Prove di Trazione: Fondamenti, Curva Sforzo-Deformazione e Proprietà dei Materiali

Le prove di trazione: principi fondamentali

La prova di trazione consiste nell'applicare una forza assiale a un provino cilindrico standard fino al raggiungimento del cedimento del campione. Questo test misura la resistenza di un materiale a una forza applicata in modo statico o lento, mantenendo solitamente velocità di deformazione molto contenute.

La curva sforzo-deformazione

Il test misura la deformazione del campione tra due punti fissi all'aumentare del carico applicato, rappresentando i dati in un grafico sforzo-deformazione. In generale, questa curva presenta quattro aree distinte:

1. Deformazione elastica

In questa zona, la deformazione è distribuita uniformemente lungo tutto il campione ed è di entità ridotta; se il carico viene rimosso, il campione recupera la sua forma iniziale. Il coefficiente di proporzionalità tra sforzo e deformazione è definito modulo elastico o di Young ed è una proprietà caratteristica del materiale.

• Tutti gli acciai presentano lo stesso modulo di elasticità, sebbene la loro resistenza possa variare notevolmente.
• La tensione massima in questa regione è nota come carico di snervamento.
• Esistono due zone di deformazione elastica: una lineare e una curva, separate dal limite di snervamento.

2. Snervamento

Si tratta della deformazione improvvisa del campione senza un incremento del carico applicato. Il fenomeno si verifica quando le impurità o gli elementi di lega bloccano le dislocazioni nel reticolo cristallino, impedendo il meccanismo di scorrimento necessario per la deformazione plastica. Una volta raggiunto il limite di snervamento, le dislocazioni vengono liberate, producendo una deformazione brusca. Non tutti i materiali presentano questo fenomeno in modo evidente.

3. Deformazione plastica

Se il carico applicato viene rimosso in questa zona, il campione recupera solo parzialmente la sua forma, subendo una deformazione permanente.

4. Strizione (Pinch)

A un certo punto della prova, la deformazione si concentra nella parte centrale del provino, causando una marcata riduzione della sezione trasversale. Successivamente, le deformazioni continuano ad aumentare fino al cedimento del campione. La strizione è responsabile della diminuzione del valore nella curva sforzo-deformazione. I materiali fragili non presentano una deformazione plastica significativa, rompendosi bruscamente. Durante il test si determinano il carico di rottura e la resistenza alla trazione.