Caratteristiche meccaniche

Tutto va bene…

se il provino e il provino di resilienza si rompono al momento giusto con un apporto di energia adeguato. Questo perché i materiali in ghisa sono sempre standardizzati in base ai loro valori caratteristici meccanici. Nel caso della ghisa grigia relativamente fragile, la resistenza alla trazione (con uno spessore della parete definito) è l’unico requisito normativo oltre alla struttura lamellare. Nel caso della ghisa sferoidale e dell’ADI come ghisa duttile, oltre alla grafite globulare (GGG) è indispensabile l’allungamento; e in aggiunta, per alcuni tipi, l’energia di incastro.

I materiali SiMo e Ni-Resist, resistenti alle alte temperature e in parte anche agli agenti chimici, devono essere considerati in modo leggermente diverso. La loro composizione chimica viene selezionata in modo mirato per l’applicazione specifica. Per ogni lega definita, la norma specifica i valori caratteristici meccanici, ma per decidere se utilizzare ad esempio D2 o D5 è determinante la resistenza alla temperatura (e ai cambiamenti di temperatura) dei due materiali, non la resistenza alla trazione, l’allungamento o la resilienza. Per determinare i valori caratteristici meccanici dei materiali sopra menzionati esistono prove di prova standardizzate, le più importanti delle quali sono descritte brevemente di seguito.

Tre metodi di prova standardizzati secondo la norma DIN EN ISO

La prova di trazione

DIN EN ISO 6892-1

La prova di trazione (DIN EN ISO 6892-1) è la procedura di prova meccanica più importante. A temperatura costante (di solito temperatura ambiente) vengono determinati i valori caratteristici sotto carico monoassiale. A tal fine, una barra di prova liscia e non intagliata viene fissata in una macchina per prove di trazione e allungata nella direzione dell’asse della barra a una velocità di deformazione costante e bassa fino alla rottura. La macchina di prova a trazione rileva in modo continuo la relazione tra la forza di trazione F e l’allungamento ΔL del provino. Normalizzando la forza di trazione alla sezione trasversale del provino e l’allungamento alla lunghezza del provino, si ottiene il diagramma tensione-deformazione per il materiale corrispondente e quindi il limite di snervamento, la resistenza alla trazione e l’allungamento a rottura. La prova di trazione è una delle prove distruttive quasi statiche.

La prova di resilienza

DIN EN ISO 148

Sebbene siano trascorsi 100 anni dall’introduzione della prova Charpy, la determinazione della resistenza al colpo con intaglio secondo Charpy rimane uno dei metodi più diffusi nella pratica industriale. La prova di resilienza Charpy è standardizzata secondo la norma DIN EN ISO 148 e serve a valutare il comportamento di tenacità dei materiali metallici sottoposti a sollecitazioni d’urto utilizzando provini intagliati di dimensioni definite in un pendolo. Il lavoro di rottura necessario per la distruzione dei provini viene determinato con il pendolo. La forza motrice è la forza di gravità. Il principio di misura di un pendolo si basa sulla determinazione della differenza tra l’angolo di caduta e l’angolo di salita, che è determinata dalla perdita di energia del martello a pendolo dovuta al lavoro di rottura sul provino.

Prova di durezza secondo Brinell

DIN EN ISO 6506

Oltre a queste due prove principali, per alcuni tipi di ghisa grigia si aggiunge la determinazione di determinati valori di durezza (in funzione dello spessore della parete), che di norma vengono misurati nella prova di durezza secondo Brinell, che definisce la durezza come la resistenza meccanica che un corpo oppone alla penetrazione di un altro corpo (cfr. DIN EN ISO 6506). Nella prova Brinell, una sfera di metallo duro viene premuta con una forza di prova F prestabilita sulla superficie del pezzo da testare. Le sfere utilizzate hanno un diametro di 10 mm, 5 mm, 2,5 mm e 1 mm. Proprio nel caso della ghisa, a causa della struttura disomogenea, è necessario utilizzare sfere con il diametro più grande possibile.