Prova di Resilienza dei Materiali
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Questions and Answers

Quale affermazione è corretta riguardo la prova di resilienza?

  • Si può eseguire senza un pendolo normato.
  • Fornisce dati utilizzabili immediatamente in progettazione.
  • Richiede un numero minimo di prove identiche per valutare la resilienza. (correct)
  • Non dipende dalla geometria del provino.

    • Cosa implica la temperatura di transizione per un materiale?

  • Influisce solo sulla resilienza dei materiali sottoposti a stress statico.
  • Deve essere misurata in un'unica prova per essere accurata.
  • È la temperatura alla quale il materiale diventa completamente fragile. (correct)
  • È fondamentale solo per materiali usati a basse temperature.

    • Come influisce la temperatura sulla resilienza dell'acciaio?

  • La resilienza diminuisce con l'aumento della temperatura.
  • Non c'è alcun effetto della temperatura sulla resilienza dell'acciaio.
  • Temperature basse migliorano sempre la resistenza all'impatto.
  • A temperature elevate, gli acciai diventano sempre più duttili. (correct)

    • Quale applicazione richiede particolarmente prove di resilienza su materiali?

    <p>Componenti destinati a operare in presenza di urti a basse temperature.</p> Signup and view all the answers

    Quale metodo è necessario per ottenere la temperatura di transizione di un materiale?

    <p>Condurre prove a temperature differenti e interpolare i dati.</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'obiettivo principale della prova di resilienza?

    <p>Stimare la resistenza all'urto di un materiale</p> Signup and view all the answers

    Cosa indica un'energia assorbita elevata durante la prova di resilienza?

    <p>Frattura duttile</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni sulla prova di resilienza è corretta?

    <p>È una prova di tipo tecnologico</p> Signup and view all the answers

    La quantità di energia assorbita durante l'urto è proporzionale a quale delle seguenti misure?

    <p>La differenza di altezza della mazza</p> Signup and view all the answers

    Perché è importante indicare la tipologia della provetta e la temperatura di prova nel certificato?

    <p>Per garantire la ripetibilità e la comparabilità delle prove</p> Signup and view all the answers

    Che relazione esiste tra l'assorbimento di energia e la tenacità di un materiale?

    <p>Maggiore è l'energia assorbita, maggiore è la tenacità</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni è falsa riguardo alla frattura duttile e fragile?

    <p>La frattura fragile è sempre preferibile in applicazioni strutturali</p> Signup and view all the answers

    Quali parametri influenzano la prova di resilienza oltre alla geometria delle provette?

    <p>Composizione chimica e temperatura di prova</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'effetto del tenore di carbonio su un acciaio?

    <p>Rende il materiale più fragile</p> Signup and view all the answers

    Quando è necessario eseguire una prova di resilienza?

    <p>Per componenti soggetti ad urti o sollecitazioni dinamiche</p> Signup and view all the answers

    Qual è la temperatura limite per l'uso di materiali con rischio di transizione?

    <p>T &gt; Ttransizione</p> Signup and view all the answers

    In un impianto criogenico, quale acciaio è raccomandato per basse temperature come -163 °C?

    <p>Acciai inox austenitici</p> Signup and view all the answers

    Cosa influenza il risultato della prova di resilienza?

    <p>La giacitura della provetta di resilienza</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'importanza della finitura del fondo intaglio in una prova di resilienza?

    <p>Influisce significativamente sul risultato delle prove</p> Signup and view all the answers

    Quali zone possono presentare criticità in termini di ridotta duttilità e tenacità del materiale?

    <p>Zona fusa e zona termicamente alterata (ZTA)</p> Signup and view all the answers

    Quale attrezzatura viene utilizzata per eseguire una prova di resilienza?

    <p>Pendolo di Charpy</p> Signup and view all the answers

    Qual è la differenza tra frattura fragile e frattura duttile in relazione all'energia assorbita?

    <p>La frattura fragile è caratterizzata da bassa energia assorbita, mentre la frattura duttile implica un'elevata energia assorbita.</p> Signup and view all the answers

    Come si determina l'energia assorbita durante la prova di resilienza?

    <p>L'energia assorbita è determinata misurando la differenza di altezza della mazza tra l'inizio e la fine della prova.</p> Signup and view all the answers

    Perché le prove di resilienza devono essere eseguite con provette di geometria definita dalle normative?

    <p>Le normative assicurano che i risultati siano comparabili e affidabili attraverso provette standardizzate.</p> Signup and view all the answers

    Quale ruolo giochi la temperatura nella prova di resilienza?

    <p>La temperatura influisce sulla tenacità dei materiali, modificando la loro capacità di assorbire energia durante l'urto.</p> Signup and view all the answers

    Che informazioni devono essere riportate nel certificato di prova di resilienza?

    <p>Devono essere indicate la tipologia della provetta, la temperatura di prova e i valori di energia assorbita, incluso il dato medio.</p> Signup and view all the answers

    Come può essere considerata la misura di resilienza in relazione alla tenacità dei materiali?

    <p>La misura di resilienza può essere considerata uno strumento per valutare la tenacità di un materiale rispetto al suo assorbimento energetico.</p> Signup and view all the answers

    Quali sono i principali fattori che influenzano i risultati della prova di resilienza?

    <p>I principali fattori includono la geometria delle provette e i parametri di prova come la temperatura e la velocità di impatto.</p> Signup and view all the answers

    Che valore ha l'energia posseduta dalla mazza durante la prova di resilienza per i materiali metallici?

    <p>L'energia posseduta dalla mazza è di circa 300 Joule.</p> Signup and view all the answers

    Cosa distingue un materiale duttile da uno fragile in termini di resilienza?

    <p>Un materiale duttile si deforma facilmente e assorbe più energia, mentre un materiale fragile si rompe senza deformarsi e assorbe poca energia.</p> Signup and view all the answers

    Quale fenomeno ha causato le rotture nelle navi della libertà durante la Seconda Guerra Mondiale?

    <p>Il fenomeno della transizione duttile-fragile ha causato rotture di tipo fragile a basse temperature.</p> Signup and view all the answers

    Come influisce la temperatura sulla frattura dei materiali metallici?

    <p>All'abbassarsi della temperatura, i materiali metallici possono passare da una frattura duttile a una fragile.</p> Signup and view all the answers

    Cosa rappresenta l'intervallo di transizione per un materiale?

    <p>L'intervallo di transizione definisce le temperature alle quali un materiale può comportarsi in modo duttile o fragile.</p> Signup and view all the answers

    Quali reticoli cristallini influenzano la resilienza di un materiale?

    <p>Il reticolo cubico a corpo centrato e il reticolo cubico a facce centrate influenzano la resilienza e la duttilità dei materiali.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la temperatura di transizione per i materiali cubici a corpo centrato?

    <p>La temperatura di transizione per i materiali cubici a corpo centrato è circa 20°C.</p> Signup and view all the answers

    Cosa accade a un materiale duttile quando la temperatura scende al di sotto della sua temperatura di transizione?

    <p>Il materiale duttile può comportarsi in modo fragile, portando a rotture improvvise.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il significativo effetto della temperatura sulla produzione di acciai per le navi della libertà?

    <p>Le ricerche hanno portato alla produzione di acciai che garantiscono elevate energie d'impatto a basse temperature.</p> Signup and view all the answers

    Perché è importante monitorare la temperatura di transizione nei materiali utilizzati in impianti criogenici?

    <p>È fondamentale per garantire che i materiali non subiscano frattura fragile a basse temperature.</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'effetto dell'aggiunta di carbonio in un acciaio rispetto alla sua duttilità?

    <p>L'aggiunta di carbonio aumenta la durezza e la resistenza a trazione, ma riduce la duttilità del materiale.</p> Signup and view all the answers

    Come influenza la direzione di prelievo il risultato della prova di resilienza?

    <p>La giacitura della provetta influisce sensibilmente sul risultato a causa dell'anisotropia della microstruttura.</p> Signup and view all the answers

    Quali componenti devono sottoporsi alla prova di resilienza?

    <p>Componenti soggetti a urti, sollecitazioni dinamiche e giunti saldati necessitano della prova di resilienza.</p> Signup and view all the answers

    Qual è uno dei fattori che può influenzare significativamente il risultato della prova di resilienza?

    <p>La finitura del fondo intaglio della provetta può avere effetti significativi sul risultato.</p> Signup and view all the answers

    Perché le saldature sono considerate zone a maggior rischio di frattura fragile?

    <p>Le saldature possono presentare criticità in termini di ridotta duttilità e tenacità dovute alla zona fusa e alla zona termicamente alterata.</p> Signup and view all the answers

    Quali sono le condizioni di temperatura per l'impiego di materiali a rischio di transizione?

    <p>È necessario utilizzarli a temperature tali da garantire rotture duttili, evitando temperature superiori a Ttransizione.</p> Signup and view all the answers

    In quale situazione si richiede specificamente la prova di resilienza?

    <p>Quando i materiali sono soggetti a basse temperature o hanno sezioni trasversali importanti.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la differenza principale tra frattura duttile e fragile in una sezione trasversale?

    <p>Nella frattura mista, la frattura fragile è posizionata al centro, mentre quella duttile si trova sul perimetro.</p> Signup and view all the answers

    Cosa rappresenta la temperatura FATT (Fracture Appearance Transition Temperature)?

    <p>La temperatura FATT corrisponde alla condizione in cui il 50% della frattura appare fragile.</p> Signup and view all the answers

    Quando è fondamentale conoscere la temperatura di transizione per i materiali?

    <p>È importante per impianti che operano a bassa temperatura, come strutture off-shore nei mari freddi.</p> Signup and view all the answers

    Qual era la temperatura di transizione duttile-fragile dell'acciaio del Titanic?

    <p>La temperatura di transizione era di 32°C.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il ruolo dello stato di sforzo triassiale nella frattura fragile?

    <p>Tende a ridurre la componente di taglio, la quale è responsabile della deformazione plastica.</p> Signup and view all the answers

    Cosa indica una temperatura DDT (Ductility Transition Temperature)?

    <p>La temperatura DDT corrisponde a un valore arbitrario di energia, spesso 27 J per acciai da costruzione.</p> Signup and view all the answers

    Perché la temperatura di transizione non è definibile con precisione?

    <p>Perché si applica una convenzione basata sull'energia media della curva di transizione.</p> Signup and view all the answers

    Quale condizione di temperatura e utilizzo non era sicura per l'acciaio del Titanic?

    <p>La condizione non sicura era quando l'utilizzo si verificava a temperature inferiori a quella di transizione.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il ruolo della prova di resilienza per materiali che devono operare in condizioni di alta sollecitazione?

    <p>La prova di resilienza valuta la tenacità all'impatto dei materiali, importante per prevedere il loro comportamento sotto urti.</p> Signup and view all the answers

    Perché è consigliato eseguire più prove con provette identiche per ottenere dati affidabili sulla resilienza?

    <p>Eseguire più prove consente di ottenere una media dei risultati, aumentando l'affidabilità dei dati di resilienza.</p> Signup and view all the answers

    Come influisce la geometria del provino sui risultati della prova di resilienza?

    <p>La geometria del provino influenza direttamente l'assorbimento di energia e la distribuzione delle tensioni durante la prova.</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'importanza della temperatura di transizione nella scelta dei materiali per basse temperature?

    <p>La temperatura di transizione è cruciale per garantire che il materiale mantenga sufficiente tenacità a basse temperature.</p> Signup and view all the answers

    Quali vantaggi offre la prova di resilienza rispetto ad altri metodi di valutazione dei materiali?

    <p>La prova di resilienza offre una valutazione rapida e a costi contenuti del comportamento degli oggetti in caso di impatti.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Prova di Resilienza

    • La prova di resilienza è una prova tecnologica che misura la resistenza all'urto di un materiale.
    • La prova viene eseguita con un pendolo normato e la resilienza è influenzata dalla geometria del provino.
    • La resilienza è un dato utile per valutare la resistenza all'urto di componenti che operano a basse temperature o con grandi sezioni trasversali.
    • La temperatura di transizione è la temperatura alla quale la resistenza all'urto del materiale diminuisce drasticamente.
    • La prova di resilienza è fondamentale per la scelta del materiale per applicazioni a basse temperature.
    • Per ottenere un dato di resilienza ad una certa temperatura, occorrono almeno 3 prove con provette identiche.
    • La temperatura di transizione è ottenuta interpolando i dati sperimentali da almeno 3 prove a temperature diverse.

    Obiettivo e Tecniche

    • La prova di resilienza ha l'obiettivo di valutare la resistenza all'urto (energia assorbita durante l'urto) di un provino di forma definita dalle norme.
    • L'energia assorbita dalla mazza è di circa 300 J per materiali metallici.
    • La distanza tra i supporti del provino è di 40 mm.
    • L'energia assorbita è proporzionale alla massa della mazza e alla differenza di altezza tra l'inizio e la fine della prova.

    Tipi di Frattura

    • Le fratture fragili sono caratterizzate da una bassa energia assorbita.
    • Le fratture duttili sono caratterizzate da un'elevata energia assorbita.

    Geometria delle Provette

    • Le prove di resilienza devono essere eseguite con provette di geometria definita dalle normative per ottenere risultati confrontabili.
    • Le provette Charpy KV e KCU sono le più utilizzate.

    Classificazione dei Materiali

    • La prova di resilienza consente di classificare i materiali in base alla quantità di energia assorbita durante l'urto.
    • Maggiore è l'energia assorbita, più tenace è il materiale.
    • La resilienza può essere utilizzata come strumento per valutare approssimativamente la tenacità di un materiale.

    Temperatura di Transizione

    • Per i materiali che hanno un punto di transizione, è importante utilizzarli a temperature superiori a questa temperatura.
    • Le basse temperature possono causare fratture fragili in alcuni metalli.

    Applicazioni della Prova di Resilienza

    • La prova di resilienza è importante per la scelta dei materiali per componenti soggetti ad urti, sollecitazioni dinamiche o che lavorano a basse temperature.
    • È anche importante per la valutazione della resistenza di giunti saldati.
    • Le zone di saldatura possono essere più fragili del materiale base.
    • Le specifiche tecniche richiedono spesso prove di resilienza oltre che di trazione per le saldature.

    Acciai: Effetto del Tenore di Carbonio

    • L'aggiunta di carbonio agli acciai aumenta la durezza e la resistenza a trazione.
    • Tuttavia, aumenta anche la fragilità del materiale.

    Effetto della Direzione di Prelievo

    • Per i prodotti anisotropici, la giacitura della provetta di resilienza influenza il risultato della prova.

    Esecuzione della Prova

    • La prova di resilienza viene eseguita con un pendolo di Charpy.
    • Si utilizzano almeno 3 provette con la stessa geometria.
    • Se non è richiesta la determinazione della temperatura di transizione, le prove vengono effettuate a temperatura fissa.
    • La finitura del fondo intaglio del provino può influenzare il risultato della prova.

    Prova di Resilienza

    • La composizione chimica da sola non è sufficiente per stabilire se un materiale si romperà in modo fragile o duttile.
    • La prova di resilienza valuta la resistenza all'urto di una provetta di forma definita dalle norme.
    • Per materiali metallici, l'energia posseduta dalla mazza è circa 300J.
    • La distanza tra i supporti è di 40 mm.
    • L'energia assorbita è calcolata come mg × Δh (espressa in J).
    • L'energia assorbita durante la prova è determinata dalla differenza di altezza della mazza tra l'inizio e la fine della prova.

    Frattura Fragile e Duttile

    • Una frattura fragile indica una bassa energia assorbita.
    • Una frattura duttile indica un'elevata energia assorbita.

    Geometria delle Provette

    • Esistono diverse geometrie di provette standardizzate per la prova di resilienza, come le provette Charpy KV e KCU.
    • Per ottenere risultati confrontabili, le prove devono essere eseguite con provette di geometria specifica.
    • I certificati di prova devono indicare la tipologia della provetta, la temperatura di prova e le misure di energia ottenute.

    Resilienza e Tenacità

    • La prova di resilienza consente di classificare i materiali in base alla loro tenacità.
    • Un materiale con un valore elevato di resilienza si deforma molto.
    • Un materiale a bassa resilienza è fragile e assorbe poca energia durante la propagazione della rottura.

    Transizione Duttile-Fragile

    • Durante la Seconda Guerra Mondiale, la costruzione di navi da trasporto con giunti saldati anziché rivettati portò a rotture fragili in alcune navi, anche se il materiale era duttile a temperatura ambiente.
    • Questo fenomeno, chiamato transizione duttile-fragile, è influenzato dalla temperatura.
    • Si deve quindi definire la temperatura minima alla quale un acciaio può essere utilizzato mantenendo un comportamento duttile.

    Curva di Transizione

    • La temperatura minima alla quale un acciaio mantiene un comportamento duttile è definita come Tmin.
    • Si può individuare un intervallo di temperatura, chiamato intervallo di transizione, in cui il materiale passa da una frattura duttile a una fragile.
    • La temperatura di transizione è un parametro importante per valutare la sicurezza dei materiali a basse temperature.

    Fattori Influenzanti la Transizione Duttile-Fragile

    • Il tipo di reticolo cristallino influenza la resilienza e la duttilità.
    • Gli acciai con reticolo cubico a corpo centrato (ccc) sono più sensibili alla transizione duttile-fragile rispetto a quelli con reticolo cubico a facce centrate (cfc).
    • Lo stato di sforzo triassiale favorisce la frattura fragile.
    • La finitura del fondo intaglio può influenzare il risultato della prova di resilienza.

    Temperatura di Transizione

    • Per individuare la temperatura di transizione, si utilizzano diverse convenzioni:
      • Temperatura Tr: valore medio di energia tra il livello massimo e minimo della curva di transizione.
      • Temperatura FATT (Fracture Appearance Transition Temperature): condizione in cui la frattura è per il 50% fragile.
      • Temperatura DDT (Ductility Transition Temperature): valore arbitrario di energia (es. 27 J per acciai da costruzione).

    Importanza della Temperatura di Transizione

    • Le strutture off-shore nei mari freddi e gli impianti per lo stoccaggio o il trasporto di gas liquefatti operano a basse temperature.
    • La temperatura di transizione è un parametro chiave per la progettazione di componenti che operano a basse temperature.
    • Il Titanic, costruito con acciaio con una temperatura di transizione di 32°C, affondò in acque a -2°C, rendendo la sua struttura fragile e suscettibile al danneggiamento.

    Impiego del Materiale

    • I materiali con transizione duttile-fragile devono essere utilizzati a temperature tali da avere sempre rotture duttili.
    • Gli impianti criogenici, come le tubazioni per il trasporto di gas liquido, richiedono l'utilizzo di acciai inox austenitici (CFC) a causa delle basse temperature.

    Quando è Necessaria la Prova di Resilienza

    • La prova di resilienza è necessaria per componenti soggetti ad urti o a sollecitazioni dinamiche, impieghi a basse temperature, pezzi con sezione trasversale importante e giunti saldati.
    • Le zone fuse e le zone termicamente alterate (ZTA) delle saldature possono presentare criticità in termini di ridotta duttilità e tenacità.

    Effetto del Carbonio e della Direzione di Prelievo

    • Un tenore elevato di carbonio in un acciaio aumenta la durezza e la resistenza a trazione, ma lo rende più fragile.
    • La giacitura della provetta di resilienza, in particolare per prodotti anisotropi, influenza sensibilmente il risultato della prova di resilienza.

    Esecuzione della Prova di Resilienza

    • La prova di resilienza viene eseguita con un pendolo di Charpy.
    • Si utilizzano almeno 3 provette di uguale geometria.
    • Se non è richiesta la transizione, le prove vengono effettuate a temperatura fissata.

    Vantaggi e Svantaggi della Prova di Resilienza

    • La prova di resilienza offre un modo rapido ed economico per confrontare il comportamento di diversi materiali in termini di resistenza agli urti.
    • I risultati non sono direttamente utilizzabili nella progettazione, ma possono essere utili per il confronto tra lotti produttivi.
    • La prova di resilienza è una prova tecnologica che dipende dalla geometria del provino.
    • La resilienza è un dato utile per componenti che operano in presenza di urti, a basse temperature o con grande sezione trasversale.
    • La temperatura di transizione è fondamentale per la scelta dei materiali che garantiscono sufficiente tenacità a basse temperature.
    • Per ottenere la temperatura di transizione, è necessario eseguire prove a temperature differenti e interpolare i dati sperimentali.

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