Development of a Residual Lifetime Prediction Methodology for Creep and Fracture Behaviour of Ferritic-Martensitic Steels using Small Punch Testing Technique

Lo scopo principale della tesi consiste nel dimostrare l'applicabilità delle prove di “Small-Punch” (SP) per la stima della vita residua di materiali metallici operanti ad alta temperatura. La mancanza di normalizzazione di questa tecnica e dubbi sulla correlazione dei dati con quelli ottenuti da test di scorrimento viscoso convenzionali, giustifica l’utilizzazione del “Code of Practice for SP Testing” (CEN/WS 21). Il lavoro presente e' in particolare dedicato ad investigare le proprieta' di scorrimento viscoso delle saldature di acciao P91 alla temperatura di 600oC assieme con proprieta' di frattura a basse temperature. Dischi sottili, di 8mm di diametro e 0.5mm di spessore, sono stati fabbricati estratti da diverse zone di un componente in P91 contenente una saldatura: metallo base (BM), materiale esposto all’ambiente (SE), saldatura (WM), zone termicamente alterate sia a grana fine che a grana grossa (FG-HAZ & CG-HAZ). I risultati delle misure di scorrimento viscoso sui dischi, ottenuti a 600oC sotto differenti carichi consistentemente secondo il “Code of Practice”, si possono correlare con i dati ottenuti attraverso prove standard di scorrimento viscoso. Le misure di SP dimostrano di fornire un metodo solido per descrivere il comportamento di queste leghe e saldature e il modello di scorrimento viscoso derivato, utile per predizione di vita residua, che potrebbe essere anche dimostrato attraverso FEA per la stima delle deformazioni da scorrimento viscoso dei dischi. Addizionalmente, il metodo SP dimostra alto potenziale per la valutazione delle proprieta’ di frattura per saldature P91, in particolare per stimare la temperatura di transizione fragile-duttile e la resistenza alla frattura.