Comportamento a fatica di materiali compositi a matrice di titanio

Il principale settore d’impiego dei compositi a matrice di titanio (TMC) è senz’altro quello delle strutture destinate ad operare a temperature di esercizio medio-alte (~600°C), cioè in condizioni in cui i componenti sono sottoposti a sollecitazioni termiche e termo-meccaniche per gran parte della loro vita utile. Tali sollecitazioni provocano modificazioni nel materiale e queste ultime, a loro volta, ne condizionano il comportamento. In particolare, i fenomeni di ossidazione superficiale (dovuti all’esposizione ad elevata temperatura in ambienti ossidanti) e la formazione di prodotti di reazione all’interfaccia fibra-matrice, possono portare, se non debitamente controllati, ad un rapido deterioramento delle proprietà resistenziali del materiale. Di qui l’esigenza di investigare approfonditamente le proprietà dei TMC e la loro risposta in condizioni quanto più possibile prossime a quelle di impiego. Lo studio qui riportato è volto alla caratterizzazione meccanica e a fatica di TMC prodotti tramite processo foil-fibre-foil. Le prove sono state condotte sia sul materiale tal quale che dopo esposizione ad elevata temperatura; i trattamenti termici sono stati eseguiti sotto vuoto allo scopo di mettere in risalto gli effetti dell’evoluzione microstrutturale (crescita dello spessore di reazione all’interfaccia fibra-matrice) sulle proprietà meccaniche del materiale, eliminando invece quelli dovuti ai fenomeni ossidativi.