Lavorazioni meccaniche per campioni di prova

La resilienza è una proprietà meccanica. In ingegneria, essa è definita come la capacità di un materiale di resistere a forze dinamiche, ovvero ad urti, fino al raggiungimento di una tensione in grado di deformare in modo permanente il materiale.

I provini presentano degli intagli finalizzati a facilitare la rottura per impatto in quello specifico punto. I tipi di taglio applicabili sono principalmente due:

• a forma di U
• a forma di V

Tutti gli intagli vengono realizzati con frese speciali realizzate secondo nostre specifiche.

R4T si avvale di personale tecnico specializzato con competenze specifiche nella lavorazione di questo tipo di prova conducendo analisi morfologiche al microscopio ottico o elettronico a scansione.

La prova di trazione è una prova di caratterizzazione dei materiali che consiste nel sottoporre un provino, di dimensioni standard e di uno specifico materiale, ad un carico che viene incrementato fino al valore che determina la rottura del materiale.

Obiettivo della prova è determinare il comportamento del campione sottoposto a sollecitazione di trazione, nella zona e nelle condizioni specificate dai parametri di progetto (siano essi definiti da parametri internazionali o da specifiche particolari dell’applicazione).

La forma (prismatica, cilindrica a teste filetatte, cilindrica a teste lisce), le dimensioni e le condizioni di lavorazione del materiale possono essere le più diverse e pertanto diverse dovranno essere le tecniche adottate per la preparazione. Fattori chiave sono l’assenza di spigoli vivi al di fuori degli afferraggi, la finitura superficiale controllata e l’assenza di scratch in tratto utile.

Per durezza si intende la resistenza che un materiale oppone alla penetrazione di un corpo duro detto penetratore.

La durezza può essere misurata tramite diversi test, su scale convenzionali relative al test applicato.

È fondamentale, al fine di garantire la corretta esecuzione del test, ottenere un campione pianparallelo e che abbia una superfice piana, lucida e liscia.

Piega

Per verificare la duttilità dei materiali metallici e delle saldature di deve ricorrere  al test di piega.

Questa prova ha lo scopo di  rintracciare la presenza di eventuali cricche, irregolarità, difetti interni alla saldatura.

Frattura

Noto anche come Nick Break Test, è un test di verifica della qualità della saldatura utilizzato per determinare la solidità della stessa. Il test prevede il prelievo di un piccolo campione saldato e la sua rottura per verificare la presenza di crepe o altri difetti.

La metallografia consiste nello studio della struttura fisica dei metalli e delle leghe metalliche mediante l’utilizzo di un microscopio. Il semplice esame visivo di un oggetto metallico non fornisce informazioni particolari eccetto per lo stato superficiale (rugosità e crepe). Per avere informazioni sulla microstruttura è necessaria un’attenta preparazione del campione

MACRO

Questo tipo di prova viene utilizzata per analizzare la qualità e la consistenza di un campione attraverso  un ingrandimento. In questo modo si possono  valutare alcune caratteristiche del provino. Durante questo processo è previsto l’ utilizzo di un acido o altro agente corrosivo per migliorare le proprietà macrostrutturali di un campione adeguatamente preparato.

MICRO

Questo tipo di prova viene utilizzata per analizzare  le caratteristiche microstrutturali del materiale sotto ingrandimento. Anche per questo tipo di esame è previsto l’ utilizzo di un acido o altro agente corrosivo per migliorare le proprietà microstrutturali del campione di riferimento.

R4T dispone al suo interno di un laboratorio dedicato al servizio di lucidatura dei provini, dove sono presenti 3 macchine per la smerigliatura e lucidatura da banco, e un laboratorio con cappa chimica per attacco acido.

Questo tipo di prova ha lo scopo di produrre guasti rappresentativi del tipo riscontrato in ambienti esterni corrosivi. L’aleatorietà dei risultati, tendenzialmente elevata in questo genere di prova, richiede un’assoluta accuratezza delle zone di prelievo, siano esse materiale base o zone saldate, insieme a un rigoroso controllo del processo di lavorazione. Questo controllo serve a garantire l’assenza di artefatti di qualsiasi natura, geometriche, superficiali o alterazioni del materiale. La richiesta di questo tipo di campioni è sempre più presente al giorno d’oggi, soprattutto nei settori dell’automotive, navale e della meccanica di precisione.

HIC

I provini che vengono realizzati da R4T verranno immersi poi per un periodo di 96 ore in vasche si soluzione salina per poi essere estratti, lucidati misurati e infine analizzati metallograficamente , allo scopo di rilevare la formazione di eventuali cricche.

SSCC

I provini che verranno realizzati da R4T verranno stressati meccanicamente e messi a contatto con soluzioni di acido solfidrico.

SOHIC

I provini che vengono realizzati da R4T verranno immersi per un periodo di 168 ore in vasche di soluzione acida e sottoposti a forza deflettiva, grazie ad appositi strumenti. Successivamente verranno estratti, lucidati, misurati e infine tagliati allo scopo di rilevare la formazione di eventuali cricche.

PITTING

I provini che vengono realizzati da R4T verranno immersi in una soluzione di cloruro ferrico a temperatura costante per una durata determinata. Verranno poi estratti, pesati ed analizzati. Lo scopo di questa prova è di valutare l’eventuale perdita di massa, la profondità e la densità dei PIT.

STREICHER e STRAUSS

I provini realizzati da R4T vengono analizzati al fine di rilevare se vi è stato un attacco di corrosione intergranulare. La modalità di preparazione di questi provini non è fissa ma bensì basata sulle indicazioni del cliente. Ogni cliente fornirà le specifiche per la preparazione di queste provette che serviranno poi per assolvere al meglio la prova alla quale verranno sottoposte.

DISBONDING TEST

Questa prova, utilizzata per i materiali saldati, si effettua inserendo un provino cilindrico in un ambiente carico di idrogeno, con alta temperatura e pressione. Il campione, dopo la prova, verrà sezionato ed analizzato.

Le prove di fatica vengono eseguite per determinare il comportamento e la durata di un campione sottoposto a determinati cicli di fatica. La criticità particolare deriva dalla richiesta di replicare sollecitazioni ripetute, caratteristiche dell’impiego reale dei materiali di progetto. Si impongono, quindi, stretti requisiti di geometria e simmetricità, al fine di assicurare la corretta applicazione degli stimoli ed il prelievo accurato dei segnali di misura in fase di test, insieme all’assenza di alterazioni superficiali e di struttura, garantita dal controllo della temperatura di lavorazione.
La fondamentale importanza dei controlli è particolarmente evidente nei campioni di piccole dimensioni, come quello riportato in esempio.

LCF

La prova di fatica a basso numero di cicli (LCF) è una prova di fatica in cui viene simulato un carico ciclico fino al cedimento.

HCF

La prova di fatica ad alto  numero di cicli (HCF) è una prova di fatica in cui viene simulato un carico ciclico fino al cedimento.

Le prove di frattura si occupano di studiare gli effetti di cricche e difetti sullo stato di sforzo applicato ad un corpo. L’aspetto particolarmente innovativo della meccanica della frattura è una nuova filosofia di progettazione secondo un approccio di “damage tolerance”, così che i difetti o le cricche non sono visti come punti di debolezza del materiale ma come concentratori e modificatori dello stato di sforzo.
Al giorno d’oggi la meccanica della frattura è di indiscutibile valore in campo aeronautico o nucleare, dove la precisione nella progettazione e nella verifica dei componenti sollecitati deve essere massima.

Grazie alle prove speciali si cerca di stabilire l’accurata progettazione della lavorazione di un determinato prodotto.

Ad esempio, nel caso dobbiate sviluppare un pezzo che subisca dell’elettroerosione, la scelta delle tecnologie più idonee compatibili con le specifiche di progetto e delle modalità di controllo dei processi di lavorazione (in questo caso CAD/CAM assisted) si sono rivelati elementi irrinunciabili per garantire il risultato atteso.
Fattore chiave risulta pertanto una stretta collaborazione ingegneristica con il cliente.