La fatica nei compositi a matrice metallica

Nei materiali compositi a matrice metallica (MMC – dall’acronimo inglese metal matrix composites) il fenomeno della fatica è progressivo e si manifesta con la formazione di difetti, in genere alla superficie del provino, che col susseguirsi dei cicli di carico e scarico tendono a propagarsi fino ad interessare tutto il materiale. Normalmente, in condizioni di fatica ad alto numero di cicli, il comportamento di un MMC è migliore di quello della corrispondente lega monolitica poiché il rinforzo ceramico funge da ostacolo alla propagazione delle cricche, ritardandone l’avanzamento. In condizioni di fatica a basso numero di cicli, si possono registrare casi in cui i compositi sono invece penalizzati rispetto alle leghe monolitiche per via del prematuro danneggiamento del rinforzo. In entrambe le condizioni si constata l’importanza fondamentale della omogeneità della struttura e la necessità di controllo durante la sintesi e le lavorazioni del materiale per evitare difettosità che costituiscono poi un facile innesco per le cricche di fatica in esercizio. Va infine considerato che, se da un lato il rinforzo particellare può generalmente ritardare la propagazione delle cricche, per contro, la struttura disomogenea su scala microstrutturale non permette di ottenere condizioni di finitura superficiale ottimali per cui la nucleazione delle cricche che può risultare a volte anticipata. Fra le varie tecniche utilizzate per ovviare a questo aspetto viene descritto a titolo di esempio un metodo basato su rivestimenti sottili di Ti realizzati mediante deposizione per sputtering con lo scopo di ottenere una minore rugosità superficiale.