Paniere verificato di Tecnologie e sistemi produttivi - Risposte aperte

I DIFETTI ESTERNI.

I difetti esterni sono facilmente rilevabili in quanto sono visibili dall’esterno. In base alla loro entità, i getti possono essere scartati o meno. I

difetti esterni possono interessare la forma e la superficie del getto.

Sono difetti di forma:

• le variazioni di dimensione causate da cedimenti o scostamenti della forma o dell’anima

• gli svergolamenti

• le deformazioni dovute alle tensioni interne

Sono difetti di superficie:

• l’aspetto grossolano

• i tacconi

• i mancati riempimenti e le incompletezze del getto

• le incollature

I DIFETTI INTERNI

I difetti interni, che non appaiono all’esterno, sono rilevabili con tecniche non distruttive molto sofisticate che, però, portano ad un aggravio dei

costi.

I difetti interni più comuni sono prevalentemente legati ai processi fisici e tecnologici fondamentali. Sono i più pericolosi poiché, a meno di

esami particolari, emergono solo:

–durante le lavorazioni meccaniche

–durante le prove di tenuta dei fluidi

–in servizio sotto l’azione di sollecitazioni esterne

In genere portano a cedimenti

RIMEDI PER EVITARE I DIFETTI ESTERNI ED INTERNI

• Per Il mancato riempimento I rimedi consistono nel migliorare le condizioni di alimentazione della zona con l'aggiunta di altri canali,

nell'aumentare il carico idrostatico nel metallo fuso, e nell'aumentare la temperatura di colata

• Difetti dovuti a impilamento irregolare delle staffe, possono essere rimediati curando meglio il montaggio delle staffe

• Le riprese di fusione e Difetti simili si possono avere entro la forma nella zona d'incontro di due flussi provenienti da canali di colata diversi. Si

minimizzano aumentando la velocità di riempimento delle forme ed, eventualmente, la temperatura di colata del metallo.

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• La formazione di cricche, si combatte valutando le cause che ostacolano il ritiro di un getto e l'adozione di criteri per eliminarle.

• Avvallamenti e coni di ritiro possono formarsi per insufficiente alimentazione della forma. In questi casi vanno previsti opportuni

materozzamenti in prossimità di queste zone.

• In alcuni casi il metallo liquido può penetrare nel materiale della forma. Questi difetti si combattono impartendo alla terra maggiore

consistenza.

• Le porosità vengono ridotte scegliendo opportunamente la granulometria delle sabbie e predisponendo tirate e canali di sfiato in maniera

abbondante.

• Lo spostamento delle anime sotto l’azione metallostatica del fuso porta a variazioni di spessori nel getto. Esso va combattuto mediante

sostentamento delle anime con chiodi e distanziali che rimangono annegati nel metallo che solidifica.

•per Le inclusioni di terra si richiede una maggiore compattazione della terra

• Si possono formare gocce fredde a causa della solidificazione. Tale problema può essere evitato con una colata più tranquilla.

• Le variazioni microstrutturali, si combattono aumentando la temperatura di colata

SPIEGARE QUALI POSSONO ESSERE I PRINCIPALI DIFETTI ESTERNI NEI GETTI.

LEZIONE 15

STRUTTURA CRISTALLINA DEI MATERIALI METALLICI

I solidi cristallini sono aggregati di particelle elementari, che possono essere atomi, ioni o molecole, disposte regolarmente nelle tre direzioni

dello spazio. esistono solamente quattordici possibili distribuzioni di particelle che soddisfano la definizione di reticolo spaziale, e meno della

metà di queste sono importanti per i metalli. La struttura cristallina è costituita da semplici atomi, disposti secondo uno dei tipi di reticolo

riportati, e legati tra loro mediante legame metallico.

Le tre più diffuse nei metalli sono:

CCC: cubico corpo centrato: l’atomo centrale è circondato da otto atomi, e si dice pertanto che ha numero di coordinazione pari a 8

 con 2 atomi per cella elementare. Il fattore di compattazione è 68%

CFC: cubico facce centrate: notevolmente compatta, è costituita da 4 atomi per cella elementare, numero di coordinazione 12 il

 fattore di compattazione è 74%

EC: esagonale compatto: è la più comune, numero di coordinazione 12, il fattore di compattazione è 74%



DIFETTI NEI RETICOLARI NEI CRISTALLI REALI

Esistono svariati tipi di difetti; alcuni riguardano esclusivamente singoli atomi e vengono denominati difetti di punto, altri, invece si estendono

secondo una dimensione e vengono perciò indicati come difetti di linea, altri infine hanno carattere bidimensionale e prendono il nome di

difetti di superficie. I difetti di punto si distinguono in vacanze, difetti interstiziali e difetti di Frenkel, questi ultimi risultanti dalla combinazione

di vacanze e difetti interstiziali.

Le dislocazioni sono un difetto di linea, sostanzialmente consistente nella traslazione incompleta di una parte del reticolo rispetto a un’altra. Tra

i difetti di superficie più importanti ci sono i confini di geminato e i confini di grano cristallino.

LEZIONE 16

I PROCESSI DI FORMATURA PLASTICA DEI MATERIALI METALLICI

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Nelle lavorazioni plastiche un pezzo di forma inizialmente semplice viene trasformato in una configurazione finale più complessa per mezzo di

deformazioni plastiche impartite dagli utensili che, in un certo senso, "memorizzano" la geometria voluta. (il volume rimane COSTANTE!).

Affinché le deformazioni prodotte non siano un fenomeno transitorio occorre superare un particolare livello di tensione, definito resistenza allo

snervamento.

Carichi che portano il materiale al di sopra dello snervamento danno luogo a deformazioni permanenti (tratto plastico), cioè si ha il

mantenimento della nuova forma acquisita anche dopo rimozione della forza che ha prodotto la deformazione.

MICROMECCANISMI DI SCORRIMENTO PLASTICO

La deformazione di un solido metallico può essere di due tipi: elastica e plastica.

nel caso di deformazioni elastiche il lavoro fatto dalle forze esterne viene immagazzinato nel solido come una distorsione più o meno uniforme

dei legami interatomici. Nel momento in cui i carichi esterni, che hanno causato la deformazione, vengono rimossi, l’energia viene restituita e i

legami interatomici riassumono la loro configurazione originaria. La caratteristica fondamentale della deformazione elastica è quindi quella di

essere reversibile e istantanea.

Nel caso delle deformazioni plastiche, l’entità della deformazione è notevolmente superiore e tale da determinare la rottura dei legami

interatomici e la loro sostituzione con nuovi legami, caratterizzati dalla medesima stabilità dei legami originari.

LEZIONE 17

LA MECCANICA DELLA DEFORMAZIONE PLASTICA

la meccanica della deformazione fornisce i mezzi per determinare come il metallo fluisce, come si può ottenere una determinata geometria e

quali sono le proprietà meccaniche del prodotto finale.

Per giungere ad una accettabile descrizione analitica del comportamento del materiale, occorre ricorrere a ragionevoli semplificazioni:

• il materiale da deformare viene considerato continuo ed isotropo, cioè si trascurano gli effetti dei grani cristallini, delle dislocazioni, ecc.;

• l’effetto Baushinger e le componenti elastiche vengono trascurate; ù

• le condizioni di attrito vengono espresse con relazioni molto semplici;

• viene assunta la costanza del volume;

• viene assunta la correlabilità dei dati relativi al materiale, ottenuti con prove monoassiali, con quelli relativi a prove multiassiali.

FORZE E TENSIONI

Le forze applicate ai materiali possono essere di tipo diverso e i materiali, a loro volta, hanno una diversa capacità di resistere ai vari tipi di

forze. Le forze infatti possono variare per il tempo di applicazione, per il punto o la superficie di applicazione, per la direzione che assumono

rispetto al corpo stesso, ecc.

La tensione è una forza interna generata da un taglio. Essa si può scomporre in due componenti: tensione normale e tensione tangenziale (di

taglio).

DEFORMAZIONI

La deformazione rappresenta la variazione di distanza tra due punti qualsiasi di un corpo. L’ampiezza della deformazione è diversa a seconda di:

•piccole deformazioni (deformazioni elastiche)

•deformazioni finite (deformazioni plastiche)

In campo elastico le deformazioni sono infinitesime o comunque molto piccole. Esse vengono pertanto misurate facendo riferimento alle

deformazioni nominali.

L’entità delle deformazioni che possono avere luogo in regime plastico e che, in genere, si incontrano nelle lavorazioni per deformazione

plastica, sono anche di alcuni ordini di grandezza superiori. Esse vengono pertanto chiamate deformazioni finite.

la deformazione reale, chiamata anche naturale o logaritmica, viene calcolata come integrale degli incrementi di deformazione, ciascuno dei

quali valutato rapportando la variazione incrementale di lunghezza alla lunghezza istantanea. Le deformazioni reali possono essere sommate.

la relazione che intercorre tra deformazioni reali e convenzionali è la seguente:

Si definisce deformazione tangenziale la distorsione di un parallelepipedo per effetto delle τ.

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LEZIONE 18

CONFRONTO TRA I CRITERI DI TRESCA E DI VON-MISES

• i due criteri visti sono indipendenti dal primo invariante delle tensioni e, quindi, dalla componente idrostatica delle tensioni;

• entrambi i criteri vanno bene per materiali isotropi. Volendoli applicare a materiali anisotropi occorrono opportune correzioni.

In generale, i risultati sperimentali mostrano che il criterio di Von Mises descrive le condizioni di plastificazione di un materiale duttile più

fedelmente del criterio di Tresca. Tuttavia, talvolta, per semplicità, si preferisce applicare quest'ultimo criterio poiché gli errori che ne derivano

non sono gravi.

IL CRITERIO DI VON-MISES

per il criterio di Von Mises (detto anche teoria dell’energia di distorsione) l’inizio dello scorrimento plastico si verifica quando il secondo

invariante del deviatore delle tensioni supera un valore critico:

il criterio di Von Mises implica che lo scorrimento non dipende da una singola tensione ma da una funzione di tutti e tre i valori delle tensioni

tangenziali principali; figurando le differenze tra le tensioni normali, esso sarà indipendente dalla componente idrostatica del tensore delle

tensioni; essendo, inoltre, tali differenze elevate al quadrato, sarà anche indipendente dal segno delle tensioni individuali. Ciò è un notevole

vantaggio in quanto, per usare questo criterio, non è necessario distinguere tra la tensione più grande e la più piccola.

IL CRITERIO DI TRESCA

Tresca dice che la deformazione plastica si verifica qua