Risposte alle domande teoriche dell'appello di Tecnologia dei materiali

Descrizione prova di trazione

La prova di trazione è utilizzata per determinare diverse proprietà meccaniche importanti per la progettazione. La prova consiste nel deformare fino a rottura un provino applicando lungo il suo asse principale un carico a trazione gradualmente crescente. Normalmente i provini sono di forma cilindrica, ma possono essere anche di forma rettangolare o a forma di "osso" per concentrare nel tratto centrale del provino le deformazioni indotte dalla trazione. Le misure di allungamento vengono utilizzate per calcolare la duttilità. Per tale prova si aggancia il provino a una macchina che ne garantisce un allungamento a velocità costante. Durante la trazione vengono misurati contemporaneamente sia l'allungamento che il carico istantaneo. Di solito tale prova dura qualche minuto ed è distruttiva, cioè il provino viene deformato permanentemente.

Per poter valutare le proprietà dei materiali indipendentemente dai parametri geometrici del provino si sono definite due grandezze fondamentali:

• Sforzo nominale: F = carico istantaneo applicato perpendicolarmente e A₀ = sezione del provino
• Deformazione nominale: è il rapporto tra l’allungamento/accorciamento di un provino e la lunghezza iniziale l₀.

La maggior parte delle strutture è progettata in modo tale che sotto sforzo subiscano solo deformazioni elastiche. Ciò viene fatto per prevenire l’insorgere di eventuali problemi, poiché un materiale che subisce deformazione plastica non è più in grado di adempiere alle proprie funzioni. È quindi utile conoscere il valore oltre il quale si ha una deformazione plastica, ovvero quando si verifica il fenomeno dello snervamento, detto anche per i metalli limite di proporzionalità.

Analizzando il grafico si penserebbe che una volta raggiunto il punto M lo sforzo diminuisca perché la curva comincia a decrescere. In realtà lo sforzo è in continua crescita. Quello che varia è la sezione del provino, la quale diminuisce velocemente in prossimità della strizione. Questo evento provoca una riduzione della capacità del provino di sopportare lo sforzo. Risulta quindi più corretto parlare di sforzo reale definito come il rapporto tra la forza F e la sezione istantanea A_i sulla quale insiste lo sforzo. Anche la deformazione nominale cambia in reale. Si nota come se non vi sono variazioni di volume nel provino si ha A_i x l_i = A₀ x l₀ e pertanto gli sforzi e le deformazioni reali e nominali sono legati dalle seguenti equazioni: sforzo reale = (1 + deformazione nominale) e deformazione reale = ln(1 + deformazione nominale).

Cinetica di trasformazione di fase

Diagrammi di trasformazione

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Difetti della struttura cristallina e relazione con le proprietà meccaniche

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Corrosione dei materiali

Come prevenirla, aspetto termodinamici e cinetici

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