Appunti corso Tecnologie di produzione e studi di fabbricazione

Comportamento meccanico dei materiali

σ = Tensione nominale (sigma): A 0

COMPORTAMENTO IN CAMPO ELASTICO

In campo elastico la sollecitazione è proporzionale alla deformazione, questa proporzionalità è data dal modulo di elasticità. In questo campo se cessa il carico l'elemento torna al suo stato iniziale senza subire deformazioni permanenti.

COMPORTAMENTO IN CAMPO PLASTICO

Quando un materiale entra nel campo plastico subisce una deformazione irreversibile e nel momento in cui viene tolto il carico viene "restituita" la deformazione elastica (springback) ma resta quella plastica che è permanente. In fase di produzione il ritorno elastico è un disturbo perché bisogna deformare più di quanto serve.

Nel campo plastico abbiamo dei punti notevoli come:

• Y (yield stress) - Rs = sollecitazione al limite elastico e corrisponde al carico unitario di snervamento, alcuni materiali non hanno una Y unica perché si è in una fase transitoria di

snervamento.

• UTS (ultimate tensile strength) - Rm = carico unitario di rottura in cui avverrà una fase di strizione del materiale (necking) che porterà alla rottura.
• Se il segmento del campo elastico pende poco allora avremo un materiale più elastico, viceversa se pende molto sarà più rigido.
• Un materiale duttile avrà l'attitudine a deformarsi plasticamente, mentre sarà fragile se ha poca vita in campo plastico.
• All'incremento della velocità di deformazione il materiale sarà più tenace e meno deformabile perché ha meno tempo di scorrere e deformarsi, quindi avrà una pendenza maggiore in campo elastico.
• Mentre all'aumentare della temperatura cala la forza e il lavoro di deformazione, di conseguenza aumenta la deformazione ottenibile, ma cala anche la precisione dimensionale e la nitura superficiale, e aumentano i costi di produzione.

Il materiale dipende dalla sua storia di carico, ogni volta che

getto perché si rompono lesottosquadri.semiforme per sformare il getto) dettimodelloIl contiene la geometria del prodotto da imprimere su ciascuna semiforma edeventualmente parte delle geometrie del sistema di alimentazione e materozze che servonoper compensare il ritiro del materiale durante la solidi cazione. Se quest’ultime forme nonsono presenti nel modello vengono realizzare mediante asportazione di materialedirettamente sulle semiforme. Una caratteristica fondamentale del modello è che lesuper ci perpendicolari al piano di separazione siano leggermente inclinate, questi sonoangoli di sformo.detti Le dimensioni del modello sono aumentate leggermente percompensare il ritiro del getto in fase di ra reddamento e nelle zone in cui si prevedonosovrametalli di lavorazione.lavorazioni di asportazione di materiale,Nel caso in cui il prodotto da realizzare ha una geometria che impedisce di trovare un pianoanimedi separazione che eviti sottosquadri si introducono le

Le semiforme sono costituite da terra di fonderia portata compatta che riproduce l'interno del pezzo. Nelle semiforme vengono previste delle anime che sono supporti dell'anima.

Una volta unite le due semiforme si può passare al processo di colaggio del getto, dove viene colato del materiale fuso all'interno della forma per gravità. Non si può pressurizzare altrimenti il getto esploderebbe. Successivamente c'è la fase di solidificazione del getto, che una volta terminata porterà all'estrazione mediante distruzione delle semiforme, che verranno rimacinate e riutilizzate.

In seguito si passerà alla pulitura del getto, dove si asporteranno le appendici e tutte quelle tracce come il sistema di alimentazione, la materozza e i piani di separazione.

Il prodotto può essere sottoposto a cicli di riscaldamento-raffreddamento per aumentare le proprietà meccaniche o uniformare le caratteristiche.

super ci.

Nei prodotti di fusione in forma transitoria non avremo mai super ci perfette, spigoli vivi o geometrie complicate, i fori e le tolleranze vengono realizzate successivamente per asportazione di materiale.

fi fi ff fi fi

LA SOLIDIFICAZIONE NEI PROCESSI DI FUSIONE

MODELLO DI SOLIDIFICAZIONE UNIFORME

Per solidificazione uniforme si intende che ad ogni istante di tempo t ogni punto del fluido sia alla stessa temperatura T.

metalli puri

Per i durante la fase intermedia in cui si avrà presenza di fase solida e liquida, i nuclei sono divisi tra loro dalla parte liquida, in questa fase i nuclei si ingrossano fino a bloccarsi tra loro per passare a essere tutta fase solida.

lega binaria

In caso di base alla percentuale tra i due elementi si possono costruire tante curve di solidificazione quante sono le combinazioni possibili. Il diagramma di destra diagramma a forma di lente ci mostra quanta parte di solido e quanta di liquido si ha alla temperatura T, nei due assi verticali avremo la

Proprietà meccaniche che non dipenderanno dalla direzione avendo grani simmetrici (isotropia) e casuali, mentre andando verso il centro con un raffreddamento lento creeranno grani più grandi e allungati (anisotropia) che peggiorano le proprietà meccaniche. La solidificazione macroscopicamente sarà sempre simmetrica partendo dalle pareti verso il centro ma microscopicamente avremo una struttura disomogenea.

Leghe binarie: in presenza di non avremo un fronte di solidificazione compatto ma ci sarà un'area di solidificazione (dendrite) in cui coesisteranno simultaneamente lo stato solido e liquido che sarà influenzato dal fronte di solidificazione. In questo caso il raffreddamento veloce alle estremità porterà alla formazione di grani piccoli e simmetrici, il raffreddamento lento verso il centro creerà grani grandi e allungati verso il centro dovuti all'accrescimento dei dendriti e a volte grani simmetrici nella zona centrale.