p. 3/13Mapelli, C. ...... p. 1/25; p..5/9; p. 5/19; p. 10/29; p. 11-12/31Marra, F. ..........................................................p. 6/9Martines, S.....................................................p. 9/57Marx, K. ................................................. p. 11-12/11Massimi, F. .............................................. p. 11-12/21Matsumoto, H. ................................ p. 4/39; p. 9/37Mattavelli, D. .................................................. p. 2/11McQueen, H.J. ...............................................p. 9/43Melilli, E. .................................................. p. 7-8/29Mengaroni, S. ................................................p. 2/35Metinöz, I. ......................................................p. 10/4Miranda Pérez, A.F. .................................... p. 10/49Molinari, A. .......................................p. 9/11; p. 10/4Mombelli, D. ...p. 1/25; p..5/9; p. 5/19; p. 10/29; 11-12/31Monetta, T. ....................................................p. 9/19Montmitonnet, P. . ..........................................p. 4/39Morri, Al. ........................................................p. 5/27 Morri, An. .......................................................p. 5/27 Moser, F. ..........................................................p. 5/3Murgia, S. ......................................................p. 3/19

Neri, S. ..........................................................p. 2/35

Ngo, T. ............................................................p. 4/39

Nilsson, A. ................................... p. 1/17; p. 10/23

Odanovic, Z. ...................................................p. 9/29

Oh, D-W. ....................................................... p. 4/13

Ormellese, M. .................................... p. 6/29; p. 9/5

Paderni, A. ...................................................p. 10/13

Pahl, W. ..........................................................p. 10/4

Panvini, A. .....................................................p. 2/19

Park, J.M. .......................................................p. 4/13

Pastore, T. ................ p. 6/21; p. 7-8/23; p. 11-12/3

Patil, M. ........................................................ p. 1/11

Pedeferri, M. .................................... p. 6/29; p. 9/5

Pérez Medina, G.Y. .................................... p. 10/49

Pezzato, L. ................................................. p. 7-8/35

Pezzato, L. .....................................................p. 6/15

Pizzo, M. .........................................................p. 6/15

Platania, M. ...................................................p. 6/47

Poliakov, B. .....................................................p. 1/51

Previtali, B. ......................................................p. 4/3

Proverbio, E. ................................. p. 6/35; p. 7-8/41

Pulci, G. ............................................................p. 6/9

Radaelli, M. ....................................................p. 6/21

Radiša, R. .......................................................p. 3/13

Raić, K. ..........................................................p. 3/13

Raudenský, M. ...............................................p. 4/21

Redaelli, E. ....................................................p. 6/41

Rensgard, A. .................................................p. 10/23

Reyes Valdés, F.A. ..................................... p. 10/49

Rödl, S. ................................................. p. 11-12/11

Rotundo, F. .....................................................p. 5/27

Roventi, G. ................................................... p. 7-8/3

Rudskoy, A.I. .................................................p. 2/51

Saarinen, T. ....................................................p. 1/39

Sartori, A. .....................................................p. 10/43

Scholz, H. ....................................................p. 10/13

Schramhauser, S. ................................... p. 11-12/11

Schuck, M. ......................................................p. 1/5

Schwarz, S. .................................................. p. 1/5

Sebastiani, M. ........................................ p. 11-12/21

Seemann, M. ........................................... p. 11-12/11

Sili, A. ............................................................p. 6/47

Sisti, V. ............................................. p. 2/27; p. 6/3

Sjögren, B. ..................................................p. 10/23

Smith, A. .......................................................p. 3/27

Spelbos, E. ....................................................p. 3/39

Strohaecker, T. ..............................................p.10/29

Suikkanen, P. ................................................p. 1/39

Suzuki, N. .......................................................p. 4/39

Takahama, Y. ..................................................p. 4/39

Tihinen, S. .....................................................p. 1/39

Timelli, G. ...............................................p. 11-12/53

Toschi, S. ........................................................p. 5/27

Traini, P. Trasatti, S. .........p. 2/27; p. 6/3; p. 7-8/29

Trezzi, P. ........................................................p. 5/19

Trueba, M. ................................................ p. 7-8/29

Tuissi, A. ...........................................................p. 4/3

Ueno, M. .......................................................p. 9/37

Ullmann, M. ...................................................p. 3/45

Vailati, A. ........................................................p. 2/5

Valle, R. .......................................................p. 7-8/47

Venturini, R. ..................................................p. 1/25

Virolainen, E. .................................................p. 1/39

Vogt,H.-P. .......................................................p. 3/45

Zahradník, R. ..................................................p. 4/21

Zanzarin, S. ................................................... p. 9/11


Vita associativaAtti e notizie Attualità industriale

aBS -acciaierie Bertoli Safau: la sfida di produrre in maniera sostenibile

Quello siderurgico è sicuramente uno dei settori produttivi in cui la proble-matica dell’impatto ambientale si è fatta sentire negli anni in maniera più evidente. Questo anche a causa di al-cune cattive gestioni della sicurezza interna e delle emissioni nocive sul territorio, che sono arrivate ad occu-pare le prime pagine dei giornali.Non mancano però gli esempi di se-gno opposto, come nel caso di ABS - Acciaierie Bertoli Safau SpA , azien-da specializzata nella produzione di acciai speciali di eccezionale qualità con sede a Pozzuolo del Friuli (UD), che negli ultimi anni ha messo in pie-di un piano di sostenibilità che rap-presenta un caso di eccellenza per il settore siderurgico.Il processo produttivo ABS è soste-nibile a partire dalla materia prima: l’azienda infatti realizza acciai pregia-ti a partire dal riciclo di rottami me-tallici provenienti da demolizioni, car-penterie o altre attività industriali che producono trucioli o scarti metallici. ABS utilizza solo rottame altamente selezionato e rispondente ai dettami della NFA (Norme Fabbricazione Ac-ciaieria). Negli ultimi anni, ABS ha realizzato in-vestimenti significativi per abbattere le emissioni in atmosfera, per ridurre il fabbisogno energetico, per ottimiz-zare il prelievo idrico, per recuperare in modo utile e produttivo gli scarti di lavorazione, per migliorare l’impatto sul territorio circostante.Investimenti che hanno visto già nel breve termine numerosi risultati si-gnificativi. Negli ultimi due anni infatti l’azienda ha registrato una riduzione del 27% dei consumi idrici per ora lavorata, una riduzione del 14% del consumo energetico e circa 40.000 quote di CO2 risparmiate.Sul fronte della riduzione delle emis-sioni in atmosfera, ABS ha messo in campo un “Piano di riduzione delle emissioni diffuse” - approvato dagli Enti di riferimento – e sta sviluppan-do in collaborazione con il Politecni-co di Milano un nuovo progetto che permetterà di ottenere un’ulteriore

riduzione delle emissioni, in linea con le Best Available Techniques.Grande attenzione viene rivolta an-che alla gestione dei rifiuti industriali, spingendo al massimo il riutilizzo ed il recupero. Delle 60.000 tonnella-te di rifiuti prodotte ogni anno, solo 10.000 finiscono in discarica, mentre le restanti 50.000 - corrispondenti ad oltre l’80% dei rifiuti prodotti - sono destinate al recupero e al riutilizzo. Il progetto di crescita sostenibile di ABS non vuol dire solo salvaguardia dell’ambiente, ma anche gestione re-sponsabile dei rapporti con le perso-ne e con il territorio.Il progetto di sostenibilità di ABS non rimane però confinato all’interno del-lo stabilimento, ma va a coinvolgere anche tutto il territorio circostante. Nel 2007 è iniziata la creazione del Bosco ABS, un’area verde di oltre 13 ettari, con oltre 10.000 piante, com-pletamente a disposizione della col-lettività. A partire dal 2010 sono state realizzate delle colline di mitigazione attorno agli stabilimenti produttivi, che hanno permesso non solo un mi-glioramento sul piano paesaggistico ma anche l’abbattimento di oltre 2 decibel delle emissioni sonore.Per raccontare al meglio la filosofia ABS, è stato recentemente realizzato “Acciaio bene sostenibile”, un album ricco di immagini e di numeri che rac-conta in modo semplice ma puntua-le l’impegno quotidiano dell’azienda nella sostenibilità a 360 gradi.

Fonte: ABS - Acciaierie Bertoli Safau SpA

NaSCE METaL INTERCONNECTORLa nuova società consortile costituita dalle imprese del settore siderurgico e metallurgico

Metal Interconnector è la nuova so-cietà consortile per azioni nata su iniziativa delle imprese del settore si-derurgico e di altri comparti energivo-ri dell’industria italiana come la me-tallurgia non ferrosa, ma con al suo interno anche aziende di altri settori (legno e altri). La costituzione ufficia-le di Metal Interconnector è avvenu-ta venerdì scorso a Milano presso la sede milanese della Federacciai.

Metal Interconnector (la cui sede sarà a Milano, in Viale Sarca 336) rappresenta un consorzio di aziende caratterizzate da significativi consumi ed elevata incidenza del consumo di energia elettrica sulla propria produ-zione e raggruppa poco meno del 70% delle aziende che avevano risposto ai bandi di Terna, gestore della rete elettrica nazionale ad alta e altissima tensione. Questo Consorzio soddisfa l’esigenza di avere uno strumento di aggregazione finalizzato a finanziare le linee di interconnessione elettrica tra l’Italia e gli altri Paesi che permet-teranno alle aziende “azioniste” coin-volte di importare energia dall’estero a bassi costi e di rimanere dunque competitive sul mercato. Metal Interconnector sarà presto affiancata da aggregazioni di azien-de appartenenti ad altri settori (ad esempio carta, chimica, cemento, vetro, ecc.) per dare vita a Intercon-nector Italia, soggetto economico che comprenderà la totalità delle aziende interessate e che formalmente si in-terfaccerà con Terna per il finanzia-mento e la realizzazione delle linee di interconnessione.La prima opera prevista e promossa dalla neonata società è l’interconnes-sione Italia – Francia, un’opera impor-tante, strategica e lungimirante.

Fonte: Federacciai

Hypertherm introduces Hyaccess extended consumables for cutting and gouging in hard to reach areas

Hypertherm, a manufacturer of pla-sma, laser, and waterjet cutting sy-stems, today announced the availa-bility of new extended consumables for its Powermax30, Powermax30 XP, and Powermax45 plasma systems. Patented HyAccess™ consumables extend three inches longer than stan-dard consumables for better visibili-ty and accessibility when cutting or gouging in hard to reach areas or confined spaces. The improved visibility and access achieved with HyAccess eliminates the need for certain secondary ope-rations or multiple cutting passes.

Fonte Hyperterm


Atti e notizie AgenDA

CAlenDArio Dei prinCipAli eVenti internAzionAli

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2 - 4 dicembre, Mestre (VE)CONVEgNO TECNICO MfN SULLa PaLLINaTURaOrganizzato da MFN (Metal Finishing News).Info: www.mfn.li/workshops

2015

30 gennaio, Graz, Austria advanced Materials Modelling for Industrial PracticeKMM-VIN-fEMS joint Workshop.Per informazioni: Cecilia Poletti, TU Graz & KMM-VIN, e-mail: [email protected], tel. +43 316 873 1676

22 - 24 aprile, Birmingham, UK Rolls 2015Organizzato da IOM3. Info: http://www.iom3.org/events/rolls2015 28-30 aprile, Graz, Austria 8th Europ. Stainless Steel - Science & Market and Duplex Organizzato da ASMET. Info: www.stainlesssteel2015.org

10 – 13 maggio, Budapest, Ungheria 9th Int. Conf. CLEaN STEEL Organizzato da Hungarian Mining and Metallurgical Society

15 - 17 aprile Graz, Austria18th International ESafORM Conference on Material formingOrganizzato da ASMET. Info: www.esaform2015.at 19-21 maggio, Düsseldorf, Germania CETaS 2015 – 9TH Int. Conf. on Progress in analytical Chemistry & Materials Characterisationin the Steels and Metal IndustryOrganizzati da Steel Institute VDEh. Info: http://www.cetas2015.eu/

20-22 maggio, Venezia Eur. Conf. HEaT TREaTMENT & SURfaCE ENgINEERINg & 22nd IfHTSE Congress Organizzata da AIM. Info: http://www.aimnet.it/ht2015.htm

24 – 29 maggio, Troia, PortogalloEMCR 2015 - 11th International Symposium on Electrochemical Methods in Corrosion Research Info: www.emcr2015.org

27-28 maggio, Bergamo IVS – International Valve SummitInfo: www.confindustriabergamo.it

15-16-17 giugno, Ferrara XI giornate Nazionali Corrosione e ProtezioneOrganizzate da AIM. Info: http://www.aimnet.it/gncorr2015.htm

15 –19 giugno, Düsseldorf, Germania METEC InSteelCon 2015 - ESTaD 2015 Organizzati da Steel Institute VDEh. Info: http://www.metec-insteelcon2015.com/

New La Metallurgia Italiana LaMetallurgia · 2015. 1. 1. · La Metallurgia Italiana - n....

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