Proprietà e Test dei Materiali: Metalli, Ceramiche, Polimeri e Altro

Classificazione dei Materiali e Metodi di Verifica delle Loro Proprietà

I materiali possono essere suddivisi nei seguenti gruppi:

• Metalli ferrosi
• Metalli non ferrosi
• Ceramica e materiali da costruzione
• Polimeri naturali
• Legno
• Cuoio
• Tessuti
• Polimeri sintetici

Questi gruppi sono facilmente identificabili per il loro aspetto esteriore: colore, consistenza della superficie, forma, ecc. Tuttavia, questa prima distinzione è solo generale. Per conoscere le loro caratteristiche specifiche, è necessario utilizzare una serie di prove che sono riportate di seguito.

Test di Composizione e Struttura Interna

Questi test studiano la composizione del materiale e la sua struttura interna. Includono la determinazione della temperatura di fusione, di inizio e fine della solidificazione di ogni materiale e la presenza di eventuali componenti indesiderati o indesiderabili mediante tecniche metallografiche.

Test di Proprietà Meccaniche

Con le prove di proprietà meccaniche si controllano la durezza, la resistenza alla trazione, la resistenza agli urti, all'usura e alla fatica del materiale. Questi test sono distruttivi, perché alterano i materiali analizzati.

Prova di Resilienza

La prova di resilienza è effettuata misurando l'energia assorbita dal colpo di un pendolo su una porzione calibrata di materiale in cui è stata praticata una tacca. Questo è un test molto importante che verifica l'effetto positivo provocato dal trattamento termico.

Prova di Usura

La prova di usura misura la resistenza all'usura da sfregamento di due rotoli di materiale da testare, misurando la perdita di peso causata dal lavoro svolto.

Prova di Durezza

La prova di durezza viene eseguita osservando i risultati dell'impronta lasciata da un elemento sferico calibrato (durezza Brinell) o da un elemento più duro (durezza Rockwell), quando viene applicata una pressione sul materiale con una certa forza.

Prova di Trazione

La prova di trazione misura la resistenza alla rottura, la resistenza, l'elasticità e la durezza del materiale. I diversi valori vengono ottenuti misurando gli aumenti di lunghezza, applicando una forza di valore specificato su una parte calibrata del materiale (campione).

Prova di Fatica

La prova di fatica è molto più complicata delle precedenti, poiché si basa su diverse teorie che danno maggiore o minore importanza ai diversi fattori che influenzano la resistenza a fatica (forma geometrica del pezzo, metodo di formatura, ecc.).

Altri Test Specifici

I test specifici effettuati sono tre:

• La prova di saldabilità, che fornisce informazioni sulla possibilità di saldare il materiale.
• La prova di stampaggio, che indica se un materiale può accettare la punzonatura, il taglio e l'imbutitura senza che si formino crepe.
• La prova di trafilatura, che misura se il pezzo presenta anomalie dopo essere stato deformato in determinate condizioni di forza e temperatura.

Test Non Distruttivi

Le prove non distruttive verificano se un particolare pezzo presenta difetti interni, come pori, o superficiali, come crepe. Sono non distruttive perché i pezzi in questione possono continuare a svolgere le loro funzioni.

Test per Difetti Interni

I test per difetti interni si basano su fenomeni elettrici, magnetici, acustici, ecc., che attraversano il materiale in modo che, in presenza di un difetto, si verifichino bruschi cambiamenti di grandezza.

Test per Difetti Superficiali

Le prove per difetti superficiali consistono nel far penetrare un liquido colorato nel materiale e nel rivelare l'esistenza di crepe mediante osservazione visiva.