Prove meccaniche

Prova di trazione:

In generale, la prova di trazione sui materiali metallici è usata per diversi scopi. Uno di questi scopi, è la possibilità di determinare alcuni parametri meccanici fondamentali come il carico di snervamento (Re in MPa); il carico massimo di rottura (Rm in MPa); la percentuale di allungamento nel campo elastico (Ae in %); la percentuale di allungamento a rottura (A in %); il modulo elastico (E in MPa) e la tipologia di frattura (duttile o fragile). Tutti questi parametri meccanici sono usati, in seguito, per la progettazione dei componenti, per la loro produzione e la scelta del trattamento termico finale.

Un altro scopo della prova di trazione riguarda la possibilità di verificare la corrispondenza tra le caratteristiche meccaniche desiderate in fase di progettazione e le caratteristiche meccaniche realmente ottenute al termine dell’attività produttiva del componente.

In questo ultimo caso, i parametri di prova come la velocità di applicazione del carico giocano un ruolo molto importante. Il laboratorio Hammer dispone di strumenti di misura per lo svolgimento della prova a bassissima velocità di applicazione del carico ed a velocità ordinaria in accordo sia alla norma UNI EN ISO 6892-1 sia alla norma ASTM E8-E8M. Entrambe le norme sono accreditate.

Le prove di trazione possono essere svolte sotto la supervisione del produttore, del cliente finale ed ispettori qualificati.

Prova di trazione ad Elevata Temperatura:

Alcuni componenti metallici sono prodotti per lavorare ad elevate temperature (parti di impianti industriali nel quale prendono luogo processi di combustione).

In questo caso, i parametri meccanici devono essere studiati e valutati in funzione della temperatura. Il laboratorio Hammer può svolgere la prova di trazione a partire dalla temperature ambiente (circa 20°C) fino alla temperatura di 900°C in accordo sia alla norma UNI EN ISO 6892-2 sia alla norma ASTM E21. Entrambe le norme sono accreditate.

La prova di trazione ad elevata temperatura può essere usata per confrontare diverse tipologie di materiali metallici rispetto alla loro capacità di deformarsi localmente senza generare delle fessure e di conseguenza accomodare la concentrazione puntuale degli sforzi.

Anche la prova di trazione ad elevata temperatura può essere svolta sotto la supervisione del produttore, del cliente finale ed ispettori qualificati quando è richiesta la verifica/collaudo del prodotto finale.

Prova di Resilienza:

I materiali metallici sono generalmente molto duttili quando sottoposti ad un carico. Tuttavia, in alcune circostanze, i materiali metallici possono mostrare un comportamento di tipo fragile.

La prova di resilienza coadiuva gli ingegneri nello studio del comportamento dei materiali metallici in funzione della temperatura. In generale, i materiali metallici diventano fragili quando sono esposti ad una significativa riduzione della temperatura ambiente a causa dell’arresto nel movimento delle dislocazione durante l’applicazione di un carico.

La prova di resilienza genera un carico impulsivo sul campione metallico ed il risultato è espresso in energia (J), la quale rappresenta l’energia assorbita dal provino prima della rottura. Bassi valori di energia assorbita sono associati ad un materiale fragile mentre alti valori di energia assorbita sono associati a materiali duttili.

 

Il laboratorio Hammer può svolgere prove di resilienza su provini di tipo KV e KCU
su un ampissimo campo di temperature (da -196°C a 100°C). Le prove sperimentali
sono svolte in accordo sia alla norma UNI EN ISO 148-1 sia alla norma ASTM E23.
Entrambe le norme sono accreditate. La prova di resilienza può essere svolta sotto la supervisione del produttore, del cliente finale ed ispettori qualificati quando è richiesta la verifica/collaudo del prodotto finale.

Per la prova di resilienza, in contrasto con la prova di trazione, è importante tenere presente che un singolo risultato ad una specifica temperatura non può essere usato ai fini della progettazione del componente. I risultati della prova di resilienza acquistano valore progettuale quando sono usati per determinare la curva di transizione duttile-fragile, e quando si studiano i seguenti aspetti:

Prova di Durezza:

La prova di durezza è ampiamente usata sui materiali metallici. Questa tipologia di prova è molto semplice e può essere svolta in tempi molto rapidi. Il risultato della prova di durezza è molto riproducibile e può fornire parecchie indicazioni.

  Tre tipologie differenti di metodi sono ampiamente riconosciuti in letteratura. Il primo metodo è definito “Durezza di Brinell”. Questo metodo prevede un penetratore sferico (generalmente prodotto in carburo di tungsteno con diametro di 10 mm o inferiore) il quale è applicato sulla superficie del provino sotto indagine sperimentale per 10-15 secondi. In seguito, si misura il diametro dell’impronta sul materiale sottoposto ad indagine sperimentale e convertito nella scala di durezza Brinell. La superficie del provino e la distanza dai bordi devono essere tenute in considerazione. La prova di durezza Brinell è svolta in accordo alle norme UNI EN ISO 6506 e ASTM E10-18. Entrambe le normative
sono accreditate.

  Il secondo metodo è definito “Durezza di Vickers” ed è suggerito per materiali metallici molto duri. Questo
metodo prevede un diamante come penetratore (nella forma di una piramide a base
quadrata con un angolo specifico) il quale è applicato sulla superficie del provino sotto indagine sperimentale per 10-15 secondi. In seguito, si misurano le due diagonali dell’impronta sul materiale sottoposto ad indagine sperimentale e si converte nella scala di durezza Vickers. La superficie del provini sottoposta ad indagine sperimentale deve essere lucidata a specchio. La prova di durezza di Vickers è svolta in accordo sia alla norma UNI EN ISO 6507 sia alla norma ASTM E92. Entrambe le norme sono
accreditate.

  La scala di durezza di Vickers e quella di Brinell sono molto simili l’una con l’altra per il semplice fatto che entrambi i metodi determinano la durezza del materiale come il rapporto tra la forza applicata e l’impronta risultante. Inoltre, entrambi i metodi permetto di stimare in modo indiretto il carico di rottura (Rm in MPa) di un materiale di acciaio al carbonio.

  Il terzo ed ultimo metodo è definito Durezza di Rockwell. Questo metodo prevede un penetratore conico (generalmente costituito da carburo di tungsteno) il quale è applicato sulla superficie del provino sottoposto ad indagine sperimentale a due livelli di forza. In seguito, la durezza di Rockwell è determinata dalla differenza tra la pentrazione corrsipondente all’ultimo livello di carico e quella ottenuta con il primo livello di carico.  

La durezza nella scala Rockwell non può essere direttamente correlata alla durezza nella scala Vickers e Brinell.