Prove di Creep e Temperatura di Fusione
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Prove di Creep e Temperatura di Fusione

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Questions and Answers

Qual è l'effetto principale della temperatura sulla durata di un materiale in condizione di creep?

  • Riduce il tempo di rottura (correct)
  • Migliora la durezza del materiale
  • Aumenta la resistenza alla trazione
  • Aumenta la velocità di deformazione (correct)

    • Quali meccanismi contribuiscono al danneggiamento da creep in un materiale?

  • Rafforzamento da intrusione
  • Migrazione di grano (correct)
  • Innesco di frattura (correct)
  • Sgretolamento a caldo

    • Cosa determina il parametro C nella relazione per il tempo di rottura tr dei materiali?

  • Il tipo di sollecitazione applicata
  • La composizione della lega (correct)
  • La temperatura costante
  • Il carico massimo applicato

    • In un processo di ricristallizzazione, quali sono gli effetti del lavoro a freddo sui grani?

    <p>Rafforzamento della struttura del materiale</p> Signup and view all the answers

    Qual è la temperatura di fusione dello stagno?

    <p>232°C</p> Signup and view all the answers

    Qual è il criterio per la scelta di un materiale in base alla temperatura di utilizzo?

    <p>Capacità di resistere al creep</p> Signup and view all the answers

    Quale materiale generalmente presenta una temperatura di fusione compresa tra 1400°C e 1500°C?

    <p>Acciaio</p> Signup and view all the answers

    Quale metodo viene utilizzato per monitorare l'allungamento durante il creep?

    <p>LVDT</p> Signup and view all the answers

    Qual è la forma tipica di un provino per una prova di creep?

    <p>Cilindrica</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo alla calibrazione delle termocoppie nella prova di creep?

    <p>Deve essere vincolata secondo le normative.</p> Signup and view all the answers

    Quale affermazione descrive meglio il comportamento del creep nei metalli?

    <p>Comporta un allungamento continuo sotto carico costante.</p> Signup and view all the answers

    Quale fattore non è generalmente controllato durante le prove di creep?

    <p>Velocità di deformazione</p> Signup and view all the answers

    Cosa deve essere modificato tra una prova di creep e l'altra?

    <p>Il carico e la temperatura</p> Signup and view all the answers

    Qual è il fattore che influisce sulla velocità di ricristallizzazione?

    <p>La percentuale di lavorazione a freddo iniziale</p> Signup and view all the answers

    Cosa si intende per deformazione critica in relazione alla ricristallizzazione?

    <p>La deformazione minima necessaria per la ricristallizzazione</p> Signup and view all the answers

    Quale fenomeno si verifica dopo la ricristallizzazione se il metallo viene mantenuto a temperatura elevata?

    <p>Crescita del grano</p> Signup and view all the answers

    Quale formula rappresenta la legge di crescita del grano?

    <p>$d_n - d_{n0} = K * t$</p> Signup and view all the answers

    Qual è il fenomeno noto come creep?

    <p>Deformazione progressiva nel tempo a sforzo costante</p> Signup and view all the answers

    Qual è la condizione necessaria affinché il creep si verifichi nei metalli?

    <p>Temperatura superiore al 30-50% della temperatura di fusione</p> Signup and view all the answers

    Quanto può influenzare la temperatura di fusione per il rischio di creep in un metallo?

    <p>È fondamentale per valutare il rischio di creep</p> Signup and view all the answers

    Cosa determina la crescita del grano nei metalli dopo la ricristallizzazione?

    <p>La migrazione dei bordi di grano</p> Signup and view all the answers

    Cosa accade agli atomi di Cu e Ni durante il processo di diffusione ad alta temperatura?

    <p>Gli atomi di Cu e Ni si muovono all'interno della lega, attivando fenomeni di trasferimento di massa.</p> Signup and view all the answers

    Quali sono i principali fenomeni che avvengono a temperature comprese tra 0.4 e 0.5 Tf?

    <p>Si verificano il recovery e la ricristallizzazione, che portano a una rigenerazione della struttura del materiale.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la differenza principale tra recovery e ricristallizzazione?

    <p>Il recovery riconfigura e riduce il numero di dislocazioni, mentre la ricristallizzazione rigenera una struttura senza difetti.</p> Signup and view all the answers

    In che modo il trattamento termico influisce sui materiali deformati plasticamente?

    <p>Il trattamento termico, o ricottura, può riportare il materiale alle condizioni iniziali, migliorando la sua deformabilità.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il ruolo della temperatura nel processo di recovery?

    <p>Il recovery avviene già a basse temperature, permettendo un modesto recupero della deformabilità delle dislocazioni bloccate.</p> Signup and view all the answers

    Che impatto ha la diffusione degli atomi sulla stabilità delle leghe Cu-Ni?

    <p>La diffusione degli atomi stabilizza la lega e migliora le sue proprietà fisiche e meccaniche.</p> Signup and view all the answers

    Come influenza l'incrudimento la mobilità delle dislocazioni?

    <p>L'incrudimento blocca le dislocazioni, rendendo più difficile il loro movimento nel materiale.</p> Signup and view all the answers

    Quali meccanismi agiscono nel recovery per restituire mobilità alle dislocazioni?

    <p>Esistono meccanismi che consentono il superamento degli ostacoli bloccanti, migliorando la mobilità delle dislocazioni.</p> Signup and view all the answers

    Cos'è lo slittamento deviato delle dislocazioni a vite?

    <p>È un fenomeno in cui le dislocazioni a vite cambiano piano di scorrimento attraverso il materiale.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il ruolo del recupero nel processo di ricristallizzazione?

    <p>Il recupero prepara il materiale per la ricristallizzazione rimuovendo i difetti e le dislocazioni senza cambiare significativamente la forma.</p> Signup and view all the answers

    Come influisce la temperatura di ricristallizzazione sulla durata del processo?

    <p>Una temperatura più alta riduce il tempo necessario per completare la ricristallizzazione.</p> Signup and view all the answers

    Che effetto ha la durata della ricottura sulla crescita del grano?

    <p>Maggiore è la durata della ricottura, maggiore sarà la crescita del grano nel materiale.</p> Signup and view all the answers

    Perché la densità di dislocazioni è importante nella ricristallizzazione?

    <p>Una bassa densità di dislocazioni indica un materiale più puro e con meno difetti, favorendo una migliore ricristallizzazione.</p> Signup and view all the answers

    Quale rapporto esiste tra temperatura e duttilità nel processo di ricristallizzazione?

    <p>Un aumento della temperatura di ricottura tende ad aumentare la duttilità del materiale.</p> Signup and view all the answers

    Che cosa determina la temperatura di ricristallizzazione?

    <p>La temperatura di ricristallizzazione è definita come quella temperatura alla quale il tempo necessario per completare il processo è di un'ora.</p> Signup and view all the answers

    Quali sono i principali fattori che influenzano la ricristallizzazione?

    <p>I principali fattori sono la temperatura e il tempo di mantenimento durante il processo di ricristallizzazione.</p> Signup and view all the answers

    Quale attrezzatura è utilizzata per monitorare l'allungamento durante le prove di creep?

    <p>Si utilizzano sistemi LVDT (Linear Variable Differential Transformer) per monitorare l'allungamento.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la forma tipica di un provino utilizzato per le prove di creep?

    <p>Il provino ha generalmente una forma cilindrica.</p> Signup and view all the answers

    Quali variabili devono essere modificate tra una prova di creep e l'altra?

    <p>È necessario variare il carico e la temperatura.</p> Signup and view all the answers

    Cosa vincolano le normative sulle prove di creep riguardo alle misurazioni?

    <p>Vincolano la misura della temperatura e la calibrazione delle termocoppie.</p> Signup and view all the answers

    Quale metodo di misurazione può essere ricorso quando le temperature sono basse durante le prove di creep?

    <p>L'estensimetro può essere applicato direttamente al provino.</p> Signup and view all the answers

    Qual è un vantaggio dell'utilizzo di misure ottiche nelle prove di creep?

    <p>Le misure ottiche possono essere utilizzate quando l'applicazione meccanica non è possibile.</p> Signup and view all the answers

    Quali sono le condizioni di carico e temperatura durante una prova di creep?

    <p>Il carico e la temperatura devono rimanere costanti durante tutta la durata della prova.</p> Signup and view all the answers

    Perché è importante avere un collarino o incisione sul provino durante la prova di creep?

    <p>Serve per il fissaggio meccanico del sistema di misura dell'allungamento.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la relazione tra la percentuale di lavorazione a freddo e la velocità di ricristallizzazione?

    <p>Una maggiore percentuale di lavorazione a freddo aumenta la velocità di ricristallizzazione.</p> Signup and view all the answers

    Cosa accade ai grani di un metallo una volta completata la ricristallizzazione?

    <p>Se il metallo è mantenuto a temperatura elevata, i grani iniziano a crescere.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il valore limite della temperatura, in percentuale, per il fenomeno del creep nei metalli?

    <p>Il creep si verifica quando la temperatura supera il 30-50% della temperatura di fusione.</p> Signup and view all the answers

    Come si determina la deformazione critica in rapporto alla ricristallizzazione?

    <p>La deformazione critica è la deformazione minima necessaria affinché avvenga la ricristallizzazione.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la legge che descrive la crescita del grano in un metallo dopo la ricristallizzazione?

    <p>La legge è descritta dalla formula $d_n - d_{n0} = K \cdot t$.</p> Signup and view all the answers

    Quale ruolo gioca la temperatura di fusione nella valutazione del rischio di creep?

    <p>La temperatura di fusione è un fattore cruciale poiché definisce il regime in cui il creep può verificarsi.</p> Signup and view all the answers

    Quali sono le condizioni necessarie affinché il creep si verifichi nei metalli?

    <p>Il metallo deve essere sottoposto a sforzi costanti e mantenuto sopra il limite di temperatura.</p> Signup and view all the answers

    Cosa si intende per crescita del grano e quale è il suo impatto sulle proprietà dei metalli?

    <p>La crescita del grano è l'espansione dei grani di un metallo a temperature elevate e può ridurre la resistenza del materiale.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la relazione tra il livello di sollecitazione applicata e la deformazione iniziale delle provette?

    <p>La deformazione iniziale delle provette cresce in funzione del livello di sollecitazione applicata.</p> Signup and view all the answers

    Cosa rappresenta la 'master curve' P(σr) nel contesto dei materiali da costruzione?

    <p>La 'master curve' P(σr) rappresenta la relazione tra la sollecitazione e il tempo per arrivare a rottura del materiale.</p> Signup and view all the answers

    Quali sono i meccanismi principali di danneggiamento da creep?

    <p>I meccanismi principali includono micro-danneggiamenti a bordo grano e zone di innesco frattura.</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'importanza della costante C nella previsione del tempo di rottura tr?

    <p>La costante C dipende dalla lega e determina la durata del materiale in condizioni di stress e temperatura.</p> Signup and view all the answers

    In che modo la temperatura influisce sulla scelta di un materiale per impieghi in temperatura?

    <p>La temperatura influisce sulla resistenza del materiale e sulla sua capacità di sostenere sollecitazioni nel tempo.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Temperatura di fusione e ricristallizzazione

    • La temperatura di fusione dello stagno è 232°C.
    • La temperatura di fusione dell'acciaio varia tra 1400°C - 1500°C.

    Creep o scorrimento viscoso a caldo

    • Il creep è un fenomeno che si verifica nei metalli quando la temperatura supera il 30-50% della temperatura assoluta di fusione.
    • In queste condizioni, i metalli sottoposti a stress costanti possono deformarsi progressivamente nel tempo, portando alla possibilità di rottura.
    • La deformazione iniziale delle provette durante la prova di creep varia in base al livello di stress applicato.

    Attrezzatura di prova

    • La prova di creep richiede un monitoraggio continuo dell'allungamento del provino.
    • Il provino è generalmente cilindrico, con un'incisione o un collarino per l'attacco del sistema di misura dell'allungamento.
    • La misura dell'allungamento viene effettuata con sistemi LVDT esterni al forno, collegati al campione.
    • Per temperature basse, l'estensimetro può essere applicato direttamente al provino.
    • In alcuni casi, si possono utilizzare tecniche di misura ottiche.

    Curva di scorrimento

    • Le normative sulla prova di creep regolano la misura della temperatura, la calibrazione delle termocoppie, la geometria del campione e la presentazione dei risultati.
    • La velocità di ricristallizzazione è influenzata dalla percentuale di lavorazione a freddo iniziale.
    • La deformazione critica è la deformazione minima necessaria per la ricristallizzazione.

    Crescita del grano

    • Dopo la ricristallizzazione, il grano continua a crescere se il metallo viene mantenuto ad alta temperatura.
    • La crescita del grano avviene tramite la migrazione dei bordi di grano, secondo la legge di crescita: dn − dn0 = K  t.

    Meccanismi di danneggiamento da creep

    • La rottura per creep è causata da micro-danneggiamenti a bordo grano.

    Come scegliere un materiale per impieghi in temperatura

    • È importante considerare la temperatura di fusione del metallo per valutare il rischio di creep.

    Scorrimento viscoso e prova di creep

    • Ad elevate temperature, i metalli sottoposti a sforzi costanti si deformano in modo progressivo nel tempo, anche se lo sforzo applicato è inferiore al limite elastico, con la possibilità di rottura.
    • Il creep è un fenomeno presente in tutti i metalli, purché la temperatura supera un valore limite identificabile tra circa 30 e 50% della temperatura assoluta di fusione (TM).
    • Per valutare il rischio di creep è fondamentale considerare la temperatura di fusione del metallo.
    • È possibile far riferimento a diversi tipi di leghe per impieghi a temperatura diversa.
    • La prova di creep si esegue applicando al campione un carico e una temperatura costanti durante tutta la durata della prova.
    • La prova prevede il monitoraggio continuo dell’allungamento.

    Attrezzatura di prova

    • L'attrezzatura per le prove di creep deve permettere di variare il carico e la temperatura che agisce sulla provetta posta all'interno di un forno.
    • Il provino ha in genere una forma cilindrica con un'incisione o un collarino per il fissaggio del sistema di misura dell'allungamento.
    • La misura dell'allungamento viene effettuata con sistemi LVDT (Linear Variable Differential Transformer) esterni al forno, collegati meccanicamente al campione.
    • Se le temperature sono basse, l'estensimetro può essere applicato direttamente al provino.
    • In alcuni casi si può ricorrere a misure ottiche.

    Curva di scorrimento

    • Le prove di creep prevedono la misura della temperatura, la calibrazione delle termocoppie, la geometria del campione e la presentazione dei risultati.
    • La curva di scorrimento è ottenuta applicando carico e temperatura costanti ed è caratterizzata da tre fasi:
      • Fase 1: deformazione iniziale elastica e lineare
      • Fase 2: deformazione crescente ma con velocità di scorrimento costante
      • Fase 3: deformazione crescente con velocità di scorrimento crescente, che porta a rottura.
    • La deformazione iniziale ε0 delle provette cresce in funzione del livello di sollecitazione applicata.
    • La deformazione iniziale ε0 delle provette è molto simile se la sollecitazione applicata non varia.

    Meccanismi di danneggiamento da creep

    • I meccanismi che portano a rottura per creep sono:
      • Slittamento dei grani: movimento dei grani dovuto alla diffusione degli atomi ai bordi di grano, con formazione di cavità.
      • Formazione di vuoti: formazione di vuoti ai bordi di grano dovuta allo stress concentrato in questi punti.
      • Crescita dei vuoti: crescita dei vuoti per coalescenza, che porta alla propagazione di microfratture.

    Previsioni di durata

    • La durata di vita a creep è definita come il tempo necessario per raggiungere una certa deformazione in un dato intervallo di temperatura.
    • La previsione della durata di vita a creep si basa su relazioni sperimentali che correlano sollecitazione, temperatura e tempo di rottura.

    Come scegliere un materiale per impieghi in temperatura

    • In base alle esigenze specifiche è possibile scegliere il materiale in base al suo comportamento a creep.
    • I fattori da considerare sono:
      • Temperatura di esercizio: più alta è la temperatura, maggiore è il rischio di creep.
      • Sollecitazione applicata: maggiore è la sollecitazione, minore è il tempo di vita a creep.
      • Resistenza alla creep: la resistenza alla creep è una proprietà che misura la resistenza del materiale alla deformazione a creep.
    • Per la scelta del materiale è importante considerare anche il costo e la disponibilità del materiale.

    Ricristallizzazione

    • La ricristallizzazione è un processo di rigenerazione di una struttura cristallina priva di difetti che avviene a alta temperatura.
    • Si attua mediante la nucleazione e crescita di nuovi grani cristallini equiassici, contenenti meno difetti (i.e., bassa densità di dislocazioni).
    • La temperatura di ricristallizzazione è definita come quella per cui il tempo necessario a completare la ricristallizzazione è pari ad un’ora.
    • La velocità di ricristallizzazione è influenzata dalla percentuale di lavorazione a freddo iniziale (LF%).

    Crescita del grano

    • Dopo la ricristallizzazione, se il metallo continua ad essere mantenuto a temperatura elevata, si assiste alla crescita del grano.
    • La crescita del grano è dovuta alla migrazione dei bordi di grano.

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    Questa quiz esplora i concetti di temperatura di fusione e il fenomeno del creep nei metalli. Scoprirai le temperature di fusione di materiali come stagno e acciaio, insieme ai dettagli sulla prova di creep. Metodi di monitoraggio e attrezzatura utilizzata per misurare l'allungamento del provino vengono anche discussi.

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