Lezione 8 Flashcards
Qual è il significato di Resilienza? (In Italia)
La Resilienza è l’energia assorbita in un impatto “impulsivo”, più precisamente è l’energia per unità di superficie assorbita in un test di Resilienza (Charpy o Izod)
fun fact: Nel mondo anglosassone Resilienza (to Resile), che significa “ritirarsi” sta ad indicare l’energia assorbita da un materiale esclusivamente in campo elastico.
Cosa è il Test Charpy? Come si esegue?
Il Test Charpy è un test di Resilienza, il provino solitamente ha una forma a parallelepipedo, con un inclusione al centro. Un martelletto viene fatto cadere da un’altezza predeterminata, come un pendolo. Il martelletto urta il provino, rompendolo, dopodichè si fa un bilancio dell’energia con il potenziale gravitazionale, l’energia cinetica residua, si trova la differenza e quella è l’energia assorbita dal provino, in particolare per ottenere la Resilienza si divide il tutto per la superficie resistente
Cosa è la DBTT?
La DBTT è la Ductile Brittle Transition Temperature, ovvero la Temperatura di Transizione Duttile Fragile.
LA DBTT esiste perchè i meccanismi di rottura sono influenzati dalla temperatura, in particolare l’aumento della temperatura che aumenta la diffusività, diminuisce il modulo di taglio critico necessario per il glide più di quanto diminuisce lo sforzo critico di clivaggio, quindi siccome a basse temperatue prevale il clivaggio e ad alte prevale il glide, in ogni materiale esiste una temperatura di transizione.
Fun fact: il titanic si è rotto fragilmente perchè al tempo gli acciai avevano DBTT di circa 30°C, il titanic lavorava a -2°C circa.
Come si può ottenere la DBTT?
Ci sono due metodi e mezzo o tre.
1. Si fa la media tra la temperatura associata alla Resilienza massima e minima, è molto grossolano e poco accurato.
2. Si considera la temperatura associata ad una rottura con una lucidità del 50%, che sta ad indicare una rottura metà duttile (opaca) e metà fragile (lucida), è molto preciso, anche troppo.
3. Si considera la temperatura associata al valore di Resilienza di 27 J, che solitamente è una sufficiente quantità di energia assorbita per la maggior parte delle progettazioni.
Che differenza c’è tra Tenacità e Resilienza?
La Tenacità è l’energia per unità di volume che un materiale assorbe a rottura, la Resilienza è l’energia per unità di superficie che un materiale assorbe in un impatto.
Tenacità, Resilienza e ∫σdε sono collegati tra loro.
Come varia la Tenacità dei diversi tipi di materiali al variare della temperatura?
La Tenacità è associata alla capacità di deformarsi plasticamente.
Nei CFC che sono già molto tenaci, aumenta ancora un po’.
Nei CCC che sono poco tenaci, possono diventare piuttosto tenaci.
I Ceramici e i Polimeri che sono poco tenaci, possono migliorare un po’.
I Metalli Altoresistenziali che sono poco tenaci, migliorano di poco e niente.
Come varia la tenacità dell’acciaio all’aumentare della percentuale di carbonio?
La tenacità dell’acciaio diminuisce notevolmente con l’aggiungersi di carbonio.
Si aggiungono interstiziali che aumentano le dislocazioni, che diminuiscono la plasticità, che diminuisce la tenacità.
Cosa è la fatica in un materiale?
La fatica è un meccanismo di rottura di un materiale, avviene quando il materiale è sottosposto a carichi variabili nel tempo, e possono comportare la rottura anche a sollecitazioni molto minori del carico di snervamento.
Come avviene la rottura per fatica?
La rottura per fatica avviene in 3 fasi.
1. Innesco, il carico variabile fa formare nel materiale delle bande di scorrimento, dei piccoli gradini, che formano inclusioni ed esclusioni del materiale, questi gradini fungono da zone di intensificazione, aumentando la sollecitazione locale e facendo sì che si formi una cricca che si propaga lungo piani a 45°.
2. Propagazione sub-critica: la cricca si propaga in direzione perpendicolare all’asse della forza. La cricca viene allargata quando viene tirata, per via della zona plastica in punta di cricca, assume una forma arrotondata, quando la cricca poi viene compressa, si richiude, lasciando un microscopico segno di avanzamento. Nelle fasi iniziali la cricca non è visibile ad occhio nudo, solo verso la fine della 2° fare comincia ad essere visibile ad occhio nudo.
3. Rottura: La sezione resistente è diminuita drasticamente, quindi la sollecitazione è maggiore di quella per cui il materiale era stato progettato, la rottura può avvenire sia duttilmente che fragilmente.
Come avviene la prova di rottura a fatica?
La prova di rottura a fatica si esegue con la Macchina di Moore, che consiste in un macchinario che ruota, si inserisce nel macchinario che ruota un provino a clessidra, lavorato molto finemente in superficie, la lappatura.
Dopodichè si applica un carico agli estremi del provino, che ruotando rendono il carico locale variabile nel tempo. I cicli possono essere regolari, pulsanti o casuali.
Cosa è la curva di Wohler?
La curva di Wohler contiene i risultati della prova di rottura a fatica di un materiale, in particolare il numero di cicli necessario per la rottura in funzione di uno sforzo, è una scala logaritmica ed alcuni materiali presentano un limite di fatica, una sollecitazione al di sotto della quale, il materiale non si rompe per fatica. E’ presente solo in materiali ferrosi ed in leghe di titanio.
