Caratterizzazione microstrutturale e prove di resilienza su giunti Friction Stir Welding e Linear Friction Welding di compositi a matrice metallica

In questo studio sono stati caratterizzati giunti Friction Stir Welding e Linear Friction Welding su compositi a matrice in lega di alluminio e rinforzo particellare ceramico. Il processo FSW è stato applicato a due compositi ottenuti con processo fusorio, quindi estrusi e trattati termicamente T6: AA6061/20%vol.Al2O3p e AA7005/10%vol.Al2O3p. I giunti LFW sono stati invece realizzati su un composito con matrice in lega di alluminio e rinforzo particellare in carburo di silicio, ottenuto mediante metallurgia delle polveri, quindi forgiato e trattato termicamente T4: AA2124/25%vol.SiCp. Sono stati esaminati gli effetti della saldatura sullecaratteristiche microstrutturali dei giunti, avvalendosi di tecniche di microscopia ottica con analisi di immagine e di microscopia elettronica in scansione (SEM) con microsonda a dispersione di energia (EDS). Sono state quindi condotte prove di resilienza con pendolo strumentato Charpy. Lo studio dei meccanismi di danneggiamento è stato effettuato mediante analisi al SEM delle superfici di frattura. Entrambi i processi di saldatura hanno portato a giunti sostanzialmente esenti da difetti. La microstruttura dei cordoni è risultata dipendente sia dalle caratteristiche microstrutturali iniziali dei compositi considerati, sia dalla tipologia di processo di saldatura. Nel caso dei compositi AA6061/20%Al2O3p e AA7005/10%Al2O3p saldati FSW si è osservato un sostanziale incremento di resilienza, rispetto al materiale base, in conseguenza dell’affinamento dei grani della matrice, della riduzione della dimensione media delle particelle di rinforzo e della loro spigolosità, indotte dal processo di saldatura. Il composito AA2124/25%SiCp saldato LFW ha presentato valori di resilienza confrontabili con quelli del materiale base, in conseguenza, soprattutto, dei limitati effetti della saldatura su dimensione e distribuzione delle particelle di rinforzo

Metallurgical and statistical approaches to the study of cast iron street furniture

The evolution of microstructure in relation to dating and nationality of origin was investigated in twenty-four cast iron objects of street furniture produced between XIX and XX centuries in United Kingdom, France, and Italy. Chemical composition of the metalworks was evaluated by glow-discharge optical emission spectrometry. Fragments from the cast irons were analyzed by optical microscopy and scanning electron microscopy with energy-dispersive spectroscopy. Form, distribution, and size of graphite were evaluated in the microstructure according to standard EN ISO 945-1:2008. An image analysis software was employed to quantify the area fraction of graphite in the matrix, major axis, and shape factor of graphite lamellae, area fraction of manganese sulfides (ψS), area fraction of steadite, and number of eutectic cells per area unit. All data were grouped and linear discrimination analysis (LDA) was applied to assess the group assignment and the probability of correct classification for each metalwork. The results showed that the microstructural features were compatible with those of cast irons produced in the XIX and XX centuries. Values of ψS also suggested re-melting of cast irons, associated with recycling of cast iron and/or steel scraps. The high values of steadite found in the metalworks are probably due to the excellent castability required for complex shape castings in these centuries. The LDA multivariate analysis allowed to discriminate cast irons based on the year of manufacturing and the nationality of origin

Historical micronutrient psychiatry: descriptive analysis of patients with pellagra admitted to the “San Lazzaro” asylum in Reggio Emilia (Italy) in the decade 1901-1910

This study aims at describing the socio-demographic and clinical characteristics of the patients affected by pellagra and admitted to the “San Lazzaro” psychiatric asylum (Reggio Emilia, Italy) from 1901 to 1910 besides exploring possible gender differences for the collected information. Data were collected from the admission register and clinical records of those patients who were admitted to the San Lazzaro Psychiatric Hospital receiving a diagnosis of pellagra at their first admission. The pellagrous patient population was characterised by a higher rate of hospitalisation for women (64.3%) and the number of hospitalised patients suffering from pellagra gradually decreased from 1901 (78; 8.3%) to 1910 (8;0.7%). The most common profession for men admitted with pellagra was farmer/agricultural labourer, while most of the women were housewives. A characteristic shared by both the male and female population of inpatients was very high rate of illiteracy: only one patient was recorded as being able to read and write. The generic diagnosis of “mental illness from pellagra” was predominant (70%), while “dementia from pellagra” accounts for 17.85% of the admission diagnoses: no statistically significant differences between men and women were found in the frequency of diagnosis. Half of the patients, both men and women, died while being inpatients. This study confirms previous findings about the case mix of pellagra patients admitted to psychiatric hospital at the beginning of the last century in northern Italy and highlights the significance of the relationship of psychiatry with other medical disciplines and the sociocultural milieu

Mechanical and microstructural characterisation of A356 castings realised with full and empty cores

The use of full cores, for producing automotive components by means of the permanent mould casting technique, allows good castings with a low level of defects to be obtained. Nevertheless, an extra phase of the production cycle is necessary to have an optimal emptying of the internal cavities of the castings, with an increase in costs. This scenario motivated the present research, in particular to study the effect of replacing full cores with empty cores. The component analysed is one of the three parts of a motorcycle frame, realised in aluminum alloy A356 by permanent mould casting and T6 heat-treated. Several castings have been produced with both full and empty cores; tensile strength tests have been performed on samples drawn from four different zones, in order to compare the mechanical and microstructural properties of the castings realised with the two different kinds of core. A slight decrease in elongation at fracture has been verified in the samples drawn from the castings realised with empty cores, but yield strength and ultimate tensile strength are well comparable. A finer microstructure always corresponds to higher mechanical properties; an inverse correlation between secondary dendrite arm spacing and ultimate tensile strength has been found. The effect of secondary phases, porosities and morphology and distribution of eutectic silicon particles has been considered. The Japanese Taikai methodology has been improved in order to compare the current production cycle with the one optimised by the use of empty cores. Cost, weight and timecycle reductions in the production of the component, due to the elimination of the extra phase using empty cores, have been evaluate

Electrophysiological and haemodynamic biomarkers of rapid acquisition of novel wordforms

Humans are unique in developing large lexicons; to achieve this, they are able to learn new words rapidly. However, the neural bases of this rapid learning, which may be an expression of a more general mechanism rooted in plasticity at cellular and synaptic levels, are not yet understood. Here, we highlight a selection of recent EEG and fMRI studies that attempted to trace word-learning in the human brain non-invasively. They show a rapid development of cortical memory traces for novel wordforms over a short session of auditory exposure to these items. Moreover, they demonstrate that this effect appears to be independent of attention, reflecting the largely automatic nature of word acquisition. At the same time, it seems to be limited to stimuli with native phonology, likely benefiting from pre-existing perception-articulation links in the brain, and thus suggesting different neural strategies for learning words in native and non-native languages. We also show a complex interplay between overnight consolidation, amount of exposure to novel vocabulary and attention to speech input, all of which influence learning outcomes. In sum, the available evidence suggests that the brain may effectively form new cortical circuits online, as it gets exposed to novel linguistic elements in the sensory input. A number of brain areas, most notably in the hippocampus and neocortex, appear to take part in word acquisition. Critically, the currently available data not only demonstrate a hippocampal role in rapid encoding followed by slow-rate consolidation of cortical memory traces, but also suggest immediate neocortical involvement in the word memory trace formation

IMPIEGO DI PROTOSSIDO D’AZOTO NEL TRATTAMENTO TERMOCHIMICO DI NITRURAZIONE GASSOSA: STUDIO DEI PROCESSI PRODUTTIVI E CARATTERIZZAZIONE METALLURGICA

In questo lavoro sono presentati i risultati di uno studio effettuato sul trattamento termochimico dinitrurazione gassosa, in particolare sulla possibilità di ottenere un aumento della velocità di processo a livelloindustriale. È stato testato l’effetto dovuto all’introduzione, insieme all’ammoniaca anidra (NH3), di protossidodi azoto (N2O) nell’atmosfera di processo. Inizialmente sono stati caratterizzati i normali cicli produttividi nitrurazione gassosa in atmosfera di ammoniaca anidra, inserendo campioni identici di acciaio di tipo42CrMo4 all’interno delle cariche di materiale da nitrurare nei forni a pozzo. I cicli produttivi di interessesono stati quelli aventi come obiettivo finale l’ottenimento di uno strato di indurimento superficiale di 3 e 4decimi di millimetro. Al termine della sperimentazione si è constatato che l’utilizzo dell’N2O comporta unincremento della cinetica di processo, con una conseguente riduzione del 20÷30% dei tempi di processo rispettoal ciclo produttivo standard. Nonostante la riduzione dei tempi di processo, le caratteristiche meccanicomicrostrutturalidei campioni trattati sono risultate confrontabili con il processo tradizionale, prospettandol’idoneità all’applicazione industriale della nitrurazione gassosa con impiego di protossido d’azoto. Allasperimentazione e raccolta dei dati ottenuti segue una valutazione economica e di fattibilità per i cicliproduttivi testati, sulla base di un confronto qualitativo con i processi già applicati industrialmente

Friction Stir Welding of aluminium based composites reinforced with a L2O3 particles: effects on microstructure and charpy impact energy

The aim of the present research was to study the effect of the Friction Stir Welding process on the microstructure and impact toughness of the composites W6A20A (AA6061 reinforced with 20vol.% of Al2O3 particles) and W7A10A (AA7005 reinforced with 10vol.% of Al2O3 particles). FSW, because of the concurrent effect of severe plastic deformation and frictional heating during welding, had effects both on the reinforcing particles and the aluminium matrix. It induced a significant reduction in the reinforcement particles size and their better distribution in the welded zone as well as a grain refinement of the aluminium alloy matrix in the nugget due to dynamic recrystalizzation. The frictional heating, moreover, had effects on the growth, dissolution and re-precipitation of hardening precipitates. The impact tests showed that the total impact energies increased in the FSW composites, respect to the corresponding base materials

VALUTAZIONE DELLA RESISTENZA ALLA CRICCABILITA’ A CALDO DI BRONZI PER APPLICAZIONI ARTISTICHE

In questo studio vengono presentati i risultati di una campagna di prove condotte al fine di valutare la resistenza alla formazione di cricche a caldo in leghe di rame da fonderia per applicazioni artistiche. Queste prove si inseriscono all’interno di una estesa ricerca, volta all’ottimizzazione delle proprietà estetiche e funzionali di queste leghe. L’attività di ricerca (inquadrata all’interno del progetto EUREKA PROJECT E! 2210-Eurocare), ha avuto come scopo lo sviluppo di leghe a base rame per applicazioni artistiche con basso contenuto di Pb e con adeguate caratteristiche tecnologiche, in termini di colabilità, saldabilità, e livello di finitura superficiale. La presenza di Pb in lega permette di ottimizzare molte di queste caratteristiche, mentre la sua pericolosità si fa particolarmente sentire nei confronti degli operatori addetti alle fasi di finitura superficiale dei getti. I test di resistenza al fenomeno della criccabilità a caldo (“hot tearing”) sono stati eseguiti su di una selezione di quattro leghe innovative, il cui comportamento è stato confrontato con quello della lega tradizionalmente utilizzata nelle fonderie artistiche, il bronzo Cu85/Sn5/Zn5/Pb5. Lo studio della suscettibilità delle varie leghe al fenomeno dell’hot tearing è stato preceduto da una valutazione del tipo di test da utilizzare. La scelta del test è caduta su una configurazione del tipo “dog-bone”, in ragione della maggior praticità e funzionalità di questo dispositivo rispetto ad altri. È stata quindi eseguita una caratterizzazione macro e micro strutturale delle zone di frattura per le varie leghe oggetto dell’indagine, che ha consentito di far emergere le potenzialità applicative dei bronzi innovativi per fonderia artistica a basso contenuto di piombo

Caratterizzazione microstrutturale e meccanica di leghe di rame da fonderia per applicazioni artistiche

In questa memoria vengono riportati alcuni risultati di un’ampia ricerca che, partendo da una descrizione dello stato dell’arte e da una approfondita caratterizzazione delle tradizionali leghe di rame utilizzate per fusioni artistiche (bronzo 85/5/5/5, ottone 65/35, bronzo 90/10), ha lo scopo di studiare leghe innovative con una composizione chimica adatta a conferire ad un’opera d’arte le proprietà richieste. La formulazione di questi nuovi bronzi è stata effettuata allo scopo di valutare gli effetti di diversi elementi alliganti sulle proprietà del materiale, avendo come obiettivi principali sia la riduzione del tenore di piombo in lega, che il miglioramento delle caratteristiche di colabilità, lavorabilità e resistenza alla corrosione. Le prove sperimentali presentate in questo lavoro sono state condotte su provini ricavati da piastre colate a cera persa ed hanno riguardato la caratterizzazione microstrutturale in microscopia ottica con l’analisi dei difetti di colata, eseguite al fine di determinare la qualità dei getti ottenuti. Per valutare la risposta delle diverse leghe alle sollecitazioni, ed avere indicazioni sul comportamento del materiale durante le operazioni di finitura del getto artistico (martellatura e/o cesellatura), sono state anche effettuate prove di tenacità all’impatto e misure di durezza. Ulteriori ricerche su colabilità, criccabilità a caldo e saldabilità di queste leghe sono in corso di completamento

Caratterizzazione microstrutturale e meccanica di leghe di rame da fonderia per applicazioni artistiche

In questa memoria vengono riportati alcuni risultati di un’ampia ricerca che,partendo da una descrizione dello stato dell’arte e da una approfondita caratterizzazionedelle tradizionali leghe di rame utilizzate per fusioni artistiche (bronzo 85/5/5/5, ottone 65/35,bronzo 90/10), ha lo scopo di studiare leghe innovative con una composizione chimica adatta a conferiread un’opera d’arte le proprietà richieste. La formulazione di questi nuovi bronzi è stata effettuataallo scopo di valutare gli effetti di diversi elementi alliganti sulle proprietà del materiale,avendo come obiettivi principali sia la riduzione del tenore di piombo in lega, che il miglioramentodelle caratteristiche di colabilità, lavorabilità e resistenza alla corrosione.Le prove sperimentali presentate in questo lavoro sono state condotte su provini ricavati da piastre colatea cera persa ed hanno riguardato la caratterizzazione microstrutturale in microscopia ottica con l’analisidei difetti di colata, eseguite al fine di determinare la qualità dei getti ottenuti.Per valutare la risposta delle diverse leghe alle sollecitazioni, ed avere indicazioni sul comportamentodel materiale durante le operazioni di finitura del getto artistico (martellatura e/o cesellatura),sono state anche effettuate prove di tenacità all’impatto e misure di durezza.Ulteriori ricerche su colabilità, criccabilità a caldo e saldabilità di queste leghesono in corso di completamento