5.1 Introduzione, controllare le proprietà meccaniche 5.2 Prova di trazione – sforzo e deformazione

- deformazione elastica, modulo di Young - resistenza meccanica, carico di snervamento deformazione a freddo, indurimento

5.3 Deformazione a freddo, indurimento 5.4 Prove di durezza 5.5 Prova d’urto – tenacità

- energia adsorbita - tenacità e frattura

5.6 Riassunto 5.7 Domande di verifica

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5. Prove meccaniche e proprietà dei materiali

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5.1 Controllare le proprietà tecnologiche

In#un#cristallo#con#re.colo#non/disturbato#le#dislocazioni#si#muovano#appena#che#lo#sforzo#di#taglio#τ#>#di#τcrit#.###/>#stru%ura'cristallografica,''CFC'='du3le'

Dife<#re.colari#impediscono#o#bloccono#il'movimento'delle'disloczioni:##/>#dife<#di#punto:###atomi,#alligazione#(indurimento'per'soluzione'solida)''/>#dife<#di#linea:###dislocazioni##(deformazione'a'freddo)#/>#dife<#di#superficie:##bordi#di#grano#(indurimento'per'grani'fini)#

Così#si#presentano#delle#possibilità'tecnologiche#per#modificare#le#proprietà#meccaniche#(resistenza,#du<lità)#in'maniera'mirata#tramite#il#.po#e#il#numero#dei#dife<#re.colari.##

Dislocazioni#si#muovano#facilmente#–#du<le#Dislocazioni#impedi.#–#resistente,#duro#Dislocazioni#blocca.#–#resistente#ma#fragile#

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5.1 Determinare le proprietà meccaniche

Le#proprietà#meccaniche#di#mol.#materiali#metallici,#leghe#come#acciai#o#oGoni,#si#trovano#pubblica.#nei#libri,#norme#e#linee#guida,#etc.##Ques.#valori#(durezza,#resistenza,#du<lità…)#si#oGengono#da#prove#meccaniche#standardizzate.#

Domanda:'Quali'sono'lo'proprietà'meccaniche'?'

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5.2 Prova di trazione

La#prova#di#trazione#consente#di#valutare#la#resistenza#meccanica#e#la#du<lità#dei#materiali.#Un#campione#viene#.rato#fino#a#roGura#in#un#tempo#rela.vamente#breve#e#a#velocità#costante.##

tensione:##σ#=#F#/#A0#

F:####forza#A0###sezione#iniziale#

deformazione:##ε#=#(l#–#l0)#/#l0#

l0###lunghezza#iniziale#l#####lunghezza#

Forza#F#

misura#lunghezza#

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5.2 Campioni per la prova di trazione

Domanda:#perché#il#diametro#al#punto#dove#viene#montato#il#campione#nella#macchina#di#trazione#è#maggiore#del#diametro#nel#traGo#u.le#?#

I#campioni#per#la#prova#di#trazione#sono#standardizza.#e#devono#rispeGare#tuGe#le#dimensioni.###

Il#tra%o'uCle'(lunghezza#lo)##è#50#±#0.125#mm##

Il#diametro#d#nel#traGo#u.le#è#12.5#±#0.25#mm#

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5.2 Curva di trazione

Domanda:##Qual’è#il#significato#dell’#interruzione#dell’#asse#?##

Dalla#prova#di#trazione#si#o<ene#un#diagramma#forza'F#verso#allungamento'l#misurato#dall’#estensiometro#(deformazione).##

Forza#F#(kN)#

Lunghezza#estensiometro#(mm)#

Forza#F### #kN##Tensione#σ# #Pa#(N/m2)###1#MPa#=#1#N/mm2#

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5.2 Diagramma sforzo deformazione

I#valori#registra.#vengono#conver..#in#valori#di#sforzo#nominale#σ#e#defor/mazione#nominale#ε.##

Sforzo#σ#(M

Pa)#

Deformazione#ε#

Modulo#di#Young#

carico#di##snervamento#

carico#di#roGura#

plas.ca#elas.ca#

sforzo#σ#=#F/A0##(Mpa)#ε#=#(l#/#lo)/lo##(/)#

Domanda:#come#si#spiega#che#con#sforzo#decrescente#la#deformazione#aumenta#?##

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5.2 Proprietà meccaniche

Le#proprietà#meccaniche#che#si#oGengono#dalle#curve#di#trazione#sono##1  Modulo#di#Young#E#(modulo#di#elas.cità)#2  Carico#di#snervamento#σs#3  Carico#di#roGura#σm#4  Allungamento#a#roGura#5  Strizione#a#roGura#

Per#il#disegno#di#una#struGura#/#macchina#servono#sopratuGo#il#modulo'di'Young'E#ed#il#carico#di#snervamento#σs#

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5.2 Il modulo di Young - rigidità Il#modulo#di#Young#(modulo#di#elas.cità)#si#ricava#della#curva#di#trazione,#nella#parte#della#deformazione#elas.ca.##

Modulo#di#elas.cità#E#=#σ#/#ε####(GPa)###/>#legge#di#Hook#

Spiegare#perché#il#modulo#di#elas.cità#dell’#alluminio#è#tre#volte#inferiore#di#quello#del#ferro.##

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5.2 Carico di snervamento, carico di rottura

Il#carico#di#snervamento#σs#rapprenta#lo#sforzo#al#di#sopra#di#quello#si#manifestano#delle#deformazioni#plas.che#permanen.#nel#materiale.##

σ$

ε$

carico#si#snervamento#σs###

Per#materiali#dove#un#carico#di#snervamento#non#è#neGo,#si#usa#una#definizione,#il#carico#misurato#ad#una#deformazione#di#0.2#%##/>#σ0.2'

σ0.2'

carico#si#roGura#σm###

σs#

Integral: W = σ dε = 1A0l00

εB

∫ F dll0

l

∫

Lavoro#di#deformazione:##

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5.2 Duttile e fragile

Esempi#di#materiali#fragili:#

W3C#

CaSO4#

σ$

ε$

Whisker#di#ferro##

Fe#

x#x#

x#

Domanda:##spiegare#perché#ques.#materiali#si#comportano#fragile.##

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5.2 Duttile e fragile

Esempi#di#materiali#du3li:##

Leghe#di#alluminio#

Domanda:##spiegare#perché#ques.#materiali#si#comportano#du<le.##