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La caratterizzazione chimica degli acciai permette di prevederne le proprietà meccaniche e il loro comportamento durante le fasi di lavorazione necessarie alla realizzazione del prodotto finito. Oltre al contenuto di ferro e carbonio è infatti determinante la presenza di elementi meno significativi in concentrazione quali: cromo, nichel, molibdeno, vanadio, alluminio, niobio, rame, piombo, tungsteno, titanio, cobalto, tellurio, selenio, boro, etc. L’obiettivo del presente lavoro di tesi è stato lo sviluppo di metodi analitici per la caratterizzazione chimica mediante tecnica ICP-OES di leghe d’acciaio destinate alla produzione di armi. In particolare sono stati realizzati ed ottimizzati due metodi, applicabili rispettivamente agli acciai da costruzione o inossidabili, finalizzati alla quantificazione sia degli elementi costitutivi delle leghe che degli elementi presenti in tracce. L’ottimizzazione dei due metodi si è focalizzata principalmente sulla procedura di attacco chimico che sulla scelta dei parametri strumentali più idonei per ovviare ai problemi di interferenza spettrale. I due metodi sono stati validati attraverso l’analisi di materiali di riferimento certificati ottenendo recuperi compresi tra 92% e 112% per la quasi totalità degli elementi di interesse. I metodi ottimizzati sono stati implementati come metodi di routine nelle procedure del laboratorio anche per il controllo del prodotto finito.
I risultati ottenuti nella quantificazione degli elementi in traccia mostrano la possibilità evidenziare differenze di lotti di materiale appartenenti alla medesima tipologia ma forniti da differenti acciaierie giustificando differenze di proprietà meccaniche, in particolare in relazione alla resilienza nella direzione perpendicolare rispetto alla laminazione.
I risultati ottenuti dall’analisi di due forniture indipendenti di acciaio (32CrMoV 12-9) sono state integrate anche con l’analisi con tecnica di superficie (quantometro) degli elementi in lega, analisi tramite determinatore O-N ed osservazione di provini metallografici per la valutazione dello stato inclusionale e della bandosità. La correlazione di tutti i dati raccolti relativi alle due partite di materiale ha permesso di definire che le differenze delle proprietà meccaniche delle due leghe sono causate principalmente dal processo di produzione della colata, che ha ricadute immediate sulla struttura reticolare della lega stessa, mentre l’influenza delle differenze di concentrazione degli elementi minoritari e maggioritari presenti nei due materiali è ridotta e non incisiva.
Il presente lavoro di tesi è stato interamente svolto presso i laboratori di analisi della Fabbrica d’Armi Pietro Beretta S.p.A.