FATTORI DI INFLUENZA PROVA DI RESILIENZA

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1 L'importanza della prova di resilienza è ormai da tutti riconosciuta, ma occorre tenere presente che i valori che se ne ricavano non hanno di per sé alcun significato assoluto, in quanto essi risentono in misura sensibile dell'influenza anche di minime variazioni delle condizioni sperimentali

2 Le variabili da fissare per definire la prova Charpy di un dato materiale possono essere così raggruppate: Variabili relative alla macchina Variabili relative al provino Variabili relative al materiale Variabili relative all'ambiente

3 Variabili relative alla macchina Distanza tra gli appoggi Massa del pendolo Velocità d'urto Raggio di curvatura del coltello della mazza e degli appoggi L'influenza di questi fattori viene eliminata standardizzando la macchina di prova

4 Variabili relative alla macchina L'aumento della massa del pendolo e della sua velocità di caduta accrescono la fragilità del provino. La distanza fra gli appoggi agisce in modo inversamente proporzionale sulla transizione duttile-fragile L'aumento dell'altezza rispetto la base, oltre un certo valore, favorisce la transizione duttile-fragile Il raggio di curvatura della mazza e degli appoggi, al suo decrescere, aumenta la fragilità della provetta

5 Variabili relative al provino Lunghezza, larghezza ed altezza; Profondità dell'intaglio; Raggio di curvatura dell'intaglio; Grado di levigatezza delle superfici.

6 Variabili relative al provino L' aumento della profondità dell'intaglio, oltre alla sua acutezza, aumentano la fragilità del provino. La curva di transizione, da continua, diventa discontinua. Il grado di levigatezza superficiale, così come il grado di uniformità strutturale del materiale metallico, influenza positivamente la prova di resilienza, in quanto diminuisce la possibilità di concentrazione di sforzi preferenziali in corrispondenza delle rugosità superficiali o delle discontinuità interne dovute a inclusioni non metalliche, fasi metalliche disperse, soffiature, ecc.

7 Variabili relative al materiale Grado di purezza; Trattamento termico; Posizione di prelievo del materiale; Incrudimento; Irraggiamento subito; Lavorazione plastica subita.

8 Variabili relative al materiale L'anisotropia influenza la transizione nel senso che un provino prelevato lungo le fibre è più resiliente di uno realizzato trasversalmente ad esse. L'influenza dei trattamenti termici non può essere precisata a priori, in quanto esistono trattamenti che migliorano la tenacità (bonifica, ricottura, tempra di soluzione, ecc.) ed altri che la peggiorano (invecchiamento, tempra di durezza). Esistono fenomeni particolari, per certi acciai, che presentano una fragilità al bleu e fragilità al rinvenimento caratterisitche del trattamento di rinvenimento

9 Variabili relative al materiale FATTORI DI INFLUENZA PROVA DI RESILIENZA L'esposizione più o meno prolungata a bombardamenti neutronici abbassa notevolmente la resilienza favorendo la transizione duttile-fragile (ambienti radioattivi). L'incrudimento, caratteristico di lavorazioni plastiche a freddo, decresce la resilienza. Oltre a ciò, soprattutto per gli acciai dolci al carbonio, si manifesta un fenomeno di invecchiamento che determina una forte riduzione della resilienza, piuttosto che un abbassamento di Z % e A %. L'operazione di saldatura può infragilire notevolmente il materiale per due motivi: da una parte una errata geometria dei pezzi da saldare (es. smussi inadatti), dall'altra una non perfetta fase di esecuzione (mancato preriscaldo, scelta degli elettrodi, ecc.); sorgono effetti di intaglio quali soffiature, cricche ed inclusioni, oltre a tensioni interne residue

10 Variabili relative all'ambiente Temperatura di prova

11 Variabili relative all'ambiente La temperatura è uno dei parametri più importanti nell'evidenziare la transizione duttile-fragile. Infatti molti materiali metallici, al di sotto di un certo valore, manifestano un comportamento fragile. Spesso è la posizione della transizione rispetto alla temperatura che viene considerata come transizione duttile-fragile per antonomasia, tanto che l'influenza di ogni altra variabile viene riferito al diagramma resilienza-temperatura; pertanto spostare verso destra o sinistra la transizione di un materiale starebbe a significare anticipare o posticipare la temperatura della transizione duttile-fragile.

12 CONSIDERAZIONI SULLA PROVA DI CHARPY Fra tutte le prove meccaniche quella di resilienza fornisce, per uno stesso materiale, la più ampia dispersione di risultati per effetto del gran numero di variabili che la influenzano. Però l'esperienza ha dimostrato che, ponendosi in condizioni di prova rigorosamente uguali, la resilienza dipende essenzialmente dallo stato microstrutturale e dalla composizione del materiale: quindi può essere considerata un soddisfacente indice di qualità per i materiali metallici, oltre che una misura di resistenza agli urti ed alle vibrazioni, nonché di sensibilità agli intagli.

13 CONSIDERAZIONI SULLA PROVA DI CHARPY Per contro la prova di resilienza è lontana dalle condizioni reali di esercizio del materiale: il campione è troppo piccolo e quindi non può rappresentare l'intera struttura, in generale non uniforme, da cui è stato prelevato. Inoltre questa prova non va bene per tutti i materiali metallici: ad esempio gli acciai ad alta resistenza e le leghe non ferrose presentano resilienze troppo basse, per cui la prova non si dimostra sufficientemente discriminatoria.