Le leghe ad alta entropia (High-Entropy Alloys, HEA) sono materiali metallici progettati con più elementi principali in percentuali comparabili, con l’obiettivo di ottenere combinazioni di proprietà meccaniche e di resistenza ambientale difficili da raggiungere con leghe tradizionali. Quando queste leghe vengono prodotte con processi additivi metallici, in particolare la laser powder bed fusion (LPBF), la microstruttura può essere “ingegnerizzata” attraverso parametri di processo, polveri e post-trattamenti, ma la presenza di difetti metallurgici e anisotropie rende più complessa la qualifica per impieghi strutturali.
Da dove nasce la notizia e qual è lo studio citato
Il 9 febbraio 2026 Fabbaloo ha rilanciato un lavoro dedicato alla deformazione ciclica (cioè sotto carichi ripetuti) di una HEA stampata in 3D, collegando il tema alla necessità industriale di rendere più prevedibile la vita a fatica dei metalli in AM. Il riferimento è un contributo pubblicato su Materials Science Forum (vol. 1175, pp. 99–103), disponibile online da gennaio 2026, firmato da Dhruv Bajaj, Aihan Feng, Shou Jiang Qu, Dong Yang Li e Dao Lun Chen.
Chi sono gli autori e quali organizzazioni compaiono apertamente
Nel gruppo autori compare Dao Lun Chen, docente (profilo pubblico) presso Toronto Metropolitan University, e Dongyang Li, associato (profilo pubblico) alla University of Alberta. Sul lato editoriale compaiono la piattaforma Scientific.Net e l’editore Trans Tech Publications (che distribuisce Materials Science Forum), mentre la notizia di contesto è pubblicata da Fabbaloo.
Materiale e processo: CrMnFeCoNi (Cantor alloy) prodotto in LPBF
Lo studio si concentra sulla HEA CrMnFeCoNi, spesso chiamata Cantor alloy, realizzata tramite un processo di laser-beam powder bed fusion. L’interesse per questa composizione nasce dal fatto che, in diverse condizioni, può mostrare un equilibrio utile tra resistenza e duttilità e, soprattutto, meccanismi di deformazione multipli che cambiano con temperatura, storia termica e percorso di carico. In LPBF, oltre alla chimica, entrano in gioco solidificazione rapida e sottostrutture cellulari che influenzano come si muovono le dislocazioni e come iniziano le cricche.
Che cosa hanno osservato: EBSD vicino alla cricca e plasticità ciclica
L’obiettivo dichiarato dal lavoro su Materials Science Forum è guardare “dentro” la deformazione ciclica, usando EBSD (Electron Backscatter Diffraction) per caratterizzare i cambiamenti microstrutturali superficiali. Nel riepilogo, gli autori riportano l’attivazione simultanea di più sistemi di scorrimento (slip) in prossimità della cricca di fatica, con rotazione dei grani, e indicano che la plasticità indotta da geminazione (twinning-induced plasticity) contribuisce ad accomodare la deformazione plastica ciclica.
Slip e geminazione: perché i meccanismi contano quanto i difetti
Nella fatica dei metalli LPBF non conta solo “se” una cricca parte, ma anche “come” evolve a livello microstrutturale. L’idea chiave, ripresa anche dal commento di Fabbaloo, è che nelle HEA possono convivere scorrimento per dislocazioni, bande di slip più planari e, in alcune condizioni, geminazione, con un bilanciamento influenzato dalla microstruttura generata dal processo e dai trattamenti successivi. Un lavoro più ampio su CrMnFeCoNi in LPBF (preprint arXiv) riporta che sotto carico monotono contribuiscono sia slip sia geminazione, mentre nella plasticità ciclica lo slip risulta dominante; lo stesso studio lega l’evoluzione del danno a scelte di processo e finitura.
Difetti tipici in LPBF: lack-of-fusion e ruolo della finitura superficiale
Per molte leghe prodotte in LPBF, l’avvio della cricca è spesso associato a difetti e concentrazioni di tensione: porosità, notch di fusione incompleta e rugosità “as-built”. Nel preprint su CrMnFeCoNi, gli autori indicano che una migliore finitura superficiale può ritardare l’innesco e spostare l’origine del danno verso la porosità da lack-of-fusion come sorgente principale di innesco. Dal lato “processo”, un articolo su Measurement evidenzia che i pori da lack-of-fusion in LPBF minacciano in modo marcato le proprietà meccaniche e che spesso sono collegati a energia insufficiente tra tracce o tra strati, oltre a condizioni che degradano la qualità di fusione.
HIP e post-processi: cosa risolvono e cosa no
Quando si parla di fatica, il post-processo non è un accessorio: è parte della strategia di qualifica. Una review del 2025 su Journal of Materials Research and Technology descrive la Hot Isostatic Pressing (HIP) come tecnica efficace di post-trattamento termico per densificare componenti, mitigando o eliminando difetti metallurgici come porosità e cricche, tramite alta pressione isostatica (spesso con gas inerte) e temperatura elevata. Tuttavia, lo studio su Measurement avverte che i pori irregolari di lack-of-fusion possono essere difficili da eliminare completamente anche con post-processi come l’HIP, motivo per cui la prevenzione in-process (parametri, monitoraggio) resta decisiva.
Scan strategy, microstruttura e propagazione: il ponte tra processo e fatica
Oltre all’innesco, la propagazione della cricca dipende da tessitura, dimensione/forma dei grani e disposizione delle barriere microstrutturali lungo la traiettoria della cricca. Nel lavoro su CrMnFeCoNi in LPBF (arXiv), gli autori riportano che le scan strategy possono modificare arrangiamento e dimensioni dei grani, con effetti osservabili sulla propagazione; viene citato un caso in cui una strategia “meander” con rotazione 0° mostra maggiore resistenza alla propagazione grazie a grani più colonnari e spaziatura più ridotta delle barriere lungo il percorso della cricca. Questo tipo di risultato è coerente con l’impostazione generale delle review sulle HEA in additive manufacturing: i parametri di processo non “solo” influenzano densità e difetti, ma anche microstruttura e proprietà finali.
Cosa significa per applicazioni industriali: dalla ricerca alle regole di progetto
Per portare una HEA stampata in LPBF verso impieghi strutturali serve un percorso che combini: riduzione dei difetti (parametri e monitoraggio), controllo della rugosità (lavorazioni o finiture), gestione delle tensioni residue e microstruttura (trattamenti termici/HIP quando appropriato), e una caratterizzazione mirata dei meccanismi di deformazione ciclica. Il contributo su Materials Science Forum va letto in questa chiave: non sostituisce la qualifica completa (serve conoscere dettagli di prova e condizioni), ma aggiunge evidenze microstrutturali utili a capire quali meccanismi accomodano la deformazione vicino alla cricca e quindi dove intervenire per rendere la risposta più ripetibile.
