La Metallurgia Italiana, n.5 maggio 2025

Italiana La Metallurgia

International Journal of the Italian Association for Metallurgy

n. 05 maggio 2025

Organo ufficiale dell’Associazione Italiana di Metallurgia. Rivista fondata nel 1909

La Metallurgia Italiana

International Journal of the Italian Association for Metallurgy

Organo ufficiale dell’Associazione Italiana di Metallurgia. HouseorganofAIMItalianAssociationforMetallurgy. Rivista fondata nel 1909

Direttore responsabile/Chiefeditor: Mario Cusolito

Direttore vicario/Deputydirector: Gianangelo Camona

Comitato scientifico/Editorialpanel: Marco Actis Grande, Silvia Barella, Paola Bassani, Christian Bernhard, Massimiliano Bestetti, Wolfgang Bleck, Franco Bonollo, Irene Calliari, Mariano Enrique Castrodeza, Emanuela Cerri, Vlatislav Deev, Andrea Di Schino, Donato Firrao, Bernd Kleimt, Carlo Mapelli, Denis Jean Mithieux, Roberto Montanari, Marco Ormellese, Mariapia Pedeferri, Massimo Pellizzari, Barbara Previtali, Evgeny S. Prusov, Dario Ripamonti, Dieter Senk

Segreteria di redazione/Editorialsecretary: Marta Verderi

Comitato di redazione/Editorialcommittee: Federica Bassani, Gianangelo Camona, Mario Cusolito, Carlo Mapelli, Federico Mazzolari, Marta Verderi, Silvano Panza

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n. 05 maggio 2025 Anno 116 - ISSN 0026-0843

Editoriale / Editorial

Marialaura Tocci - Università degli Studi di Brescia .......................................................................................... pag.05

Memorie scientifiche / Scientific papers

Fabbricazione Additiva / Additive Manufacturing

Metodologie per la preparazione di feedstock per la manifattura additiva a partire da trucioli di leghe di titanio

M. Pentimalli, G. Barbieri, F. Bergamini, A. Fava, C. Stifani - ENEA, Roma . pag.07

Experimental study of printing conditions for a NiTi alloy obtained by SLM technique

M. Gragnanini, A. Fortini, C. Morales, F. Bucchi, B. D. Monelli, G. Macoretta . pag.15

Caratterizzazione di polveri di WC-Co e della loro processabilità tramite directed energy deposition (DED)

E. Santecchia, M. Cabibbo, A. Santoni, S. Spigarelli ........................................................................................... pag.23

Coke e riduzione del minerale di ferro / Coke and ironmaking

Coke breeze combustion and cog dry reforming pilot plant development for the production of hot hydrogen-rich syngas in integrated plants for injection in the blast furnace and CO2 mitigation (ProSynteg)

E. L. Faraci, M. Gili, D. Ressegotti, D. Garot, A. Oblanca Gutiérrez, C. Morelli, L. Micheletti . pag.30

Atti e notizie / AIM news

GIORNATE NAZIONALI SULLA CORROSIONE E PROTEZIONE

ANCONA 25-27 GIUGNO 2025

La XVI edizione delle Giornate Nazionali sulla Corrosione e Protezione si terrà ad Ancona nei giorni 25, 26 e 27 giugno 2025, presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università Politecnica delle Marche.

Le Giornate rappresentano l’evento di riferimento a livello nazionale per la discussione e il confronto sulle questioni scientifiche, tecnologiche e produttive, nell’ambito della corrosione e protezione dei materiali. In particolare, il Convegno prevede la presentazione dei risultati raggiunti da vari gruppi di studio e da numerose aziende del settore.

Tutte le informazioni per prendere parte all’evento e il programma completo con l’elenco degli oltre 80 lavori presentati sono disponibili sulla pagina dedicata all’evento, sul sito www.aimnet.it

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“"Sfide significative che la comunità scientifica e industriale è chiamata ad affrontare con rigore e spirito innovativo.."

"Significant

challengesthat the scientific and industrial communityiscalledupon toaddresswithrigorand innovation."

L'ADDITIVE MANUFACTURING DELLE

LEGHE METALLICHE: TRA INNOVAZIONE E SFIDE

Negli ultimi anni, le tecnologie di Additive Manufacturing hanno guadagnato un ruolo sempre più rilevante nel panorama della metallurgia, aprendo nuove frontiere nella progettazione e produzione di componenti metallici ad alte prestazioni.

Tra queste, le tecnologie di fusione a letto di polvere hanno ormai raggiunto una notevole maturità industriale, soprattutto in alcuni settori, dove meglio si riescono a sfruttare le loro potenzialità. Parallelamente, altre tecnologie, come quelle a deposizione diretta e binder jetting, stanno ampliando continuamente lo scenario applicativo e necessitano anch’esse di studi e analisi approfonditi per l’ottimizzazione del processo e delle prestazioni dei componenti.

Questo panorama ampio e dinamico porta con sé sfide significative che la comunità scientifica e industriale è chiamata ad affrontare con rigore e spirito innovativo. Il controllo della microstruttura e dei difetti, la ripetibi-

ADDITIVE MANUFACTURING OF METAL ALLOYS: BETWEEN INNOVATION AND CHALLENGES

In recent years, Additive Manufacturing technologies have gained an increasingly relevant role in the metallurgy landscape, opening new frontiers in the design and production of high-performance metallic components.

Among these, powder bed fusion technologies have nowreachedconsiderableindustrialmaturity,especially in certain sectors where their potential can be best exploited.Atthesametime,othertechnologies,suchas directed deposition and binder jetting, are continuously expanding the application scenario and also require indepth studies and analyses for process optimization and component performance enhancement.

This broad and dynamic landscape brings with it significant challenges that the scientific and industrial community is called upon to address with rigor and innovation.

The control of microstructure and defects, process

Marialaura Tocci

Università degli Studi di Brescia

lità dei processi, la qualificazione dei materiali, in particolare sottoforma di polveri, fino allo sviluppo di leghe specificamente progettate per la manifattura additiva, anche da materiale da riciclo, rappresentano alcune delle principali criticità su cui è tutt’oggi necessario concentrare la ricerca.

Le memorie scientifiche raccolte in questo numero della rivista rappresentano un contributo all’avanzamento delle conoscenze in questo settore in rapida evoluzione. I lavori presenti in questo numero sono stati selezionati tra quelli esposti durante l'ultimo Convegno

Nazionale AIM, tenutosi nel settembre 2024, e testimoniano la vivacità della comunità scientifica italiana in questo ambito.

repeatability, material qualification, particularly in powder form, up to the development of alloys specifically designed for additive manufacturing, including recycled materials, represent some of the main critical issues on which research must focus today. The scientific papers collected in this issue of the journal represent a contribution to the advancement of knowledge in this rapidly evolving sector. The works presented in this issue were selected from those presented during the latest National Conference of the Italian Metallurgy Association, held in September 2024, and testify to the vitality of the Italian scientific community in this field.

10.36146/2025_05_07

Metodologie per la preparazione di feedstock per la manifattura additiva a partire da trucioli di leghe di titanio

M. Pentimalli, G. Barbieri, F. Bergamini, A. Fava, C. Stifani

Recentemente l’interesse nel riciclo e nel riuso di scarti di titanio provenienti da diversi processi di lavorazione è aumentato sia per i costi della materia prima sia per l’aumentata attenzione verso aspetti di sostenibilità e gestione delle risorse. Polveri di leghe di titanio sferoidali e con dimensioni micrometriche sono considerate uno dei migliori candidati in sistemi di produzione additiva per l'applicazione in un'ampia gamma di settori. L’obiettivo primario del presente lavoro consiste nella messa a punto di una metodologia per trattare trucioli in lega di titanio derivanti da scarti di lavorazione meccanica in modo da ridurli in polvere fine massimizzando l’efficacia e l’efficienza del processo in vista di uno scale up per il trattamento di batch di grandi dimensioni. Allo scopo i trucioli sono stati sottoposti a un trattamento combinato di macinazione a dischi e vagliatura che ha portato alla produzione di un batch di polveri con granulometria inferiore a 74 μm e resa pari a circa il 50%. La polvere metallica caratterizzata è risultata adeguata alla successivafasedisferoidizzazionemedianteplasmatermicochepotràrendereilbatchdimaterialerecuperatoidoneo comematerialeperlamanifatturaadditivainsistemialettodipolvere.

INTRODUZIONE

La crescita del mercato globale del titanio e delle sue leghe è stata costante negli ultimi anni e si prevede che questa progressione rimarrà positiva fino al 2030. Grazie alle loro eccezionali proprietà, come leggerezza (densità media 4.5 g/cm3), elevata resistenza chimica e alla corrosione, tenacità, durezza, formabilità, saldabilità e biocompatibilità, le leghe di titanio trovano ampio impiego in applicazioni che vanno dal settore aeronautico ed aerospaziale a quello chimico e biomedico (1,2). A causa del lungo processo di estrazione e produzione, dell’alta reattività con elementi come ossigeno e azoto e della scarsa lavorabilità dovuta dalla bassa conducibilità termica, il titanio ha un costo maggiore rispetto ad altri materiali (10 €/kg per il titanio ottenuto da processi estrattivi, mentre 200-300 €/kg è il costo commerciale in polvere per l’additive manufacturing, AM). Alla luce di ciò, si ha un forte interesse nel riciclo e nel riuso di scarti di titanio provenienti da diversi processi di lavorazione. Tra i differenti processi di riciclo possibili, interessanti sono quelli che prevedono la produzione di titanio e sue leghe in forma di polvere così che questa possa essere succes-

M. Pentimalli, G. Barbieri, F. Bergamini, A. Fava, C. Stifani

ENEA, Roma

PAROLE CHIAVE: LEGHE DI TITANIO, TRUCIOLI, MACINAZIONE, MANIFATTURA ADDITIVA;

sivamente utilizzata, in maniera più o meno diretta, per la sinterizzazione o per AM (3). Se da un lato le nuove tecnologie di manifattura additiva promettono una riduzione del rapporto buy-to-fly (i.e. il rapporto tra la massa della materia prima impiegata per produrre un componente e la massa del componente stesso), e l’impiego ottimale del materiale sotto forma di polveri, dall’altra ancora la maggior parte dei componenti viene realizzato a partire da metodi di tipo tradizionale che prevedono fusione, forgiatura e lavorazioni meccaniche (4,5). I metodi generalmente impiegati per il riciclo degli scarti di leghe di titanio sono la fusione, processi chimici, tecniche di deformazioneplasticaeprocessimetallurgici(6–10).Recentemente sono state esplorate diverse vie come l’idrogenazione-deidrogenazione(11,12)elamacinazione(13,14) utiliaridurliallostatodipolvere.Inparticolare,lamacinazionemeccanicaèunprocessoattraversoilqualeavviene la frantumazione di particelle grossolane fino ad ottenere unamiscelafineedomogeneadipolverimetalliche.Atale scopo sono stati utilizzati diversi metodi di macinazione basati sull'impiego di mulini di tipo planetario (15–17) e a dischi(18)equest'ultimosièdimostratotraipiùefficienti eingradodiridurreledimensionideitruciolidamillimetri a centinaia di micron in tempi dell'ordine delle decine di minuti. Soufiani et al. hanno prodotto polveri di Ti6Al4V a partire da trucioli attraverso un mulino di tipo planetario e ad agitazione. In particolare, hanno ottenuto particelle di dimensioni pari a 25 μm dopo 40 ore di macinazione planetaria in atmosfera controllata di argon (13). Dicki et al., attraverso l’utilizzo di un mulino a dischi, hanno evidenziato che all’aumentare del tempo e della velocità di macinazione, la dimensione delle particelle diminuisce e taleeffettoèstatostudiatointerminidicaratteristichemicrostrutturaliqualimorfologia,fasicristallineecontenuto di ossigeno (18). Particelle di polvere con caratteristiche moltosimiliaquelleottenutepergasatomizzazionesono stateprocessateattraversomacinazionemeccanicainaria daDhimanetal.(19).

L’obiettivo di questo lavoro consiste nella messa a punto di una metodologia di trattamento di trucioli di lega di titanio Ti6Al4V da ridurre in forma di polvere con granulometria adeguata, inferiore a 74 μm, per una successiva fase di trattamento di sferoidizzazione mediante un sistema basato sulla tecnologia del plasma termico sviluppato

da ENEA (20). Partendo da un lotto di trucioli di lega Ti6Al4V provenienti da lavorazioni di tornitura, è stato preparato un set di campioni mediante fasi successive di macinazio-ne con un mulino a dischi. In questa fase di sviluppo delprocesso si è ritenuto opportuno procedere eseguendo i trattamenti di macinazione in aria e di monitorare l’arric-chimento in ossigeno e azoto mediante analisi sui batch realizzati. I materiali macinati sono stati setacciati e su al-cune frazioni aventi granulometria intermedia sono state effettuate successive fasi di macinazione per massimiz-zare le frazioni di particelle con dimensioni idonee alla seguente fase di trattamento al plasma. I materiali trattati sono stati caratterizzatimedianteanalisidimicroscopiaelettronicaa scansione SEM per una valutazione della morfologia. Analisi del contenuto percentuale di azoto e ossigeno sonostateeseguitepericampionimacinatietalquali.

MATERIALIEMETODI

In questo lavoro sono stati utilizzati trucioli in lega di Ti6Al4V provenienti da scarti di lavorazione meccanica e forniti dalla ditta O.M.P.M. srl. Un batch di trucioli di peso totale pari a 736 g è stato preventivamente sotto-posto a un trattamento di pulizia per eliminare residui di prodotti contaminanti derivanti dalle fasi di lavorazione. Il trattamento è stato effettuato attraverso un primo lavaggio con acetone (Sigma Aldrich) in bagno a ultrasuoni a 40°C per 30 minuti, seguito da altro lavaggio con una soluzione sgrassante (Mucasol, Sigma Aldrich) e poi con acqua demineralizzata e infine asciugatura in stufa a 80°C. Il batch di trucioli puliti è stato suddiviso in 8 campioni B1-B8 da circa 90 g ciascuno e questi sono stati trattati utilizzando il mulino a dischi vibranti RS200 (Ret-sch GmbH) equipaggiato con una giara in acciaio avente volume utile (al netto dei dischi) pari a 250 ml e coperchio a tenuta. I trattamenti sono stati effettuati a secco in aria utilizzandounfattorediriempimentodellagiarapariacirca1/3delvolumeutile(75ml),corrispondenteacirca90g di trucioli. Per raggiungere tale valore di riempimento, tutti i campioni B1-B8 sono stati sottoposti a una fase di premacinazione per la riduzione delle dimensioni inziali: tre aliquote da circa 30 g sono state aggiunte in sequenza e, ad ogni aggiunta, la giara a dischi è stata posta in rotazionea1500rpmper30secondi.Inseguito,icampioni

B1-B8 sono stati macinati impostando un programma di macinazioneingradodiripetereinautomaticopernvolte il seguente ciclo di trattamento: 30 s a 1500 rpm + 2 min di pausa. Le pause sono state introdotte per moderare l’aumento di temperatura indotto dalla macinazione. Allo scopo di massimizzare la resa della frazione di interesse, i campioni sono stati inizialmente sottoposti a 20 cicli (10 min) di macinazione, raccolti e sottoposti a setacciatura utilizzando il vibrovaglio Analysette 3 PRO (Fritsch GmbH) equipaggiato di setacci con luce 0.420, 0.074, 0.053 mm. Poiché la frazione con resa più alta non risulta sufficientemente ridotta in dimensioni, è stata sottoposta ad una seconda macinazione, e a sua volta raccolta e setacciata.Ilprocessoèstatoportatoavantiper4fasidimacinazione/setacciaturaperuntempoditrattamentototale di 32.5 minuti. I campioni in polvere ottenuti sono stati osservati mediante microscopia elettronica a scansione SEMutilizzandoilmicroscopioFEG-SEMLeo1530,Zeiss.

Il contenuto percentuale di ossigeno e di azoto sia per i campioni trattati sia per i trucioli di partenza è stato valutato mediante fusione di gas inerte utilizzando l’analizzatore ONH-p2 ELTRA. I campioni metallici vengono fusi nella fornace dell'elettrodo e i gas di reazione CO2, N2 vengono misurati in un massimo di due celle di misura a infrarossi e una cella di conducibilità termica. Per l’ossigeno sono stati utilizzati per confronto i dati misurati per tre campioni standard di riferimento contenenti 0.36, 0.722 e 1.09% di ossigeno, rispettivamente.

RISULTATI E DISCUSSIONE

I campioni B1-B8 sono stati premacinati per ridurre i trucioli in scaglie e poi sottoposti a macinazione a secco in aria per 10 minuti, quindi raccolti e setacciati con vibrovaglio. Nella Tabella 1 sono riassunti i risultati cumulativi della setacciatura ottenuta per l’intero batch di campioni B1-B8 per le frazioni raccolte con diversa granulometria.

Tab.1 - Campioni B1-B8: setacciatura dopo 10 minuti di macinazione - resa cumulativa percentuale delle frazioni raccolte in funzione della dimensione dei setacci / Samples B1-B8: sieving after 10 minutes of grinding - percent yield of collected fractions as a function of sieve size

La frazione con d > 0.42 mm viene scartata, mentre le frazioni utili con d < 0.074 mm vengono stoccate. Allo scopo di massimizzare la produzione di un batch di polvere con d < 0.074 mm, si procede sottoponendo la frazione con 0.42 > d > 0.074 mm a resa maggiore ad una seconda macinazione per ulteriori 15 cicli (7.5 min). La polvere viene suddivisa in quattro campioni D1-D4 macinata per 7.5 minuti, raccolta e vagliata utilizzando gli stessi setacci. La resa delle frazioni risulta dello stesso ordine di grandezza relativo per i diversi setacci in funzione delle dimensioni e pertanto si procede con lo stesso schema precedente sot-

toponendolafrazione0.42>d>0.074mmaresamaggiore adunaterzamacinazioneperaltri10cicli(5min),campioni F1-F3. Con lo stesso metodo, a seguito della terza macinazione e vagliatura si procede con una quarta e ultima macinazione per 20 cicli (10 min), campioni H1-H2. Riepilogando (Tab. 2), il batch di 736 g di trucioli sottoposto a 4 fasi di macinazione (10, 7.5, 5, 10 min), e setacciatura con vibrovaglio è stato ridotto in polvere: la frazione con d < 0.074 mm, utile per il successivo trattamento di sferoidizzazione, ammonta in totale a 360 g corrispondente a circa il 49 % del batch iniziale. Il restante 43% è stato ridotto

fino a valori 0.420 > d > 0.074 mm, il 5% a valori d > 0.42 mm. Infine, 3% del campione è andato perso durante le

fasi di raccolta e pulizia delle giare e dei setacci.

Tab.2 - Riepilogo complessivo dei cicli di macinazione/setacciatura e delle rese / Overall summary of grinding/sieving cycles and yields.

*comprensiva della frazione setacciata con d<0.053 mm

In Figura 1 sono mostrati da sinistra verso destra, un campione dei trucioli di partenza e due campioni con 0.42 >d

> 0.074 mm e d<0.053 mm, rispettivamente.

Fig.1 - Trucioli in lega Ti6Al4V trattati mediante macinazione a dischi a secco in aria ridotti in polvere. / Ti6Al4V alloy shavings reduced to powder by air dry disc grinding.

Tutti i campioni trattati sono stati caratterizzati dal punto di vista morfologico mediante microscopia SEM. In Figura 2 si riporta un’immagine ottenuta per il campione in polvere macinato per 10 minuti, setacciato con dimensioni d

< 0.053 mm rappresentativo dei risultati ottenuti. È possibile notare che il campione è costituito da particelle di forma irregolare e dimensioni non superiori a quelli nominali della luce del vaglio attraversato.

- Immagine SEM del campione in lega Ti6Al4V macinato 10 minuti con d<0.053 mm / SEM image of Ti6Al4V alloy sample ground 10 minutes with d<0.053 mm.

Essendo l’obiettivo primario del presente lavoro la messa a punto di una metodologia per trattare trucioli in lega dititanioinmododaridurliinpolverefinemassimizzando l’efficacia e l’efficienza del processo in vista di uno scale up per il trattamento di batch di grandi dimensioni si è scelto,inquestaprimafase,dicondurrelamacinazionein aria. Poiché, come è noto, il trattamento di macinazione meccanica delle leghe di titanio induce reazioni di ossidazione e nitrurazione, il contenuto di ossigeno e azoto è stato analizzato a posteriori per i campioni macinati e confrontatoconquellodeitrucioliprimadeltrattamento. In Tabella 3 sono riportati i valori misurati per la frazione d < 0.053 mm. Il contenuto di ossigeno nei trucioli tal quali è dell'ordine dello 0.2% e come aspettato, aumenta nellepolverimacinatefinoacircal’1%.Nonsiosservaalcuna variazione in funzione del tempo di macinazione. Il contenutodiazotoneitruciolitalqualièdell'ordinedello

0.01% e aumenta in funzione del tempo di macinazione raggiungendo il valore di 1.3% nel campione macinato per 32.5 minuti. Allo stato attuale non si dispone di una normativa atta a specificare i limiti applicativi per il titanio quale materia prima seconda, mentre il limite massimo di ossigeno ammesso dalla normativa ASTM B348 per usi aeronautici è pari a 0.2% per la lega di grado 5. Sebbene il materiale trattato mostri un contenuto superiore a tale limite, questo è stato ottenuto in una modalità che ha permesso una notevole e positiva semplicità operativa, cosa altrimenti non possibile operando in ambiente inerte o peggio riducente, data l’estrema natura pirogenica del titanio. Il previsto successivo trattamento di sferoidizzazione con plasma, eventualmente seguito da un trattamento di riduzione in idrogeno, potrà infine ricondurre il materiale nei limiti previsti.

Tab.3 - Analisi del contenuto di ossigeno e azoto misurati per i campioni macinati in aria e setacciati in confronto con i valori dei trucioli tal quali. / Analysis of oxygen and nitrogen content for samples treated by dry disc grinding in air and sieved, comparison with values for pristine shavings.

Frazione setacciata d < 0.053 mm

Trucioli tal quali

Fig.2

Analisi di diffrazione di raggi X eseguite sui campioni macinati e confrontate con un campione di Ti6Al4V di riferimento (dati non mostrati), evidenziano che non sono rilevabili altre fasi rispetto alla fase Ti-α , a dimostrazione che, nei limiti della tecnica, dal punto di vista cristallografico, i trattamenti meccanici non alterano in maniera significativa i campioni di partenza. In assenza di segnali XRD si suppone che il contenuto di ossigeno riscontrato nei campioni trattati sia in forma di ossido, probabilmente in fase amorfa.

CONCLUSIONI

Nel presente lavoro è stata messa a punto una metodologia per il recupero di scarti di lavorazione in Ti6Al4V. Mediante un approccio combinato di macinazione a dischi e vagliatura, con un trattamento totale di 32.5 minuti è

stato ottenuto un batch di polvere costituito da particelle di dimensioni inferiori a 74 μm e resa di circa il 50%. La polvere metallica è stata caratterizzata dal punto di vista morfologico e strutturale risultando adeguata a una successiva fase di trattamento di sferoidizzazione mediante plasma termico che potrà rendere il batch di materiale recuperato idoneo come materiale di apporto per la manifattura additiva. Nuovi test di trattamentosono attualmente in corso per ottimizzare l’efficienza del processoinvistadiunoscaleup.

RINGRAZIAMENTI

Gli autori ringraziano D. Mirabile Gattia, U. De Angelis e C. Testani per il supporto e per le utili discussioni sui risultati.

BIBLIOGRAFIA

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Methodologiesforpreparingfeedstock foradditivemanufacturingfromtitanium alloychips

Recently, interest in the recycling and reuse of titanium scraps from various manufacturing processes has increased duetoboththecostoftherawmaterialandtheincreasedfocusonaspectsofsustainabilityandresourcemanagement. Spheroidalandmicrometer-sizedtitaniumalloypowdersareconsideredoneofthebestcandidatesforadditivemanufacturing systems for several industrial applications. The primary objective of the present work is the development of a methodology for treating titanium alloy chips coming from mechanical machining to reduce them to a fine powder while maximizing the effectiveness and efficiency of the process and evaluating the possibility to scale up to large batchprocessing.Forthispurpose,thechipsunderwentacombineddiscmillingandsievingtreatmentthatresultedina batchof powders with particlesize below 74 μmwith a yield ofabout 50 percent. The characterizedmetal powderwas found to be suitable for the subsequent spheroidization step by thermal plasma, which may make the batch of recycledmaterialsuitableasafeedstockmaterialforpowderbedadditivemanufacturingsystems.

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CONCORSO “METALLURGIA A FUMETTI”

Al fine di premiare la creatività e il talento al servizio della divulgazione tecnico-scientifica, l’Associazione Italiana di Metallurgia propone il Premio METALLURGIA A FUMETTI concorso per la realizzazione di tavole/strisce a fumetti, legato alla metallurgia ed in particolare alla produzione, trasformazione e applicazione dei materiali metallici

REQUISITI

La partecipazione è GRATUITA. È possibile iscriversi singolarmente o come gruppo. Sono ammesse anche opere proposte da organizzazioni (case editrici, scuole di fumetto…) o già finanziate, premiate ecc.

TEMA

METALLURGIA #metalli #scienza dei materiali metallici #siderurgia #forgiatura #corrosione #trattamenti termici #rivestimenti e ingegneria delle superfici #saldatura #ambiente e sicurezza #manutenzione #pressocolata #fonderia #lavorazione plastica dei metalli #additive manufacturing

SPECIFICHE TECNICHE

Per partecipare al concorso sarà necessario realizzare una storia a fumetti di minimo 1 tavola legata al tema del concorso. Le tavole dovranno essere in formato ISO A3 (297x420 mm) o A4 (210x297 mm), con il lato più lungo come altezza, con risoluzione 300 dpi in formato CMYK, e dovranno essere inviate in formato PDF con una DIMENSIONE MASSIMA dei Files di 10 MB ciascuno.

Potranno essere eseguite con qualsiasi tecnica, in b/n o a colori, a mano o digitale. Il lettering dev’essere in lingua italiana e/o inglese. Le opere dovranno essere completamente inedite e personaggi e universo narrativo non dovranno essere coperti da diritto d’autore.

ISCRIZIONE E SCADENZA

Per partecipare al concorso è necessario inviare le tavole unicamente utilizzando un servizio di file sharing gratuito (es. wetransfer), entro il 30 giugno 2025, all’indirizzo di posta met@aimnet.it

DOCUMENTAZIONE

Assieme alle tavole è necessario inviare:

1) Scheda di partecipazione compilata in ogni sua parte e firmata QUA, da allegare in formato .pdf

2) Breve biografia dell’autore (o del gruppo) e sinossi dell’opera di max 1000 battute, da inviare in formato .doc o .pdf

GIURIA

La commissione che valuterà le opere sarà composta dal comitato di redazione de La Metallurgia Italiana: provvederà a selezionare dieci opere finaliste. Il giudizio espresso sarà insindacabile.

Le opere vincitrici e selezionate verranno inoltre pubblicate sulla rivista dell’Associazione Italiana di Metallurgia La Metallurgia Italiana ed esposte presso la sede dell’Associazione.

1° Classificato: 1.500 euro lordi

2° Classificato: 1.000 euro lord i

3° Classificato: 500 euro lordi

PREMI

Experimental study of printing conditions for a NiTi alloy obtained by SLM technique

M. Gragnanini, A. Fortini, C. Morales, F. Bucchi, B. D. Monelli, G. Macoretta

The widespread adoption of additive manufacturing (AM) techniques in biomedical device production, especially with shape memory materials like NiTi alloys, is well-established due to their unique properties. However, traditional manufacturing techniques face limitations when working with these alloys, prompting high interest in AM research, with a special focus on the Selective Laser Melting (SLM) technique. In this study, a comprehensive analysis of the printing conditions for NiTi alloys depositions through the SLM technique was conducted. With the support of a previously explored analytical approach, experimental trials were designed to investigate the printability of the NiTi alloy. NiTi samples were produced using an SLM machine with a maximum laser power of 500 W, operating in continuous mode (also called pulsed), and with two different layer thicknesses, i.e. 30 μ m and 60 μ m. Experimental analyses, including optical and electron microscopy were carried out to assess the microstructural characteristics of the printed samples. Our findings enabled a preliminary exploration of the material's printability.

KEYWORDS: ADDITIVE MANUFACTURING, NITI ALLOYS, FULL FACTORIAL DESIGN OF EXPERIMENT, MICROSTRUCTURE, PSEUDOELASTICITY;

INTRODUCTION

Additive manufacturing, also known as 3D printing, has garnered significant attention in recent decades in both research and production environments as an effective alternative to conventional methods for manufacturing components in the automotive, aerospace, and biomedical sectors. This is due to its numerous advantages, including cost reduction, customization, geometric complexity, and the ability to print a wide range of materials, such as NiTi alloys [1] [2], [3]. These alloys, as part of the shape memory alloy family, can convert thermal energy into mechanical work, which promotes them widely employed for engineering applications [4], [5]. Furthermore, these materials exhibit exceptional properties such as pseudoelasticity, inherent biocompatibility, and corrosion resistance [6]. In order to fully exploit these material properties and overcome challenges such as poor machinability, oxygen contamination risk [7], and high compositional sensitivity [8], AM technologies have been explored in recent years, particularly the Selective Laser Melting (SLM) technique, to produce shape memory alloy parts [9]. In the present work, the feasibility of printing NiTi samples using the

M. Gragnanini, A. Fortini, C. Morales

Università di Ferrara, Dipartimento di Ingegneria

F. Bucchi, B. D. Monelli, G. Macoretta

Università di Pisa, Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale michele.gragnanini@unife.it

SLM technique was investigated based on the results of an analytical model, developed from a thermal field produced by the laser heat source under steady-state conditions, and from insights based on literature analysis. Experimental analyses conducted on the samples allowed for the identification of the material's feasible region.

BIBLIOGRAPHIC ANALYSIS: SLM and NiTi ALLOYS

The Selective Laser Melting (SLM) technique involves the use of a high-power laser to melt and fuse metal powders in a layer-by-layer process to create 3D near-net-shape structures [1], [2]. When this technology is applied to materials such as NiTi alloys, the printing process is referred to as 4D printing [2] because it enables the production of components with complex and functional geometries that change their shape or mechanical response depending on temperature variations. The synergy between the unique properties of NiTi and the precision of the SLM technique

brings remarkable innovation for applications requiring complex, highly engineered designs, such as biomedical implants and aerospace components [3]. The SLM process parameters play a critical role in determining the quality of the final component, as even slight variations can significantly impact the resulting microstructure, affecting aspects like grain size, constituents, and defect formation. Additionally, in the case of NiTi, these variations can alter the alloy's transformation temperatures [6]. As shown in Fig. 1, numerous parameters affect the SLM process and can be grouped into broad categories based on their relationship with the main process factors [7]. However, the most important distinction is between predefined and controllable parameters. Specifically, the predefined parameters are the ones that depend on the powder's size and morphology, the component's geometry, and the printing environment [9]. Meanwhile, the controllable parameters can be adjusted during the printing process.

Among all the controllable parameters, the most extensively investigated in the literature are Laser power (P), scanning speed (VS), hatch spacing (HS) and layer thickness (t). Laser power (P), measured in W, refers to the laser's energy output per unit of time and determines the extent of melting in the powder bed. Adequate laser power ensures sufficient energy to achieve proper melting and bonding of the metal powders, which is essential for a dense and high-quality structure. However, excessive laser power can lead to defects such as keyhole porosity, spatter, and thermal cracking due to overheating and excessive melting. Scanning speed (VS), typically measured in mm/s, is the rate at which the laser moves across the powder bed, controlling energy distribution where slower speeds create larger melt pools and stronger bonding. Hatch spacing (HS), the distance between adjacent laser scan lines, influences layer uniformity by controlling overlap between passes; too large a spacing may create unmelted areas, while too small a spacing can cause overheating. Finally, layer thickness (t), defined as the height of each powder layer, determines the resolution and build speed, where thinner layers enhance detail but

Fig.1 - Controllable and predefined parameters of the SLM process. Adapted from [7].

increase print time, while thicker layers allow faster builds but may reduce precision. Table I summarizes the most common value ranges for P, VS, HS, and t for the printing of NiTi components according to [3], [6], with their graphical

To achieve characteristics that meet the required specifications, a deep understanding of the process parameters and how they influence the onset of defects during printing is required [3], [10], [11], [12], [13], [14], [15].

The most common defects associated with the printing of NiTi components are the presence of impurities, excessive surface roughness, fractures, keyholes, and lack of fusion (LOF) [9]. Impurities, primarily oxygen and carbon, play a key role in achieving a fully dense component. Rapid heating and cooling cycles promote the growth of intermetallic phases (TiNi3/Ti2Ni) and oxides (Ti4Ni2O), which generate porosity, negatively impacting the mechanical properties and altering the alloy's transition temperatures [16].

Parameters that directly affect impurity absorption include energy density and powder granulometry. It has been observed that impurity absorption increases dramatically when the energy density exceeds 200 J/mm³, and particles with a granulometry of 45–100 μ m show less tendency for oxygen absorption compared to smaller particles [14], [17], [18]. Surface roughness, a central concern in biomedical implants, is strongly dependent on the process's energy density and is negatively affected by the sintering of partially melted particles adhering to the component's surfaces [19]. Specifically, it has been observed that for

definition shown in Fig. 2 [3], [8]. These values can be adopted to compute the energy density (ED) parameter, defined by Eq. (1) as follows: (1)

the printing of NiTi components, the lowest roughness values are achieved with approximately 43 J/mm³ [18]. Crack formation is primarily attributed to different cooling rates, phase transformations related to excessive thermal stress, delamination in areas characterized by lack of fusion, and residual stress. The process parameter that most influences crack formation is the scanning speed. Excessively high scanning speeds (over 1000 m/s) can lead to too rapid cooling rates, promoting the formation of a brittle intermetallic phase (Ti2Ni) between the layers, which serves as a preferential site for crack formation [9], [20]. Keyholes and lack of fusion depend on laser power, which determines penetration depth. In the case of keyholes, excessive penetration results in the formation of cavities with variable geometry within the component [21], while lack of fusion is caused by low laser power (50–100 W), which, when combined with excessively high scanning speeds, leads to insufficient penetration. This results in partially melted powder being trapped inside the component, significantly worsening its fatigue behavior [8], [21]. Considering the challenges and defects that can be introduced during SLM of NiTi components, an analytical study was conducted to define the printable region for the Ni50.8Ti49.2 alloy, aiming to produce defect-free samples.

Laser power (P)

15 – 200 (W)

Scanning speed (VS) 200 – 1200 (mm/s) Hatch

Fig.2 - Controllable parameters [9].

Tab.1 - Controllable parameters [9].

EXPERIMENTAL STUDY

NiTi powder produced by gas atomization in an Ar atmosphere was used. The as-received powder was analyzed by a Zeiss EVO MA15 (Carl Zeiss, Jena, Germany) scanning electron microscope (SEM). Due to this

production technique, the powder exhibits a spherical morphology, as visible in the SEM images in Fig. 3. Based on the particle size analysis provided by the supplier, the powder has diameters ranging from 13 μ m to 53 μ m (D10-D90).

(a) (b)

Fig.3 - SEM images of the adopted NiTi powder.

The specimens were produced using the Renishaw RenAM500S Flex (Renishaw, Wotton-under-Edge, United Kingdom) printer installed at the Metal Additive Manufacturing Laboratory of the University of Pisa, equipped with a volume reduction accessory (Reduction Build Volume). This accessory allows a print volume reduction to a cube with dimensions of 80 mm x 80 mm x 50 mm. As a result, a reduced amount of powder, approximately 1 kg, was used. The samples were fabricated in a vertical orientation, with the largest dimension aligned along the building direction. To prevent oxidation during printing, the chamber was filled with Ar, ensuring an O2 presence of less than 20 ppm during the process. The specimens were printed on a Ti alloy (Ti6Al4V) substrate. A wide set of SLM process parameters featuring energy density values ranging between 21.7 and 185 J/mm3 , was defined on the basis of the values adopted in recent literature studies that employed a powder with the same composition as that used in this study [26], [27], [28], [29], [30], [31]. Only the process parameters that produced a material with nonlinear elasticity properties were selected. Based on these energy density values, 10 combinations of power, scanning speed, layer thickness, and hatch distance were defined, aimed at exploring the limits of the printability region and the effects of process parameters on the microstructural properties of the material. The explored ED values are reported in Tab II. Once an ED value was selected, the process parameters were determined

based on an analytical model that extended Rosenthal’s solution to the SLM process [22], [23]. The model is aimed at increasing the process efficiency, avoiding the onset of macroscopic defects such as LOFs and keyhole-induced porosity, as demonstrated by Macoretta et al. in previous studies [24], [25]. The layer thickness was set to either 30 μ m or 60 μ m, while the scanning speed, laser power and hatch distance varied within a range of 0.3 to 1.75 m/s, 65 to 450 W and 30 to 120 μ m, respectively. The laser was operated in continuous wave mode. Samples 9 and 10 were aimed at investigating the lower ED boundary, where the occurrence of LOF defects can be predicted by the analytical model. A cubic sample with a side length of 5 mm and a height of 3.5 mm, parallel to the building direction (BD), was printed per each investigated process parameter. The samples featured a pyramidal base to facilitate secure attachment to the build plate. A representative image, taken with the Hirox HRX-01 (Hirox, Tokyo, Japan) digital 3D optical microscope is shown in Fig. 4. Microstructural analysis and image analysis for the determination of porosity percentage were conducted on all SLM-printed samples after standard metallographic preparation, which included cutting, resin embedding, grinding, polishing, and metallographic etching with Kroll's reagent (92 % H2O, 5 % HNO3, 3 % HF).

Observations were made using a Leica DMi 8 A optical microscope (OM) (Leica, Wetzlar, Germany) and with the previously mentioned SEM microscope, while image

analysis was conducted using Image J software (Image J, Maryland, US). The porosity percentage, evaluated on 10 micrographs at 200x magnification randomly acquired on

RESULTS AND DISCUSSION

The results of the image analysis are reported in the plot of Fig. 5, which displays the porosity percentage as a function of the investigated sample. As seen, the combination of printing parameters and the resulting energy density used allows the production of dense samples with porosity percentages below 0.5 % for samples 1, 2, 3, 5, and 7 and below 1 % for samples 6 and 8. As shown in the graph, samples 9 and 10, printed with low energy density

the analyzed surfaces, was computed as the ratio of the pore surface to the total analyzed surface.

values, used to explore the LOF region, displayed relatively high porosity percentages. Sample 9 exhibited a porosity percentage above 3.5 %, while sample 10 showed excessive porosity levels that were not measured. Conversely, sample 4, printed with the same energy density values as sample 3, highlights that its ED value is insufficient to achieve acceptable density. Therefore, the variation of individual parameters plays a significant role and cannot be disregarded.

Tab. 2 - Energy density (ED) values used for sample printing.

Fig.4 - Representative image of an SLM printed sample.

Fig.5 - Results of the image analysis in decreasing order of ED.

According to the results of the image analysis, metallographic observation of the specimens revealed the presence of defects such as LOF, highlighted with

white arrows in the sample 9 micrograph showed in Fig. 6a). Besides the keyhole phenomena depicted in sample 4 micrograph 4 in Fig. 6b), highlighted by red arrows.

- OM micrographs of: a) sample 9 with widespread LOF defects, ED 35 J/mm³; b) sample 4 with widespread keyhole defects, ED 82.4 J/mm³.

Fig. 7a) and Fig. 7b) depict the OM micrographs of samples 7 and 1, respectively. A compact structure almost free of defects, consisting of columnar grains parallel to the build direction is shown highlighted by the black boxes. The analysis allowed for the preliminary identification of a printability region where the material is unaffected

by repeatable macroscopic defects and achieves an average density, which was calculated by subtracting the measured porosity percentage from the total area of the sample, resulting in a 99.8 % and 99.9 % for specimens 1 and 7, respectively.

- OM micrographs of samples with a compact structure almost defects-free: a) sample 7, ED 55.6 J/mm³ b) sample 1 ED 185.2 J/mm³ .

Fig.6

(a)

(b)

Fig.7

(a)

(b)

Fig.8 - Secondary electron SEM micrograph of sample 7.

CONCLUSIONS

Based on the analytical modeling of the nondimensionalized printability region using selective laser melting (SLM) technology for the Ni50.8Ti49.2 alloy, 10 combinations of process parameters, including laser power, scanning speed, hatch distance, layer thickness were defined for a preliminary exploration of the material's printability. Metallographic analyses were conducted to determine the defects introduced by the printing process, which enabled for the identification of 5 parameter combinations with porosity < 0.5 % and of 2 parameter combinations with porosity < 1 %. The

FOUNDING

study allowed for the identification of an energy density threshold below which LOF occurs, negatively affecting the material’s porosity. This result led to the identification of a preliminary printability region for the adopted material.

ACKNOWLEDGMENTS

The authors would like to thank Alberto Coda for his operational support and valuable advice regarding the material printing process, and Ottavia Vezzani for her operational assistance in the metallographic preparation of the samples.

Progetto PRIN 2022 "20228AZTYB - GIFTED (desiGn of addItive manuFactured niTinol Endovascular Devices)" - Finanziamento UE - NextGenEU - M4C2, Inv.1.1 - CUP: F53D23001630006

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10.36146/2025_05_23

Caratterizzazione di polveri di WC-Co e della loro processabilità tramite directed energy deposition (DED)

E. Santecchia, M. Cabibbo, A. Santoni, S. Spigarelli, R. L. Di Mattia, V. Foti, J. Stavridis, G. Barale, E. Bonora, L. Pilotti

La qualità dei componenti realizzati tramite metal additive manufacturing (AM) dipende fortemente dalle caratteristiche delle polveri di partenza (composizione chimica, granulometria, forma) e dalla qualità di ogni singola traccia di scansione realizzata dalla sorgente termica (laser). Nel caso di processi di manifattura additiva come la directed energy deposition (DED), la dinamica della pozza di fusione è governata dai principali parametri del processo DED, tra cui potenza del laser (P), velocità di deposizione (v), spessore dello strato (t), feed rate delle polveri (PFR) e diametro dello spot del laser (d). Utilizzando tecniche di caratterizzazione quali la microscopia elettronica a scansione (SEM) e la spettroscopia a dispersione di energia (EDS), il presente studio verte sulla caratterizzazione di polveri di carburo di tungsteno (WC-Co) prima e dopo l’interazione con la sorgente laser e sulla processabilità di tale materiale utilizzando single scan tracks (SSTs).

PAROLE CHIAVE: ADDITIVE MANUFACTURING (AM), DIRECTED ENERGY DEPOSITION (DED), CARATTERIZZAZIONE, METALLURGIA DELLE POLVERI, INTERAZIONE LASER-MATERIA;

INTRODUZIONE

Le tecnologie di additive manufacturing per materiali metallici sono di fondamentale importanza, soprattutto quando le caratteristiche del componente da realizzare sono particolarmente complesse, hanno un design non realizzabile con altre tecniche e caratterizzato da un elevato grado di personalizzazione e, non ultimo, quando il materiale metallico da stampare è difficile da lavorare con tecniche classiche di fabbricazione [1].

Considerando la gamma di materiali ad elevata durezza, quindi difficili da rilavorare con tecnologie sottrattive, il carburo di tungsteno (WC) rappresenta sicuramente uno dei materiali a più elevata complessità da questo punto di vista. L'aggiunta di una fase legante adeguata è spesso necessaria per migliorare le proprietà meccaniche dei materiali a base di WC, fornendo coesione e stabilità strutturale. Il cobalto (Co) è considerato un materiale legante ideale per i rivestimenti a base di WC grazie alla sua eccellente compatibilità chimica e alla sua migliore tenacità [2]. I carburi cementati WC-Co sono largamente impiegati nei campi tribologici di taglio, stampaggio, estrazione (mining e drilling) grazie alla loro elevata durezza, all'eccezionale resistenza all'usura, all'elevata stabilità termica e alla buona tenacità [3-4].

Eleonora Santecchia, Marcello Cabibbo, Alberto Santoni, Stefano Spigarelli, Riccardo Luigi Di Mattia, Vincenzo Foti

DIISM, Università Politecnica delle Marche

John Stavridis - Guido Barale

Prima Additive S.r.l, Torino

Ettore Bonora, Letizia Pilotti

Proxicad S.r.l., Pescara

I componenti in carburo di tungsteno sono generalmente prodotti con la tecnica della metallurgia delle polveri, che presenta limiti intrinseci in termini di complessità geometrica. Il processo comprende diverse fasi, tra cui la lavorazione delle polveri, la miscelazione e la macinazione delle stesse, la pressatura della polvere in uno stampo per ottenere la forma desiderata, la deceratura, la sinterizzazione in fase liquida ed eventuali operazioni successive alla sinterizzazione [5]. Per ciò che concerne la realizzazione di rivestimenti in WC-Co, invece, sono state utilizzate numerose tecniche di modifica della superficie come il thermal spraying, la saldatura ad arco e la deposizione diretta o laser cladding. I compositi di carburo di tungsteno-cobalto (WCCo) fabbricati attraverso varie tecniche di produzione additiva come laser powder bed fusion (LPBF), directed energy deposition (DED) e binder jetting (BJ) vengono studiati per la loro peculiare microstruttura e per le proprietà meccaniche ottenibili [5-6]. Liverani et al. [7] ha mostrato la fabbricabilità di single scan tracks con diversi livelli di remelting tramite l’uso della tecnologia DED, mettendo in risalto l’effetto dei parametri di processo, sulla qualità delle tracce finali. La microstruttura dei compositi WC-Co è cruciale per le loro prestazioni; alcuni studi hanno dimostrato che l'aggiunta di particelle di WC aumenta la durezza e la resistenza all'usura [8].

L'incorporazione di un inibitore della crescita dei grani nel legante (cobalto) può migliorare l'omogeneità e la sostenibilità, con conseguente migliore densificazione e compromesso durezza/durezza nei compositi [9].

L'analisi microstrutturale di rivestimenti WC-17Co prodotti con diverse tecnologie quali Cold Spraying (CS), High Velocity Air Fuel (HVAF) e High Velocity Oxygen Fuel (HVOF) Spraying ha rivelato variazioni nel contenuto di Co, nella porosità e nella durezza, con un impatto sulle prestazioni complessive dei rivestimenti [10]. I compositi WC-Co fabbricati mediante sinterizzazione laser selettiva presentano una microstruttura con grani di WC ben distribuiti in una matrice di Co, con un impatto sulla resistenza alla rottura trasversale e sulle proprietà meccaniche dei componenti finali [11].

I risultati presentati in letteratura mostrano una bibliografia molto limitata per ciò che concerne la processabilità del WC-Co puro tramite directed energy deposition e l’analisi della polvere prima e dopo l’interazione con la sorgente laser; questo è esattamente lo scopo del presente lavoro di ricerca.

MATERIALI E METODI

Una polvere di carburo di tungsteno con cobalto (WCCo) prodotta da GTV [12] per processi di thermal spraying è stata utilizzata come materiale di base per il presente studio. La polvere vergine e quella campionata dalla piastra di fabbricazione, successivamente alla realizzazione di single scan tracks (SSTs) tramite tecnologia di laser powder directed energy deposition, sono stata caratterizzate tramite microscopia elettronica a scansione (SEM) e spettroscopia a dispersione di energia (EDS).

La polvere vergine è stata campionata secondo la normativa ASTM F3049-14 (standard B215) e adagiata su un foglio di alluminio. Le particelle sono state quindi disperse accuratamente con una spatola per evitarne la sovrapposizione e sono poi state fissate su uno stub con adesivo in grafite per essere analizzate tramite microscopia elettronica a scansione (SEM). Le osservazioni al microscopio elettronico a scansione ad alta risoluzione (HRSEM) sono state eseguite su uno Zeiss Supra 40 dotato di microanalisi Bruker Quantax Z200 per la spettroscopia a dispersione di energia (EDS), mentre le analisi con il SEM ad emissione termoionica sono state effettuate utilizzando un Tescan Vega equipaggiato con microanalisi EDAX Element.

La composizione chimica dei campioni di polvere è stata analizzata acquisendo il segnale dalle singole particelle di WC-Co e calcolando media e deviazione standard dei principali costituenti, evitando la quantificazione del carbonio (non totalmente attendibile con la tecnica EDS). La verifica della composizione chimica effettuata sulle singole particelle di WC-Co è ha coinvolto un elevato numero di particelle (almeno 50) per assicurare una ragionevole popolazione statistica.

Il processo di Directed Energy Deposition (DED) è stato effettuato utilizzando la macchina Laserdyne 430 BD di Prima Additive, equipaggiata con due powder feeder e una sorgente laser allo stato solido da 1 kW. Per il processamento è stato utilizzato azoto come carrier gas per le polveri e come shielding gas per la zona di fusione, mentre come substrato è stato utilizzato un acciaio basso legato. Il Design Of Experiment (DOE) con i parametri di processo utilizzati per la fabbricazione di single scan tracks (SSTs) è riportato in Tabella 1; per ogni prova il powder feed rate è stato mantenuto costante e pari a 5 rpm.

Tab.1 - DOE delle singole tracce di scansione / DOE of the single scan tracks.

RISULTATI E DISCUSSIONE

In Fig. 1 sono riportate due micrografie rappresentative della polvere vergine di WC-Co, che permettono di met-

tere in luce come la polvere sia stata ottenuta tramite agglomerazione, piuttosto che atomizzazione come nelle più classiche polveri per additive manufacturing.

Fig.1 - Micrografie SEM della polvere vergine: (a) basso ingrandimento, (b) alto ingrandimento / SEM micrographs of the virgin powder: (a) low magnification, (b) high magnification

L’analisi della composizione chimica della polvere tramite point EDS da singole particelle è illustrata in Fig. 2(a); nell’inset della stessa figura è riportata anche la micrografia di riferimento con le particelle considerate. I valori medi in peso percentuale di tungsteno e cobalto sono riportati in Fig. 2(b) e mostrano come i dati acquisiti siano in linea

con i valori del Datasheet GTV [12], al netto del carbonio. Questo, infatti, pur non essendo considerato ai fini del presente studio, è stato considerato nell’individuazione dei picchi caratteristici (fig. 2(a)), consentendo una migliore deconvoluzione dell’intero spettro EDS relativo a ciascuna particella.

Fig.2 -Dati ottenuti dalla microanalisi EDS: a) Spettri EDS acquisiti sulle singole particelle in figura (il marker è 100 µm), b) Composizione chimica media calcolata da EDS e paragonata con il datasheet del fornitore di polvere (GTV GmbH) / Data acquired from EDS microanalysis: a) EDS patterns acquired from the single powder particles in the inset (marker is 100 µm), b) Average chemical composition calculated from EDS and compared with the datasheet of the powder producer (GTV GmbH)

Utilizzando i dati riportati nel DOE in Tab. 1 sono state realizzate sei single scan tracks (Fig. 3) sottoposte

successivamente ad ulteriore caratterizzazione, soprattutto in merito alla sezione trasversale.

Fig.3 - Fotografia delle tracce realizzate secondo il DOE in Tab. 1 / Picture of the tracks fabricated following the DOE in Tab. 1.

Le tracce visibili in Fig. 3 mostrano una buona stabilità longitudinale, nonostante sia chiara la presenza di spatter (schizzi di materiale fuso ridepositato sulla traccia) di ampie dimensioni, saldati sia sulla superficie che sulle zone laterali delle singole tracce. Si osserva anche il collasso di materiale con formazione di vuoti evidenti. Questi effetti

sono più marcati in corrispondenza della traccia 1 e della traccia 4. Queste peculiarità hanno portato alla necessità di investigare in maniera più mirata anche le sezioni delle singole tracce di WC-Co tramite microscopia elettronica a scansione (Fig. 4).

Fig.4 -Micrografie SEM di sezioni di singole tracce di scansione WC-Co realizzate con i parametri in Tab. 1 / SEM micrographs of WC-Co single scan tracks fabricated with the parameters in Tab. 1.

Le combinazioni di parametri di processo che hanno dato i risultati migliori in termini di fabbricabilità di carburo di tungsteno sono quelli relativi alla Prova 3 e Prova 6 della tabella 1, come mostrato dalle micrografie SEM riportate in verde di Fig. 4. Le porosità di dimensione maggiore che inficiano l’integrità delle SSTs (particolarmente marcate in Fig.4, immagine relativa alla traccia 4) sono legate ai parametri di processo. Questo risultato viene confermato anche dal lavoro di Liverani et al. [7], in cui viene mostrato come, nonostante la differente scelta di parametri di processo, la qualità di tracce singole e sovrapposte e la loro variabilità, siano caratteristiche legate proprio ai parametri di processo.

In aggiunta, sono state osservate alcune microporosità

all’interno delle singole tracce, nelle zone dove le particelle di carburo non fuse presenti all’interno della pozza (Fig. 4, particelle con contrasto molto chiaro causato dell’uso del segnale degli elettroni retrodiffusi, BSE). Tali effetti sono da ricollegarsi non all’inefficace capacità di fusione legata ai parametri di processo selezionati, ma alla generazione di una elevata quantità di spatter che, ricadendo all’interno della pozza fusa, hanno dato luogo alle difettosità menzionate.

Gli spatter sono stati caratterizzati campionando la polvere dalla piastra di fabbricazione dopo la realizzazione delle single tracks. In Fig. 5 sono riportate le micrografie più rappresentative.

Fig.5 - Micrografie SEM degli spatter presenti sul piatto di stampa dopo la deposizione delle SSTs: a) basso ingrandimento, b) alto ingrandimento, c) EDS line scan. / SEM micrographs of the spatter located on the build plate after the SSTs deposition: a) low magnification, b) high magnification, c) EDS line scan.

Le morfologie dei cristalli di tungsteno sottolineate da Fig. 5(a-b) sono in accordo con quanto mostrato da Gu et al. [13] e Padmakumar [5]. Infatti, la cella unitaria esagonale del WC non ha centro di simmetria e le condizioni locali di processo vanno ad influenzare quali facets poligonali tendono a crescere più di altre, dando luogo a due principali geometrie identificabili dalle immagini 2D, ovvero quella triangolare (verde in Fig. 5(b)) e quella rettangolare/poligonale (rosso in Fig. 5(b)). Mentre queste sono caratteristiche già osservate in campioni compositi a matrice metallica con WC/WC-Co realizzati tramite diverse tecniche di additive manufacturing (LPBF, DED, BJ), nel presente studio si mostra come anche gli spatter, subendo una interazione più o meno marcata con la sorgente laser localizzata, siano caratterizzati a livello microstrutturale dalla formazione delle suddette caratteristiche geo-

metriche. In aggiunta, la microanalisi sulla linea in Fig. 5(c) mostra come ci sia una chiara alternanza tra Co e W, nel passaggio da un cristallo poligonale ad una zona di transizione (matrice).

CONCLUSIONI

La presente memoria è stata incentrata sulla processabilità di polveri di carburo cementato (WC-Co) tramite la tecnologia di directed energy deposition (DED). I risultati della caratterizzazione della polvere hanno mostrato che l’interazione con il laser genera strutture analoghe a quelle riscontrabili nei compositi con WC. Inoltre, le single scan track realizzate secondo il DOE riportato in Tab. 1 hanno mostrato che ottimizzando i parametri di processo è possibile limitare la minimo la porosità dello strato di WC-Co realizzato.

La sinergia tra la tecnologia DED e carburo di tungsteno rappresenta un progresso significativo nel campo dei rivestimenti duri. Il presente lavoro è solo il primo passo verso una ulteriore ottimizzazione, mirata anche alla realizzazione di materiali con composizione variabile e caratterizzati da ultimi strati ad altissima durezza grazie alla elevata concentrazione di carburo di tungsteno.

RINGRAZIAMENTI

Il lavoro è stato supportato dal progetto Brevetti+ BRE 0001181 della Proxicad s.r.l. Inoltre, questa ricerca è stata parzialmente finanziata attraverso il progetto Dipartimento di Eccellenza, MIUR-Italia (ARTICOLO 1, COMMI 314–337 LEGGE 232/2016).

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Characterization of WC-Co powders and their processability by directed energy deposition (DED)

The quality of metal additive manufacturing (AM) parts depends heavily on the properties of the starting powders (chemical composition, particle size, shape) and the quality of each scan from the thermal (laser) source. In the case of additive manufacturing processes such as Directed Energy Deposition (DED), the melt pool dynamics are governed by the key parameters of the DED process, including laser power (P), deposition rate (v), layer thickness (t), powder feed rate (PFR), and laser spot diameter (d). Using characterization techniques such as scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS), the present study focuses on the characterization of tungsten carbide (WCCo) powders before and after interaction with the laser source and the processability of such material using single scan tracks (SSTs).

KEYWORDS: ADDITIVE MANUFACTURING (AM), DIRECTED ENERGY DEPOSITION (DED), CHARACTERIZATION, POWDER METALLURGY, LASER-MATTER INTERACTION ;

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TORNA ALL'INDICE

Coke breeze combustion and cog dry reforming pilot plant development for the production of hot hydrogen-rich syngas in integrated plants for injection in the blast furnace and CO2 mitigation (ProSynteg)

E.

L.

Faraci, M. Gili, D. Ressegotti, D. Garot, A. Oblanca Gutiérrez,

C. Morelli, L. Micheletti

The iron and steel sector contributes 2.6 gigatonnes of carbon dioxide (Gt CO2) annually, accounting for 7% of the global energy system's total emissions. Currently the steel sector is the largest industrial consumer of coal, from which it takes around 75% of its energy input. Blast Furnace-Basic Oxygen Furnace (BF-BOF) is the main route for the world steel production, with an overall of 70% of the total amount of steel produced. This route has a strong impact on carbon dioxide (CO2) production generating about 2.15 tonnes of CO 2 for 1 tonne of crude steel. In this frame the main objective of the ProSynteg project is to reduce the coke rate and associated CO 2 emissions from Blast Furnace (BF) by means of the set-up of process to produce hot H 2-rich syngas, which can be directly injected into the BF. The H2-rich syngas is produced by dry-reforming of coke oven gas and/or natural gas with hot CO2 from oxy-combustion of coke breeze or alternative solid circular C sources. The alternative utilization of the coke breeze is a fundamental aspect because it could progressively lose its current valorisation in the steel production cycle due to the progressive closure of the sintering plants. The pilot tests will be integrated with experimental laboratory tests for the characterization of the coke breeze and simulations to setup process conditions.

KEYWORDS: SYNGAS, CO2, COG, COKE BREEZE;

INTRODUCTION

The injection of reducing gases in the BF to reduce coke consumption has been studied and tested on pilot and even industrial scale over the last 50 years in Russia [1], USA, Japan [2,3,4] and now China. Important experiments were notably performed in Tula (industrial scale, Russia, 1970’s), in Seraing (pilot and industrial tests, Belgium, 1970-1980’s, operated by partner CRM), in the frame of the EU-wide ULCOS project [5,6,7].

Along with these projects and tests, reducing gas injections have been performed at different levels in the BF: in the existing tuyeres or through new injection ports at shaft level or even higher on the BF shell. The injection of reducing gas in the BF shaft is one of the most promising methods of reducing CO2 emissions from steel works. Shaft injections do not limit the furnace operation in terms of raceway adiabatic flame temperature (RAFT) and improve the top gas temperature due to

Eros Luciano Faraci

RINA-CSM, Rome

Matteo Gili

RINA-CSM, Terni

Davide Ressegotti

RINA-CSM, Dalmine

Damien Garot

CRM, Liège, Belgium

Ana Oblanca Gutiérrez

ArcelorMittal Global R&D Spain, Avilés, Spain

Carlo Morelli, Lorenzo Micheletti

Paul Wurth Italia, Genova

increase in shaft gas volume. In case of reformed Coke Oven Gas (COG) injection at BF shaft, the temperature of the COG should be equivalent to the temperature of the lower shaft (900 -1000 °C), to not cool or overheat the shaft zone.

The main objective of the ProSynteg project is to set up a pilot plant to test the dry reforming of hydrocarbons present in the coke oven gas (or natural gas), into hydrogen and carbon monoxide exploiting the heat and CO2 coming from coke breeze oxy-combustion. The resulting reformed gas (syngas) can be injected into the BF as a reducing agent, thus reducing the quantity of coke and consequently the emissions of carbon dioxide. Currently, coke breeze is used as a fuel in the sinter plant. However, with the anticipated progressive shutdown of lot of sinter plants, the use of coke breeze could become difficulty on the external market, since it is classified as a waste material. This project proposes an innovative route to internally reuse coke breeze within the steel shop, reducing the overall coke production for the BF and contributing to lower CO2 emissions.

OVERVIEW OF THE PILOT PLANT CONCEPT

The ProSynteg project addresses the challenge of

reducing CO2 emissions in the steelmaking sector through an innovative approach that integrates coke breeze valorization and gas reforming processes. The core concept consists of utilizing the thermal energy and carbon dioxide generated by coke breeze oxycombustion to perform the dry reforming of hydrocarbons from coke oven gas (COG) into a synthesis gas (syngas) rich in hydrogen (H2) and carbon monoxide (CO).

This syngas is valuable for injection into the shaft of a blast furnace (BF) as a reducing agent, thus decreasing the utilization of metallurgical coke and subsequently lowering CO2 emissions. A key element of the project is the design and operation of a pilot plant capable of demonstrating the feasibility of this concept under industrially relevant conditions. The pilot plant is composed of two main subsystems:

1. A combustion zone, that enables controlled oxycombustion of coke breeze, generating high-temperature flue gases containing CO2

2. A dry reforming reactor zone, where hydrocarbons and CO2 react at high temperatures to produce syngas.

Fig.1 - ProSynteg project concept scheme.

The first zone is mainly characterized by a solid fuel burner, which is designed to perform coke breeze combustion. After that, the produced CO2-rich flue gases are properly combined with the compressed COG, to start the dry reforming process. Generally, dry reforming is an advanced gas treatment process at high

temperature (around 1000 °C) that converts methane and high hydrocarbons into a mixture of carbon monoxide (CO) and hydrogen (H2) which is suitable for BF shaft injections. The dry reforming process offers a secondary benefit: the thermal decomposition and removal of heavy hydrocarbons, such as tar, benzol, and other condensable

compounds commonly found in COG. This thermal decomposition enhances the quality and usability of the gas downstream by increasing the amount of H2 and CO produced.

This integrated system permits not only to valorize coke breeze material but also supports a circular and sustainable approach to steel production. The following sections describe the pilot plant design, the reformer modelling activities, the detailed engineering and the adaptation of the pilot plant and its components.

PREPARATION OF THE SITE FOR THE EXPERIMENTAL TRIALS

The coke breeze burner with nominal power of 1 MW will be tested at RINA-CSM combustion station in Dalmine (Italy). The following preliminary activities to perform the oxy-combustion tests have been carried out:

1) Design of the combustion chamber and coke breeze injection system

2) Installation of the cryogenic oxygen tank and oxygen ramp

Design of the combustion chamber and coke breeze injection system

The combustion chamber is constituted by a combustion section with a length of 2850mm and internal sec-tion of 850mm and a cooling section with a length of 2525mm and internal section of 1150mm.

The combustion section comprises a horizontal cylindrical outer casing with a conical outlet of carbon steel sheet (S275JR) and internally lined with multiple layers of refractory and insulating bricks designed for high-temperature applications

The cooling section consists of a heat exchanger with a double concentric cylindrical chamber. The com-bustion gases pass through the inner chamber, while the water for the gas cooling flows through the outer chamber.

Fig. 2 shows the drawing of the combustion chamber (left) and expected temperature profile along the combustion chamber (right).

The combustion section can work up to a temperature of 1600°C. The cooling section is equipped with 6 lances, inserted in the body of the reactor, to guarantee a gas temperature at the exit of the cooling section of 150°C. In order to monitor the combustion process, several holes are developed in both sections to allow the introduction of thermocouples or other probes. The cooling section is also equipped with an inlet pipe to inject dilution air to cool the combustion gas and the off-gas evacuation duct.

For the transportation and injection of the coke breeze to the burner a pneumatic system has been de-signed. This

pneumatic system can inject up to 100 kg/h of coke breeze with a grain size in the range of 50-100 micron.

A cryogenic tank with the capacity of 10.000 liters at the pressure of 9 barG and an atmospheric vaporizer to convert the liquid oxygen into gaseous state has been installed in RINA-CSM Dalmine yard.

In order to supply the oxygen at proper pressure and flow rate an oxygen regulation unit has been developed and installed in the RINA-CSM Dalmine yard, the oxygen regulation unit has been created in stainless steel frame, it is

Fig.2 -Combustion chamber characteristics.

equipped with electrical panel with integrated PLC.

The oxygen ramp provides a maximum flow rate of 800 Nm3/h at the proper pressure. The oxygen ramp is constituted by:

1) Oxygen line: it is equipped with pressure reduction

group to reduce the inlet pressure from 18 barG to 2.5 barG.

2) Nitrogen line: it provides the inert gas for the pneumatic actuators of the instrumentations.

Fig. 3 shows the final location of the oxygen ramp at RINA-CSM Dalmine yard.

Fig.3 - Final location of the oxygen ramp at RINA-CSM Dalmine yard.

REFORMING MODEL

In order to analyse the influence of the reforming process parameters on the syngas characteristics, a combined CSTR-plug flow reactor model has been developed. The model evaluates equilibrium and kineti-cal compositions by using a detailed kinetics scheme, which has been developed for COG application. Analysis has been focused on the influence of process conditions (temperature, pressure, fuels composi-tion), on syngas flowrate, temperature and composition as well as soot production.

The target syngas will be defined by the following figures of merits values:

• CH4 mole fraction < 5%;

• H2O mole fraction < 7%;

• (CO+H2) / (CO2+H2O) >7;

• Syngas temperature <1100°C (optimum) - Syngas temperature <1300°C (acceptable);

• Soot weight per cubic meter of syngas (as minimum as possible).

The kinetics scheme was developed by Politecnico di Milano (PoliMi) for COG evaluations, including the detailed analysis of heavy hydrocarbon evolution during partial oxidation and prediction of soot precursor.

To simulate both combustion of the coke breeze and reforming process of the COG the following conditions have been used:

• Working pressure: 1.1 bar

• COG characteristics:

o Temperature: 25°C (environment temperature)

o Flowrate: 200 Nm3/h

o Composition: as reported in Tab. 1.

• Coke Breeze characteristics: as reported in Tab. 2.

Tab.1 - Composition of COG (%vol/vol).

Tab.2 - Coke Breeze characteristics.

Fig. 4 shows the trend of CH4, H2O, yield and temperature for various coke flowrate calculated by the reforming model at the outlet of the reactor. In Fig. 4 is also reported the trend of thermodynamic equilibrium (which is the limit of the conversion and production of chemical species) and the figure of merit thresholds that must be respected.

Fig.4 - Syngas gas characteristics. Model results (continuous black line), Thermodynamic equilibrium (dashed line) and figure of merit

Based on the data reported in Fig. 4, to satisfy all figures of merit, the desired working point for the coke breeze flow rate must be in the range of 35-45 kg/h.

DETAILED ENGINEERING AND ADAPTATION OF THE PILOT PLANT

The detailed engineering of the adaptation of the pilot plant for coke breeze use has been carried out.

Market and technological studies have also been conducted to define specific technical solutions and to identify potential equipment suppliers for the plant's design and adaptation.

The pilot plant consists of the following main components:

1. combustion chamber equipped with oxygen burner (oxy-coke breeze);

2. dry reforming reactor;

3. post-combustion chamber for the complete oxidation of the syngas produced before discharge into the atmosphere;

4. dilutor;

5. filter;

6. chimney (i.e. fume stack);

7. coke breeze storage, transportation, and injection system.

Test campaigns are planned on the above-described pilot plant, to collect a suitable set of process data for the analysis and validation of the H2-rich syngas production process by means of COG dry reforming via coke breeze oxy-combustion.

The oxy-burner, fed with coke breeze, is located in the combustion chamber; the hot flue gas (mainly CO2) produced in the combustion chamber flows to the reforming reactor, in which it is mixed with the methanecontaining gas (compressed COG) supplied through a radial distributor. The objective of the reforming section is to obtain at the reactor output, a gas having the lowest possible concentration of methane and other hydrocarbons, and the maximum possible concentration of hydrogen and carbon monoxide (45-65% of H2 against 25-50% CO).

After sufficient residence time, the reforming process is completed, and the resulting syngas is produced. In the pilot plant configuration, this gas cannot be directly discharged into the atmosphere due to its elevat-ed temperature (above 1000 °C) and high hydrogen content. Consequently, after undergoing continuous chemical

analysis via dedicated sampling lines, the syngas is routed to a post-combustion chamber, where it is fully oxidized through the controlled injection of air—an operation made efficient by the high reactivity of the gas mixture. The resulting flue gases, free from residual combustibles, are subsequently conveyed to a dilution unit (see Fig. 5), where air is introduced to reduce the gas temperature below 350°C. This temperature reduc-tion step is essential for protecting the downstream filtration unit. The cooled gases are then passed through a high temperature filter (see Fig. 5), which serves to capture any particulate matter potentially generated during the reforming process. The use of dilution air ensures thermal stability and functional in-tegrity of the filtration system. Finally, the treated gases are discharged into the atmosphere via the chim-ney. In future industrial-scale applications, the produced syngas is intended to be directly injected into the blast furnace (BF) shaft as a reducing agent, thereby eliminating the need for post-combustion and subsequent gas treatment stages employed in the pilot plant setup.

Fig. 5Fig. 5

The pilot plant has been designed considering the following main characteristics:

• Producing 500 Nm3/h of reformed gas at > 1000°C and atmospheric pressure

• Followed by combustion of the gas (with secondary air)

• Gaseous feed: coke oven gas or natural gas (200 Nm3/h max)

• Solid circular C feed: coke breeze (90 kg/h max)

• Oxygen feed (190 Nm3/h max)

Fig. 5 shows the rendering of the pilot plant with the cokebreeze configuration with the indication of both of main components and main section.

- Rendering of the pilot plant “coke-breeze configuration”.

CONCLUSIONS

This work presented the conceptual development and implementation of an innovative pilot plant designed to support the decarbonization of the steel industry. The proposed system enables the production of a H2-rich syngas for BF shaft injection by integrating coke breeze oxy-combustion with the dry reforming of coke oven gas. The design of the combustion chamber has been finalized, and the main bids have been evaluated. The combustion chamber is constituted by a combustion section with a length of 2850mm and internal section of 850 mm and cooling section with a length of 2525 mm and internal section of 1150mm and it is able to test burned up 1 MW. The cryogenic oxygen tank of 10.000 L and the oxygen ramp able to provide flow rate of 800 Nm3/h at the maximum pressure of 5barG has been installed and set up and tested in RINA-CSM Dalmine yard.

A combined CSTR-plug flow reactor model has been developed to analyze the influence of the reforming process parameters on the syngas. The results of the model show that to produce a syngas that can be directly injected in the BF the desired working point for the coke breeze flow rate must be in the range of 35-45 kg/h.

The detailed engineering of the adaptation of the pilot plant for coke breeze use has been carried out. Mar-ket and technological studies have been also conducted to

define specific technical solutions and to identi-fy potential equipment suppliers for the pilot plant’s design and adaptation.

The pilot plant has been designed considering the following main characteristics:

• Producing 500 Nm3/h of reformed gas at > 1000°C and atmospheric pressure

• Followed by combustion of the gas (with secondary air)

• Gaseous feed: coke oven gas or natural gas (200 Nm3/h max)

• Solid circular C feed: coke breeze (90 kg/h max)

• Oxygen feed (190 Nm3/h max)

ACKNOWLEDGMENTS

This work was carried out with support from the European Union's Research Fund for Coal and Steel (RFCS) research pro-gram under the ongoing project: Production of hot hydrogen-rich syngas in integrated plants for efficient injection in the blast furnace and CO2 mitigation –ProSynteg- GA number: 101057965.

Fig.5

Scientific

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[3] Ueno, H. et al.; Outline of CO2 Ultimate Reduction in Steelmaking Process by Innovative Technology for Cool Earth 50 (COURSE50 Project); J. Jpn. Inst. Energy, 2015, 94:1277 1283

[4] Shigeaki Tonomura et al.; CO2 Ultimate Reduction in Steelmaking Process (COURSE50 Project), ICSTI 2018

[5] ULCOS, Ultra Low CO2 Carbon Steelmaking, project number FP6-NMP-515960, 6th EU Framework Programme for Research and Technological Development (FP6). The consortium worked on 15 subprojects (some of them were partially funded within the RFCS programme), including SP1 New blast furnace (RFSR-CT-2004-00005), SP4 Hydrogen steel production, SP10 New C-based steel production (RFSR-CT-2009-00002), SP15 IDEOGAS (RFSP-CT-2006-00001).

[6] Birat, J.P. et al.; ULCOS program: a progress report in the Spring of 2008, SCANMET III, 3rd International Conference on Process Development in Iron and Steelmaking, 8–11 June 2008, Luleå, Sweden

[7] Birat, J.P.: CO2-lean steelmaking: ULCOS, other international programs and emerging concepts; 1st International Conference on Energy Efficiency and CO2 Reduction in the Steel Industry, 27 June – 1 July 2011, Düsseldorf

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International Conference on Energy and Material Efficiency and CO2 Reduction in the

www.aimnet.it/eec2026

EEC 2026 & EMECR 2026 will be jointly held by AIM, Italian Association for Metallurgy, in Brescia on 11-13 May 2026!

The 14th European Electric Steelmaking conference (EEC 2026) will cover a wide range of topics related to the production of steel using electric arc furnaces (EAFs) and other electric-based processes.

Steel manufacturers and producers, Equipment suppliers and technology providers, Researchers and academics, Policy makers and regulators, Environmental consultants, Industry analysts and investors will be able to meet and share knowledge and best practices, identify new research areas and collaboration opportunities, develop strategies to address industry challenges and promote sustainable and efficient electric steelmaking practices.

The first EMECR was held in 2011 in Germany, followed by UK in 2014, Japan in 2017 and Brazil in 2022. Thanks to these successful events, the EMECR has become a recognized forum for high level discussions on environmental related topics such as CO2 reduction, materials efficiency and product life cycles in the steel industry worldwide.

EEC 2026 & EMECR 2026 will provide opportunities for networking with industry leaders, researchers, and policymakers, discussing collaborative projects and partnerships.

EEC 2026 & EMECR 2026 comprehensive scope ensures that the conference addresses the current challenges and future opportunities in the steelmaking industry, fostering innovation and sustainability.

The Conferences will be enriched with an exhibition, where sponsors will be able to display new technologies and equipment.

Eventi AIM / AIM events

Corso modulare METALLOGRAFIA

Milano, 15-21-22-28-29 maggio - 5 giugno - settembre

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Giornata di Studio

SIDERURGIA SOSTENIBILE

Le nuove BAT per il Ferrous Metal Processing e la Direttiva IED 2.0: novità e prospettive operative

Milano - 27 maggio 2025

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Corso ANALISI CHIMICHE - VI EDIZIONE

Milano c/o Fast - 17-18 giugno 2025

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Giornate di Studio

SIMULAZIONE NEI TRATTAMENTI TERMICI E DIGITALIZZAZIONE

DELLA FILIERA PRODUTTIVA

Mairano (BS) - 24 giugno 2025

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Giornate Nazionali

CORROSIONE E PROTEZIONE - XVI ed.

Ancona, 25-27 giugno 2025

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Corso RIVESTIMENTI PER VIA UMIDA Modena - 1-2 luglio 2025

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Corso

LE PROVE MECCANICHE NEL SETTORE METALLURGICO: STRUMENTI, METODOLOGIE ED APPROCCI APPLICATIVI Milano, Pozzo d'Adda c/o S.M.T., Castel San Giovanni c/o Sider Test17-18 settembre e 1-2 ottobre 2025

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7th European Steel Technology and Application Days 2025 7th ESTAD 2025

Verona - Palaexpo VeronaFiere - 6-9 October 2025

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Giornata di Studio DONNE IN METALLURGIA: UNA RISORSA PER IL FUTURO Brescia c/o AIB - 29 ottobre 2025

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DTMI 2025 - International Workshop ing. Carlo Longaretti on Digital Tools for the Metallurgical Industry Bergamo - 27-28 November 2025

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EEC 2026 - EMECR 2026 Conferences

4th European Electric Steelmaking conference & 5th International Conference on Energy and Material Efficiency and CO2 Reduction in the Steel Industry Brescia - 11-13 May 2026

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WCCM 2026

The 4th World Congress on Condition Monitoring Milano - Italy - 25-28 August 2026

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premio di Laurea Tiziano Valente

Il dott. Tiziano Valente ha speso la sua vita professionale nel mondo della fonderia.

Tiziano Valente ha unito alla conoscenza una visione gestionale e tecnica importantissima, fattori che lo hanno portato a fare ricerca e ristrutturazioni in diverse aziende manifatturiere della provincia di Brescia e allo stesso tempo ad ottenere anche la Laurea.

Dopo queste prime esperienze professionali nel settore siderurgico ed industriale in generale, è passato a dirigere alcune aziende di pressocolata e negli anni ’80 fonda ECOTRE, l’azienda che ha condotto per oltre 40 anni, fornitrice di impianti, servizi e tecnologie d’avanguardia per il mondo manifatturiero.

Inizia così l’attività di promozione dei software di simulazione dei processi manifatturieri, con particolare attenzione al mondo della fonderia che da sempre è stata la sua passione: con la precisione e decisione che sempre lo hanno contraddistinto, aiuta questi strumenti a crescere dal punto di vista applicativo e fa in modo che diventino sempre più diffusi nel mondo industriale.

A seguito della sua scomparsa, grazie al contributo di ECOTRE Valente, l’AIM istituisce il Premio di Laurea Tiziano Valente. Il Premio include un contributo di € 3000 come riconoscimento per una tesi di laurea nel mondo del Digital Manufacturing all’interno della quale sia utilizzato un software di simulazione della colata per i processi di fonderia o acciaieria oppure dei metodi innovativi per i quali viene sfruttata l’intelligenza artificiale.

Il concorso per il premio è rivolto a studenti dei corsi di Laurea Magistrale, laureati/e presso università italiane nell’anno accademico 2023/2024 ed entro ottobre 2025 per l’anno accademico 2024/2025.

I/LE PARTECIPANTI AL CONCORSO DOVRANNO PRESENTARE:

• curriculum vitae;

• certificato di laurea;

• autocertificazione di ottenuta autorizzazione in caso di tesi soggetta a secretazione;

• una descrizione dettagliata dal punto di vista tecnico e scientifico dell’attività di tesi svolta con l’ausilio dei software di simulazione della colata (massimo 10 pagine).

Il termine di presentazione delle domande, da trasmettersi per e-mail (info@aimnet.it) alla Segreteria AIM, è fissato al 31 ottobre 2025.

PER CANDIDATURE E INFORMAZIONI:

Via F. Turati, 8 - 20121 Milano

Tel. +39 0276397770 . +39 0276021132

e-mail: info@aimnet.it www.aimnet.it

Comitati tecnici / Technical Committees

MATERIALI PER L'ENERGIA

Originariamente focalizzato sulle problematiche degli impianti nucleari, il Centro ha esteso il suo osservatorio a tutte le tipologie di impianti, anche dimostrativi o in fase di studio (cicli combinati, recupero di energia dai rifiuti, celle a combustibile, sistemi di accumulo, ecc.). L'interesse è rivolto a tutti i materiali metallici - inclusi i materiali magnetici con rilevanza su scala industriale - e pressoché tutti gli aspetti della metallurgia.

Il Centro di Studio Materiali per l'energia si occupa delle problematiche relative ai materiali metallici impiegati nel settore energetico. Oggetto di studio sono sia gli impianti tradizionali (combustibili fossili, cicli combinati) sia le fonti rinnovabili, con i connessi problemi di accumulo. Inoltre, coerentemente con lo spirito originario del Centro, si è riacceso l’interesse verso il settore nucleare.

Il Comitato Tecnico Materiali per l'Energia raduna circa trenta membri provenienti da un ampio spettro di attori attivi nel settore, sia sul lato industriale sia sul lato accademico. Negli ultimi mesi si è registrata la partecipazione di nuovi elementi. I membri sono attivi nell’organizzazione di eventi, sia nella forma di Giornate di Studio, sia nella forma di corsi. Si segnala che al Comitato afferisce anche il Gruppo di Lavoro Creep, composto a sua volta di circa venti membri e che si occupa specificamente dell’impiego ad alta temperatura di materiali metallici.

Nel corso degli ultimi cinque anni, il Comitato Tecnico Materiali per l'Energia ha organizzato, anche in collaborazione con altri Centri di studio, diverse iniziative. In particolare, nel 2021 si è tenuta la Giornate di Studio “Performance e degrado dei materiali metallici utilizzati in campo eolico: capire per prevenire”; l’anno dopo una Giornata relativa al ruolo dei materiali nell’economia dell’idrogeno, in collaborazione con i CdS Metallurgia fisica e Scienza dei materiali e Corrosione, che ha visto la partecipazione di 182 persone; nel 2023 si sono svolti il Corso dedicato al Creep a Milano, la Giornata di Studio “I metalli e lo

Presidente: Dario Ripamonti

Vicepresidente: Gunther Merckling

Segretario: Cristina Guardamagna

scambio termico: nuovi trend. Approcci innovativi per scambiatori di calore e gestione del calore”, in collaborazione con il CdS Metallurgia fisica e scienza dei materiali, e la Giornata di Studio “Nucleare: prospettive e criticità” con 70 partecipanti; il 2024 si è aperto con la Giornata di Studio “Stesura specifiche tecniche dei materiali”, in collaborazione con il CdS Forgiatura e 59 partecipanti e si è concluso con la Giornata di Studio “Superleghe base Nichel – Metallurgia, fabbricazione ed utilizzi del prodotto forgiato”, in collaborazione con il CT Forgiatura, con ben 197 partecipanti.

Il Centro di Studio Materiali per l'Energia è coinvolto, insieme con altri Centri, nell’organizzazione di una Giornata di Studio riguardo le problematiche poste dall’idrogeno. L’iniziativa avrà luogo nell’autunno del 2025. Sempre alla fine del 2025 sarà proposta una giornata dedicata al nucleare, a ideale prosecuzione della GdS svolta nel 2023, ed è in programma un’iniziativa dedicata agli impianti a ciclo combinato. Infine, in collaborazione con altri Centri, è in programma una iniziativa legata ai materiali per l’accumulo di energia.

Le sfide poste dal cammino di transizione energetica intrapreso negli ultimi decenni sono molteplici e

sicuramente l’”elettrificazione” dei consumi finali è una via da perseguire per ridurre le emissioni e in generale migliorare l’efficienza. Questo processo, tuttavia, non può prescindere dalla disponibilità di tecnologie rispettose dell’ambiente ed efficienti di generazione dell’energia elettrica stessa. Il problema di una generazione “pulita” di energia è, chiaramente, complesso ma ancora prima di pensare a come risolverlo occorre impostarlo correttamente, in particolare tenendo conto del fatto che non esistono soluzioni tecnologiche semplici che, da sole, possano garantire il raggiungimento degli obiettivi di decarbonizzazione del nostro sistema produttivo. Verosimilmente, occorrerà invece sviluppare più tecnologie e imparare a integrarle, cercando per quanto possibile di non prestare eccessivamente orecchio a slogan semplicistici. È inoltre chiaro che un grande contributo potrà venire dalla ricerca di una maggiore efficienza, soprattutto nei settori cosiddetti “hard-to-abate” (ad esempio trasporti, siderurgia, oil&gas).

In questo contesto, negli ultimi anni il Comitato Tecnico Materiali per l’Energia, anche con la collaborazione di altri Comitati Tecnici, ha supportato l’organizzazione

di eventi dedicati a diversi aspetti della questione energetica, cercando di evidenziare le opportunità per l'industria metallurgica italiana nello sviluppo di tutto ciò che è necessario per sostenere i processi di transizione ecologica.

Il CT è impegnato a sostenere iniziative dedicate a vari aspetti, come dimostra il numero di marzo della rivista della nostra Associazione, dedicato appunto ai Materiali per l’Energia, nel quale si possono leggere interventi che spaziano in un ampio intervallo di argomenti, dalla gestione di rottami e di refrattari in una prospettiva di economia circolare fino al rivestimento di materiali magnetici, dal riciclo di polveri per tecnologie di additive manufacturing ai materiali strutturali per i futuri reattori a fusione nucleare. Tuttavia, in questo settore non bisogna dimenticare di sostenere le attività riguardo le tecnologie esistenti, quindi ad esempio un tema come l’estensione di vita di impianti funzionanti – argomento forse meno “alla moda” di altri – merita attenzione.

METALLI E TECNOLOGIE APPLICATIVE

Il Comitato Tecnico si occupa dell'applicazione al meglio delle caratteristiche dei materiali, considerando la loro scelta in vista della corretta progettazione, della economicità del prodotto riferito al proprio ciclo di vita, delle tecnologie di fabbricazione, dei controlli e delle normative. In particolare, l'attenzione è rivolta agli impieghi meccanici, agli aspetti legati alla sostenibilità e alle problematiche relative alla salute e all’ambiente.

Tra le attività recenti organizzate dal Comitato abbiamo la Giornata di studio “Titanio, produzione, tecnologie e mercato” dell’appena passato 20 maggio 2025. La giornata ha dato occasione di affrontare tematiche che spaziano dalle caratteristiche chimico fisiche ai trattamenti termici, prodotti lunghi, metodi di fusione. Tra le attività future ancora in fase di definizione, troviamo invece la Giornata di studio riguardante la saldatura di acciai ad alta resistenza e quella sui materiali a contatto con l’acqua potabile.

Il settore che afferisce al comitato è molto variegato, anzi, si tratta di più settori distinti che include settori produttivi di base, come i metalli non ferrosi ad esclusione dei metalli leggeri, il mondo della saldatura e altre tecnologie applicative, tra cui quelle relative alle costruzioni edili.

Partendo, pertanto, dal settore di base l’andamento della produzione nazionale risente, in generale, di una stagnazione se non addirittura di un calo ma con problematiche differenti a seconda del metallo e a volte anche per il singolo metallo. Infatti, nel caso del rame e sue leghe, abbiamo un andamento leggermente positivo per i cavi energia sostenuti dallo sviluppo delle energie rinnovabili che, in particolar modo per l’eolico offshore, richiedono la posa di nuove linee di connessione o l’adeguamento di quelle esistenti. Ma in modo favorevole agisce anche la necessità di rendere più efficiente la distribuzione dell’energia elettrica con imponenti progetti anche con cavi sottomarini. Al contrario la produzione di leghe di rame, ed in particolare ottoni, ha risentito fortemente del calo produttivo nel campo della meccanica e dell’edilizia.

L’industria della trasformazione delle leghe di rame

Presidente: Vincenzo Loconsolo

Vicepresidente: Ezio Debernardi

Segretario: Riccardo Gerosa

ha sofferto poi, in modo preoccupante, le difficoltà di approvvigionamento di rottame, la materia prima sulla quale ha costruito un circolo virtuoso coinvolgendo gli utilizzatori. Il rottame, infatti, viene sempre più richiesto, a livello UE ma anche nei principali paesi manifatturieri dell’Estremo Oriente, per poter caratterizzare come green le produzioni che si realizzano attraverso la sua trasformazione. È per questo motivo che il fenomeno della fuga dei rottami verso destinazioni extra UE ha ripreso vigore.

Problemi più strutturali affliggono, invece, altri metalli: l’elevato costo dell’energia ha portato la conseguenza di una fortissima riduzione della produzione di zinco con la fermata di alcuni impianti e addirittura la minaccia di chiusura di impianti in Sardegna.

Un anno positivo per il piombo il cui utilizzo è per il 90% nelle batterie di avviamento e trazione dei veicoli.

Grazie ad un ben rodato sistema di raccolta, recupero e riavvio a nuova produzione delle batterie piomboacido a fine vita, il settore può godere di una nicchia di mercato dall’alta valenza di servizio ecologico per i settori industriali a valle.

Le altre applicazioni del piombo si stanno invece fortemente riducendo a causa delle criticità ambientali che il suo impiego comporta e del conseguente percorso per l’eliminazione totale di tutti i suoi impieghi in usi dispersivi.

Pesanti conseguenze sul titanio sono, invece, dovute al conflitto bellico in Ucraina, che ha provocato una forte carenza di materiale per l’inattività forzata delle fabbriche ucraine e le restrizioni imposte alle importazioni dalla Russia.

Normativa / Standards

Norme pubblicate e progetti in inchiesta (aggiornamento al 30 aprile 2025)

Norme UNSIDER pubblicate da UNI nel mese di aprile 2025

UNI EN 15698-1:2025

Tubi per teleriscaldamento - Sistemi bloccati di tubi doppi per reti di acqua calda interrate - Parte 1: Assemblaggio di tubi doppi isolati termicamente in fabbrica con tubi di servizio in acciaio, isolamento termico in poliuretano e una guaina esterna in polietilene

UNI EN 15266:2025

Kit di tubi corrugati pieghevoli in acciaio inossidabile per l’installazione di tubazioni gas con una pressione di esercizio fino a 0,2 MPa (2 bar)

UNI EN 448:2025

Tubi per teleriscaldamento - Sistemi bloccati monotubo per reti di acqua calda interrate direttamente - Raccordi realizzati in fabbrica con tubi di servizio in acciaio, isolamento termico in poliuretano e guaina esterna in polietilene

UNI EN 15698-2:2025

Tubi per teleriscaldamento - Sistemi bloccati di tubi doppi per reti di acqua calda interrate - Parte 2: Raccordi e valvole isolati termicamente in fabbrica con tubi di servizio in acciaio, isolamento termico in poliuretano e una guaina esterna in polietilene

UNI EN 488-1:2025

Tubazioni per teleriscaldamento – Sistemi di tubazioni preisolate bloccate, con singolo tubo di servizio, per reti ad acqua calda interrate – Parte 1: Valvole di sezio-

namento in acciaio preisolate per sistemi con tubo di servizio in acciaio, isolamento termico in poliuretano e protezione esterna in polietilene

Norme UNSIDER ritirate con sostituzione da UNI nel mese di aprile 2025

UNI EN 15698-1:2019

Tubi per teleriscaldamento - Sistemi bloccati di tubi doppi per reti di acqua calda interrate - Parte 1: Assemblaggio di tubi doppi isolati termicamente in fabbrica con tubi di servizio in acciaio, isolamento termico in poliuretano e una guaina esterna in polietilene

UNI EN 15266:2007

Kit di tubi ondulati pieghevoli di acciaio inossidabile per il trasporto del gas negli edifici con una pressione di esercizio minore o uguale a 0,5 bar

UNI EN 448:2019

Tubi per teleriscaldamento - Sistemi bloccati monotubo per reti di acqua calda interrate direttamente - Raccordi realizzati in fabbrica con tubi di servizio in acciaio, isolamento termico in poliuretano e guaina esterna in polietilene

UNI EN 15698-2:2019

Tubi per teleriscaldamento - Sistemi bloccati di tubi doppi per reti di acqua calda interrate - Parte 2: Raccordi e valvole isolati termicamente in fabbrica con tubi di servizio in acciaio, isolamento termico in poliuretano e una guaina esterna in polietilene

UNI EN 488:2019

Tubi per teleriscaldamento - Sistemi bloccati monotubo per reti di acqua calda interrate direttamente - Valvole in

acciaio isolate termicamente in fabbrica per tubi di servizio in acciaio, isolamento termico in poliuretano e guaina esterna in polietilene

Norme UNSIDER pubblicate da CEN e ISO nel mese di aprile 2025

ISO 4997:2025

Cold-reduced carbon steel sheet of structural quality

ISO 3575:2025

Continuous hot-dip zinc-coated and zinc-iron alloy-coated carbon steel sheet of commercial and drawing qualities

Progetti UNSIDER messi allo studio dal CEN (Stage 10.99) – maggio 2025

prEN ISO 15546 rev

Oil and gas industries including lower carbon energy - Aluminium alloy drill pipe

prEN ISO 20312 rev

Oil and gas industries including lower carbon energy — Design and operating limits of drill strings with aluminium alloy components

prEN ISO 21809-3 rev

Petroleum and natural gas industries —

External coatings for buried or submerged pipelines used in pipeline transportation systems — Part 3: Field joint coatings

EN 13480-4:2024/prA1

Metallic industrial piping - Part 4: Fabrication and installation

EN 13480-5:2024/prA1

Metallic industrial piping - Part 5: Inspection and testing

EN 13480-2:2024/prA1

Metallic industrial piping - Part 2: Materials

prEN 10250-3 rev

Open die steel forgings for general engineering purposes - Part 3: Alloy special steels

Progetti UNSIDER in inchiesta prEN e ISO/DIS – maggio 2025

prEN – progetti di norma europei

prEN ISO 18203

Steel - Determination of the thickness of surface-hardened layers (ISO/DIS 18203:2025)

ISO/DIS – progetti di norma internazionali

ISO/DIS 25640

Respiratory equipment — Breathing apparatus performance requirements for diving and hyperbaric applications

ISO/DIS 24131-4

Internal protection by polymeric lining for ductile iron pipes — Requirements and test methods — Part 4: ceramic epoxy lining

ISO/DIS 18203

Steel — Determination of the thickness of surface-hardened layers

ISO/DIS 16630

Metallic materials — Sheet and strip — Hole expanding test

ISO/DIS 11950

Cold-reduced tinmill products — Electrolytic chromium/chromium oxide-coated steel

ISO/DIS 11949

Cold-reduced tinmill products —

Electrolytic tinplate

ISO/DIS 148-4

Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 4: Part 4: Testing of miniature Charpy - type V-notch test pieces

Progetti UNSIDER al voto FprEN e ISO/FDIS – maggio 2025

FprEN – progetti di norma europei

FprEN ISO 9556

Steel and iron - Determination of total carbon content - Infrared absorption method after combustion in an induction furnace (ISO/FDIS 9556:2025)

FprEN 10378

Welded stainless steel square and rectangular tubes for mechanical and structural engineering and decorative use - Technical delivery conditions

ISO/FDIS – progetti di norma internazionali

ISO 19905-1:2023/PRF Amd 1

Oil and gas industries including lower carbon energy — Site-specific assessment of mobile offshore units — Part 1: Jack-ups: elevated at a site — Amendment 1: Corrections to strength of tubular members, Table B-2 and simplified free-field liquefaction assessment calculation method

ISO/FDIS 9556

Steel and iron — Determination of total carbon content — Infrared absorption method after combustion in an induction furnace

Verbale della Ottantunesima Assemblea Ordinaria dei Soci AIM

La 82a Assemblea Ordinaria dei soci AIM ha avuto luogo a Milano in modalità mista, giovedì 10 aprile 2025 alle ore 12.30 in seconda convocazione, dato che la prima era andata deserta. Sono presenti 21 Soci (3 fisicamente, 16 da remoto e 2 rappresentati per delega).

Al tavolo di Presidenza, oltre al Presidente Silvano Panza, il Tesoriere, dr. Stefano Vittadini, ed, in collegamento da remoto, il Revisore dei conti, dr.ssa Anna Giacovelli.

Ordine del giorno:

1. Relazione del Consiglio Direttivo AIM

2. Relazione del Tesoriere

3. Relazione del Collegio dei Revisori dei Conti

4. Approvazione bilancio consuntivo 2024 e previsionale 2025

5. Varie ed eventuali

Il Presidente Panza comunica che l’Assemblea è stata convocata con avviso telematico ai Soci e, poiché si svolge in seconda convocazione, come previsto dallo Statuto, è valida qualunque sia il numero dei presenti.

Si passa quindi ad esaminare i punti all’Ordine del Giorno: circa il primo punto, il Presidente legge la relazione del Consiglio Direttivo relativa alle attività svolte nel 2024; il Tesoriere illustra in seguito la relazione sul bilancio 2024 ed il previsionale 2025; infine, la dr.ssa Anna Giacovelli, in rappresentanza del Collegio dei Revisori dei Conti, legge la relativa relazione sul bilancio 2024.

Dopo aver aperto e concluso la discussione, l’Assemblea approva all’unanimità il bilancio consuntivo 2024 e il bilancio previsionale 2025.

Infine, il Presidente Panza ringrazia e saluta i Soci convenuti.

L’Assemblea termina alle ore 13.00.

Il Presidente Silvano Panza

RELAZIONE DEL CONSIGLIO DIRETTIVO

Anno:

2024

Cari Soci ed Amici, sono molto lieto di darVi il benvenuto all’82a Assemblea dei Soci AIM e VI ringrazio per la partecipazione. Con soddisfazione, informo che anche l’ultimo anno di esercizio ha prodotto un risultato positivo per la nostra Associazione sia a livello culturale che economico.

Manifestazioni

Nel 2024 l’Associazione ha organizzato ben 37 manifestazioni, di cui

- 9 Corsi di formazione ed aggiornamento;

- 13 Giornate di Studio;

- 4 Convegni Internazionali;

- 1 Workshop Internazionale;

- 1 Convegno Nazionale.

Nel corso del 2024 sono state raccolte complessivamente 2816 iscrizioni, dei quali il 45% non soci e il 7,7 % studenti (soci junior).

Gli eventi di maggior successo in termini di iscritti sono stati:

• IFM 2024 – 22nd International Forgemasters Meeting, co-organizzato con Federacciai a Milano dal 27 al 30 maggio, con ben 637 partecipanti;

• 40° Convegno Nazionale AIM, tenuto a Napoli nei giorni 11-13 settembre, con 279 partecipanti (in crescita rispetto all’edizione del 2022 di Padova);

• ECIC 2024 - 9th European Coke and Ironmaking Congress, svolto a Bardolino nelle date 16-18 ottobre, con 241 partecipanti;

• Giornata di Studio Superleghe base nichel, organizzato dal CT Forgiatura presso il Museo ella Scienza e della Tecnologia di Milano, con 193 partecipanti;

• ESOMAT 2024 - 13th European Symposium on Martensitic Transformations, svolto a Lecco dal 26 al 30 agosto con 180 iscritti.

• Tra i corsi realizzati, sottolineo l’importante risultato di:

• Corso Forgiatori, organizzato in modalità itinerante nel mese di marzo, con 110 iscritti

• Corso Metallurgia fuori forno, svolto sempre in modalità itinerante nel periodo maggio-giugno, con 72 iscrizioni.

Soci

Benemeriti 22

Sostenitori 94

Ordinari 1705

Senior 51

Junior 186

Riscontriamo con piacere un sensibile aumento dei soci ordinari, legati in particolare al grande successo dei convegni internazionali e una crescita dei soci aziendali, in particolare sostenitori.

Centri di Studio

Come di consueto, è doveroso ringraziare a nome mio personale e del Consiglio Direttivo le cariche ed i componenti dei nostri Centri di Studio, che, con il loro impegno e dedizione, permettono ad AIM di portare avanti un’ampia offerta di iniziative di forte interesse e alta qualità per i tecnici e gli operatori del nostro comparto di riferimento. Mi preme inoltre evidenziare che nel corso del 2024 sono stati mossi i primi passi per la nascita di un nuovo Centro di Studio dedicato all’Intelligenza Artificiale, il cui coordinamento è stato affidato alla nostra Vice Presidente Raffaella Poggio.

Attività editoriale

Nel 2024, sono state realizzate due nuove pubblicazioni:

- Diario di un corrosionista - Appunti, ricordi, polemiche a distanza con autore Luciano Lazzari

- Principi teorici e pratici dell'analisi termica applicata alle leghe di alluminio

Principles and applications of thermal analysis for aluminium alloys con autori Andrea Manente, Annalisa Fortini, Marialaura Tocci

Sono state inoltre realizzate le seguenti ristampe:

- 200 copie del volume Metallurgia nelle tecnologie di produzione con autori Walter Nicodemi, Maurizio Vedani

- 200 copie del volume Il diagramma stato ferro-carbonio e le curve TTT con autore Leno Matteoli

La rivista “La Metallurgia Italiana – International Journal of the Italian Association for Metallurgy”, edita da Siderweb, prosegue con le nuove rubriche/sezioni introdotte nel 2023, tra cui Le aziende di AIM, dove i nostri soci benemeriti e sostenitori pubblicano articoli su tematiche di estrema attualità e interesse e la rubrica a cura del prof. Fornasini sull’andamento del mercato e sull’analisi dei prezzi del settore siderurgico e metallurgico.

Sostegno alla ricerca e alla didattica

In apertura del meeting internazionale di fine anno a Bergamo dedicato alla Circular Metallurgy, è stata conferita la seconda edizione del Premio Carlo Longaretti. Ricorrendo il centenario della nascita dell’ing, Carlo Longaretti, la famiglia ha generosamente elargito due premi pecuniari per un importo complessivo pari a € 100.000. Ricordo che il premio è rivolto a studiosi impegnati nello sviluppo di un’innovazione: un nuovo materiale di natura metallica o un nuovo materiale anche non metallico che abbia un impatto positivo nella produzione o nell’applicazione delle leghe metalliche o una nuova tecnologia metallurgica o a servizio del settore metallurgico. In occasione del 40° Convegno Nazionale AIM, sono stati assegnati il Premio Daccò ed il Premio Felice De Carli.

Certificazioni

Nel mese di marzo, l’Associazione ha ottenuto la certificazione ISO 9001:2015 dal 2024 (no. certificato: 24-Q-0200029-MTICI).

Conclusioni

In chiusura, desidero ringraziare, anche a nome del Consiglio Direttivo, tutti i Soci, in particolare i Soci Benemeriti e Sostenitori, per il continuo sostegno all’Associazione.

Rivolgo a tutti Voi un caloroso saluto e rinnovo il ringraziamento per la Vostra partecipazione.

Il Presidente Silvano Panza

RELAZIONE DEL TESORIERE SUL RENDICONTO DELL’ESERCIZIO 2024

Signori Soci,

Il presente bilancio assolve il fine di informare in merito all’attività posta in essere dalla Vostra Associazione nel conseguimento dello scopo istituzionale, esprimendo le modalità tramite le quali ha acquisito ed impiegato risorse, e di fornire, per mezzo di valori quantitativo – monetari, una rappresentazione chiara veritiera e corretta della situazione patrimoniale, finanziaria, e del risultato della gestione conseguito dall’Ente nell’intervallo temporale cui il bilancio si riferisce. Il presente bilancio è la sintesi delle istituite scritture contabili, volte alla sistematica rilevazione degli eventi che hanno interessato l’Associazione e che competono all’esercizio cui il bilancio si riferisce. Il bilancio si compone dello Stato Patrimoniale, del Rendiconto gestionale, della presente Relazione.

Il documento di Stato Patrimoniale esprime la complessiva situazione patrimoniale e finanziaria dell’Associazione alla data di chiusura dell’esercizio ed espone in termini comparativi i valori riferibili all’esercizio precedente.

Il documento di Rendiconto gestionale espone le modalità tramite le quali l’Ente ha acquisito ed impiegato risorse, evidenzia le componenti economiche positive e negative che competono all’esercizio e sintetizza il risultato di gestione conseguito. La forma prescelta è a sezioni contrapposte esponendo in termini comparativi i valori riferibili all’esercizio precedente, con separata specifica dei proventi e degli oneri in funzione della area gestionale di afferenza (attività tipica /istituzionale o attività accessoria/commerciale)

La presente relazione, facente funzione di nota integrativa, assolve lo scopo di fornire ulteriori informazioni sulle voci più significative, con criterio descrittivo ed analitico, ritenute utili ad una chiara comprensione delle evidenze riportate nei documenti di Stato Patrimoniale e Rendiconto gestionale ed a favorirne l’intelligibilità. La redazione del bilancio è stata eseguita nel rispetto del generale principio di prudenza e nella prospettiva di continuazione dell’attività della Associazione; è stato inoltre applicato il principio della competenza economica. Lo Stato Patrimoniale e il Rendiconto gestionale sono redatti in unità di euro e la presente relazione contiene illustrazioni ai dati di bilancio in unità di euro.

Il bilancio che vado a illustrarVi rappresenta i dati consuntivi di un esercizio caratterizzato da un volume di ricavi che doppiano l’obiettivo di budget, superandolo del 128% grazie a un significativo incremento dei volumi di attività convegnistica e formativa rispetto al 2023, cui si aggiunge l’effetto delle azioni effetuate sul portafoglio titoli.

Il rendiconto che vado ad analizzare chiude con un avanzo di gestione pari ad Euro 551.323, dopo avere accantonato imposte correnti per Euro 43.907. L’esercizio precedente chiudeva con un avanzo di Euro 94.863.

Stato patrimoniale attivo

IMMOBILIZZAZIONI:

Le movimentazioni dell’esercizio sono le seguenti:

Valore netto ad inizio esercizio

Acquisti dell'esercizio

Cessioni dell'esercizio, al netto fondo amm.to 0

Ammortamenti dell'esercizio

Valore netto a fine esercizio

Le movimentazioni intervenute nell’esercizio sono interamente riconducibili all’acquisto di nuovi hardware per l’ufficio e all’accantonamento delle quote di ammortamento.

RIMANENZE:

Nel corso dell’esercizio, si è avuta la seguente movimentazione:

Il criterio utilizzato per la valutazione delle rimanenze è quello del minore tra il costo unitario di acquisizione ed il valore di mercato.

CREDITI VERSO I CLIENTI:

Si tratta di crediti sia per quote di partecipazione a convegni che per acquisti di volumi e di atti dei convegni. L’importo esposto a bilancio è pari ad Euro 47.881,75 al netto

Descrizione

di un fondo rischi su crediti pari a Euro 1.895,00. Nel corso dell’esercizio sono stati effettuati accantonamenti al fondo rischi per Euro 1.895,00;

TITOLI:

Il valore nominale dei titoli in portafoglio ammonta a Euro 2.977.101; il valore è variato rispetto a quello dell’esercizio precedente in seguito al cambio di gestore effettuato con riferimento al portafoglio precedentemente gestito da Intesa San Paolo, trasferito nella nuova Gestione patrimoniale istituita presso Fideuram. Il trasferimento di portafoglio si è effettivamente limitato a una parte dei titoli pari a complessivi Euro 386.222, mentre la restante parte è stata liquidata e successivamente reinvestita in nuovi pro-

Gestore Capitale gestito

dotti per complessivi nominali Euro 1.375.590. La quotazione di mercato dell’intero portafoglio al 31.12.2024 è pari ad Euro 3.041.470 (nel 2023 il dato si attestava a Euro 2.497.751) con una rivalutazione media rispetto al valore di carico del 2,9%;

Nel dettaglio, le performances dei tre investitori che gestiscono il patrimonio dell’associazione sono le seguenti:

La situazione sopra rappresentata esprime il risultato globale della gestione del patrimonio mobiliare; a livello di pura rappresentazione contabile il risultato non compare nel bilancio che vi viene sottoposto che espone solamente i risultati conseguiti per cassa e quindi, precisamente, le plusvalenze/minusvalenze realizzate dalle menzionate

FONDO LIQUIDAZIONE:

La AIM ha in essere due polizze assicurative a garanzia delle indennità di cessazione del rapporto dei dipendenti in forza; a quella esistente fino al 2015 con INA si è assommata una stipulata con Cattolica, ove vengono versati i premi a partire dal 2016. Il saldo al 31.12.2024, pari a

RATEI ATTIVI:

dismissioni e l’ammontare delle cedole incassate. La sopra richiamata operazione di parziale disinvestimento del portafoglio gestito da Banca Intesa ha generato plusvalenze nette per € 114.743.

Le cedole accreditate in conto sono passate da Euro 7.326 a Euro 17.462.

complessivi Euro 208.903 (di cui 149.079,67 su Cattolica), risente del mancato adeguamento annuale al fondo trattamento fine rapporto maturato a favore dei dipendenti (Euro 226.445), che verrà effettuato nel corrente 2025 mediante versamento delle quote di competenza del 2024.

Accoglie i ricavi di competenza dell’anno in corso che avranno manifestazione finanziaria nel corso dell’esercizio successivo.

RISCONTRI ATTIVI:

Accoglie i costi di competenza degli anni successivi relativi a fatture contabilizzate nell’anno in corso.

Stato patrimoniale passivo

FONDO DI DOTAZIONE

È principalmente costituito da riserve costituite con il riporto a nuovo degli utili maturati nel passato per Euro 4.208.284, incrementatesi nel 2024 in virtù dell’accantonamento dell’avanzo 2023 (Euro 94.863).

DEBITI VERSO ISTITUTI BANCARI

La partita in esame è sorta nel corso dell’esercizio 2016 in occasione dell’accensione del mutuo ipotecario contratto con il Banco Desio per complessivi Euro 800.000 della durata di 10 anni, per l’acquisto dell’ufficio di Milano. Il saldo al 31.12.2024 pari a Euro 53.612, è riconducibile al capitale residuo al netto delle rate pagate nell’esercizio per Euro 39.191.

FORNITORI:

Il saldo esistente a fine esercizio è pari ad Euro 42.948 comprensivo delle fatture da ricevere per 7.798. Nessuno dei debiti esistenti è scaduto.

DEBITI VERSO L’ERARIO E VERSO GLI ENTI PREVIDENZIALI:

Il debito si riferisce per Euro 42.124 agli importi relativi alle trattenute contributive e fiscali relativi alle retribuzioni del mese di dicembre 2024 e già tutti versati nei termini di legge. La differenza pari a Euro 25.724 è riferibile principalmente alle ritenute d’acconto di professionisti e collaboratori.

ALTRI DEBITI:

La posta in questione pari a Euro 115.645 è principalmente rappresentata da incassi anticipati su quote di partecipazione di competenza del 2025.

RATEI PASSIVI:

Si tratta di costi imputati all’esercizio in corso che avranno manifestazione finanziaria nel corso dell’esercizio successivo.

Rendiconto gestionale

RICAVI:

Come accennato in sede di premessa l’esercizio 2024 registra un significativo incremento dei ricavi rispetto al dato 2023 (Euro 895.876) registrando un dato complessivo pari a Euro 1.793.453, addirittura superiore al dato 2022 di Euro 964.021, che, come anticipato, supera sensibilmente le previsioni del budget fissate prudenzialmente in Euro 850.000

In particolare nell’esercizio si sono svolte 37 manifestazioni, ciò ha determinato ricavi totali delle manifestazioni per euro 1.581.723, contro i 703.293 del 2023 e i 943.908 del 2022.

COSTI:

La dinamica sopra richiamata sul fronte dei ricavi ha consentito di assorbire i costi fissi che sono principalmente costituiti dal costo del personale che si attesta a complessivi Euro 348.671, dato in crescita rispetto al 2023 in virtù dell’ap-

plicazione degli aumenti retributivi previsti dal CCNL.

Sono stati accantonati ammortamenti in misura ordinaria che impattano per Euro 52.611.

PROVENTI FINANZIARI:

Come già detto in commento alla gestione degli investimenti finanziari, la redditività espressa in bilancio è rappresentata dalle plusvalenze nette incassate in sede di dismissione dei titoli del portafoglio Intesa Sanpaolo nonché dalle cedole incassate ed accreditate direttamente in conto corrente.

INFORMAZIONI SUI FATTI DI RILIEVO AVVENUTI DOPO LA CHIUSURA DELL'ESERCIZIO

Dopo la chiusura dell’esercizio non sono avvenuti fatti di rilievo da segnalare, i cui effetti possano impattare i saldi e le valutazioni testè dettagliate.

CONCLUSIONE:

La gestione economica dell’Associazione nell’anno 2024 chiude pertanto con un avanzo di Euro 551.323, dopo avere accantonato imposte correnti per Euro 43.907. In ottica di destinazione di detto avanzo, alla luce delle previsioni statutarie, l’ipotesi di stanziare una Riserva per l’erogazione di contributi per il sostegno ad iniziative di ricerca nell’ambito metallurgico risulta coerente con la struttura economica e finanziaria del bilancio consuntivo testè commentato nonché dei dati di budget per l’anno 2025, e sostenibile, in misura non eccedente l’importo di € 50.000,00 dell’avanzo di gestione.

Milano, 7 aprile 2025

IL TESORIERE (dott. Stefano VITTADINI)

BILANCIO 2024

A) QUOTE ASSOCIATIVE ANCORA DA VERSARE

B) IMMOBILIZZAZIONI

I- IMMOBILIZZAZIONI IMMATERIALI

1) costi di sviluppo

2) diritti di brevetto industriale e diritti di utilizzazione delle opere dell'ingegno

3) spese di manutenzione da ammortizzare

4) oneri pluriennali

5) altre

II- IMMOBILIZZAZIONI MATERIALI

1) terreni e fabbricati

2) impianti e attrezzature

4)

III- IMMOBILIZZAZIONI FINANZIARIE

1) partecipazioni

2) crediti

di cui esigibili entro l'esercizio successivo

3) altri beni

I- RIMANENZE

1) materie prime, sussidiarie e di consumo

2) prodotti in corso di

3)

4)

1)

2)

3)

E)

2)

5)

RELAZIONE DEL COLLEGIO DEI REVISORI

SUL BILANCIO AL 31 DICEMBRE 2024

Signori Soci,

il Bilancio di chiusura al 31 dicembre 2024 predisposto dal Vostro Consiglio Direttivo espone i seguenti dati (arrotondati all'unità di Euro):

Possiamo confermarVi che le singole voci dello Stato Patrimoniale e de Conto Economico concordano con le risultanze della contabilità, la cui regolare tenuta a sensi di legge, è stata da noi riscontrata nel corso dell'esercizio.

I Revisori ricordano che l'Associazione, come per l'anno precedente, tiene separata contabilmente l'attività istituzionale dall'attività commerciale, al fine del corretto calcolo dell'IVA e delle imposte sul reddito Ires ed Irap.

In particolare si dà atto che:

- sono state rispettate le norme civilistiche circa la valutazione degli elementi dell'attivo, del passivo e del conto economico;

- le immobilizzazioni materiali ed immateriali sono state sistematicamente ammortizzate in relazione alla loro utilità sociale;

- le attività finanziarie che non costituiscono immobilizzazioni sono state valutate al costo non essendoci state perdite durevoli di valore ed inoltre alla data del 31 dicembre 2023 vi è stato il recupero integrale della perdita derivante dalla valorizzazione dello scorso anno; si ricorda infatti che l'Associazione, nel bilancio dello scorso anno, aveva applicato la deroga prevista dal Decreto Legge 21 giugno 2022, n.73, articolo 45 comma 3-octies in base alla quale erano stati

confermati i valori di iscrizione al 31 dicembre 2021 a fronte della destinazione a riserva di utili indisponibile del corrispondente valore delle svalutazioni non operate pari a Euro 76.672. Alla luce di quanto sopra l'Associazione ha quindi disposto lo svincolo della suddetta riserva.

- i crediti sono valutati al valore presumibile di realizzo;

- le disponibilità liquide, depositi bancari e denaro e valori in cassa, sono espresse in base al valore numerario;

- i fondi rischi sono relativi al fondo svalutazione crediti;

- i ratei e risconti sono iscritti in bilancio nel rispetto della loro competenza temporale;

- il fondo trattamento di fine rapporto dei dipendenti risulta determinato in modo congruo e rappresenta quanto maturato a tale titolo a favore dei dipendenti al netto degli eventuali anticipi corrisposti. L'Associazione ha in essere due polizze assicurative a garanzia delle indennità di cessazione del rapporto dei dipendenti in forza.

- i debiti sono iscritti a bilancio al valore nominale.

I criteri di valutazione utilizzati nella formazione del bilancio chiuso al 31 dicembre 2024 non si discostano dai medesimi utilizzati per la formazione del bilancio del precedente esercizio.

La valutazione delle voci di bilancio è stata fatta ispirandosi a criteri generali di prudenza e competenza nella prospettiva della continuazione dell'attività.

Nel corso dell'esercizio abbiamo vigilato sull'osservanza della legge e dello statuto e sul rispetto dei principi di corretta amministrazione.

Diamo atto quanto segue:

- abbiamo partecipalo all'Assemblea Ordinaria dei Soci ed alle riunioni del Consiglio Direttivo, tutte svolte nel rispetto delle norme statutarie e legislative che ne disciplinano il funzionamento; - abbiamo ottenuto dal Consiglio Direttivo le informazioni sul generale andamento della gestione; - abbiamo valutato e vigilato sull'adeguatezza del sistema organizzativo ed amministrativo/contabile; - abbiamo vigilato sull'impostazione generale data dal Consiglio Direttivo al bilancio chiuso al 31 dicembre 2024, verificandone la rispondenza ai fatti ed alle informazioni di cui abbiamo avuto conoscenza a seguito dell'espletamento dei nostri doveri e quindi non abbiamo osservazioni al riguardo.

In relazione alle informazioni sui fatti di rilievo avvenuti dopo la chiusura dell'esercizio, si segnala, come riportato nella Relazione del Tesoriere, che non sono avvenuti fatti di rilievo da segnalare i cui effetti possano impattare i saldi e le valutazioni del bilancio al 31 dicembre 2024.

Signori Associati, in considerazione di quanto sopra esposto, formuliamo il nostro assenso all'approvazione del bilancio in esame, nonché della proposta del Consiglio Direttivo in merito all'imputazione dell'avanzo di esercizio, pari ad Euro 551.323.

IL COLLEGIO DEI REVISORI DEI CONTI Milano, 09 aprile 2025

STATO PATRIMONIALE 2024

A) QUOTE ASSOCIATIVE ANCORA DA VERSARE

B) IMMOBILIZZAZIONI

I- IMMOBILIZZAZIONI IMMATERIALI

1) costi di sviluppo

2) diritti di brevetto industriale e diritti di utilizzazione delle opere dell'ingegno

3) spese di manutenzione da ammortizzare

4) oneri pluriennali

5) altre

II- IMMOBILIZZAZIONI MATERIALI

1) terreni e fabbricati

2) impianti e attrezzature

4) immobilizzazioni in corso e acconti

5) altre

III- IMMOBILIZZAZIONI FINANZIARIE

1) partecipazioni

2) crediti

di cui esigibili entro l'esercizio successivo

C)ATTIVO CIRCOLANTE

I- RIMANENZE

1) materie prime, sussidiarie e di consumo

2) prodotti in corso di lavorazione e semilavorati

3) lavori in corso su ordinazione

4) prodotti finiti e merci

1)

Stato Patrimoniale

1)

RENDICONTO GESTIONALE

4)

5.1)

5.2)

5.3)

5.4)

BUDGET PER L'ANNO 2025

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DTMI 2025

International Workshop Carlo Longaretti on Digital Tools for the Metallurgical Industry

BERGAMO . ITALY . 27-28 NOVEMBER 2025

DTMI 2025

International Workshop Carlo Longaretti on Digital Tools for the Metallurgical Industry

SCOPE

DTMI 2025, the International Workshop Ing. Carlo Longaretti on Digital Tools for the Metallurgical Industry, will be an international meeting of excellent level for sharing knowledge and results about the applications of Artificial Intelligence, Machine Learning, Computational Simulation and Data Protection in the metallurgical fields. Theory, methodology, results and further potentialities will be dealt with. The aim of the Workshop is to provide a platform where researchers and practitioners from both academia will meet and share cutting-edge development about the aspects that are ruling the digital transitions.

Authors are invited to contribute to the Workshop by submitting presentations that illustrate research results, projects, surveying works, successful histories and industrial experiences that describe significant advances in the areas of computer science, engineering and applications applied to the Metallurgical sector.

TOPICS

The Workshop will be performed through invited presentations and on the basis of the selection of the abstracts sent by authors and companies interested in sharing their updated knowledge on the following topics.

• Artificial Intelligence Tools and Application

• Data Mining and Machine Learning Tools

• Computational simulation and modeling

• Simulations of metallurgical phenomena

• Improvement of the process efficiency

• Digital Twins

Application of digital tools for quality assurance

• Innovative computational approach

• Control and simulation of Plastic Deformation

• Control and simulation of Melting and Solidification Process

• Control and simulation of the Thermal Treatments

• Simulation of Microstructural Evolution

• Robotics

• Recent Trends and Developments

• Succeful and promising applications of the digital tools in the metallurgical fields

BERGAMO . ITALY . 27-28 NOVEMBER 2025

CALL FOR PRESENTATIONS

Prospective speakers wishing to present are invited to submit a tentative title and an abstract of about 400 words (in English) to the Organising Secretariat (conference@aimnet.it).

The abstract should provide sufficient information for a fair assessment. Two ways to submit papers will be available:

• to send the title and the abstract, together with the requested information (Name and Surname, Affiliation, Mailing Address, Phone and e-mail) by e-mail to: conference@aimnet.it

• to fill in the form on the International Workshop page at www.aimnet.it

DEADLINES

PROCEEDINGS

All participants will receive the pdf presentations in digital format at the Workshop. Authors interested in writing full papers for publication on “La Metallurgia Italiana - International Journal of the Italian Association for Metallurgy” (the scientific journal of AIM, which is covered in the Science Citation indexed by Clarivate Analytics (formerly Thomson Reuters), and in Scopus by Elsevier B.V) are invited to inform the Editorial Secretariat (met@aimnet.it) best while submitting their abstract.

LANGUAGE

The Workshop language will be English.

EXHIBITION & SPONSORSHIP OPPORTUNITIES

All information will be available at www.aimnet.it in the next months.

VENUE

The Workshop will be held in Bergamo at the Congress Center Giovanni XXIII, Viale Papa Giovanni XXIII, 106 (www.congresscenter.bg.it).

ORGANISING SECRETARIAT

Via Filippo Turati 8 20121 Milano - Italy t. +39 0276021132 or +39 0276397770 conference@aimnet.it - www.aimnet.it