Le proprietà dei materiali metallici si dividono generalmente in due categorie: prestazioni di processo e prestazioni di utilizzo. Le cosiddette prestazioni di processo si riferiscono alle prestazioni dei materiali metallici in specifiche condizioni di lavorazione a caldo e a freddo durante il processo di fabbricazione di componenti meccanici. La qualità delle prestazioni di processo dei materiali metallici ne determina l'adattabilità alla lavorazione e alla formatura durante il processo produttivo. A causa delle diverse condizioni di lavorazione, anche le proprietà di processo richieste sono diverse, come ad esempio le prestazioni di fusione, saldabilità, forgiabilità, prestazioni di trattamento termico, lavorabilità per taglio, ecc. Le cosiddette prestazioni si riferiscono alle prestazioni dei materiali metallici nelle condizioni di utilizzo dei componenti meccanici e comprendono proprietà meccaniche, fisiche, chimiche, ecc. Le prestazioni dei materiali metallici ne determinano il campo di applicazione e la durata.
Nell'industria della produzione di macchinari, i componenti meccanici in genere vengono utilizzati a temperatura e pressione normali e in ambienti non fortemente corrosivi. Durante l'utilizzo, ogni componente meccanico è soggetto a carichi diversi. La capacità dei materiali metallici di resistere ai danni sotto carico è detta proprietà meccaniche. Le proprietà meccaniche dei materiali metallici costituiscono la base principale per la progettazione e la selezione dei materiali dei componenti. A seconda della natura del carico applicato (come trazione, compressione, torsione, impatto, carico ciclico, ecc.), anche le proprietà meccaniche richieste ai materiali metallici saranno diverse. Le proprietà meccaniche comunemente utilizzate includono: resistenza, plasticità, durezza, tenacità, resistenza agli urti multipli e limite di fatica. Ciascuna proprietà meccanica viene discussa separatamente di seguito.
1. Forza
La resistenza si riferisce alla capacità di un materiale metallico di resistere ai danni (eccessiva deformazione plastica o frattura) sotto carico statico. Poiché il carico agisce sotto forma di trazione, compressione, flessione, taglio, ecc., la resistenza si suddivide anche in resistenza a trazione, resistenza a compressione, resistenza a flessione, resistenza a taglio, ecc. Esiste spesso una certa relazione tra le varie resistenze. Nell'uso comune, la resistenza a trazione è generalmente considerata l'indice di resistenza più elementare.
2. Plasticità
La plasticità si riferisce alla capacità di un materiale metallico di subire una deformazione plastica (deformazione permanente) senza rompersi sotto carico.
3. Durezza
La durezza è una misura di quanto un materiale metallico sia duro o morbido. Attualmente, il metodo più comunemente utilizzato per misurare la durezza in ambito produttivo è il metodo di indentazione, che prevede l'utilizzo di un penetratore di una determinata forma geometrica che viene premuto sulla superficie del materiale metallico in esame sotto un certo carico, e il valore di durezza viene misurato in base al grado di indentazione.
I metodi comunemente utilizzati includono la durezza Brinell (HB), la durezza Rockwell (HRA, HRB, HRC) e la durezza Vickers (HV).
4. Affaticamento
La resistenza, la plasticità e la durezza, di cui abbiamo parlato in precedenza, sono tutti indicatori delle prestazioni meccaniche del metallo sotto carico statico. In realtà, molti componenti delle macchine sono sottoposti a carico ciclico e, in tali condizioni, si verifica la fatica nei componenti stessi.
5. Resistenza agli urti
Il carico che agisce su una parte della macchina ad altissima velocità è chiamato carico d'urto, e la capacità del metallo di resistere ai danni sotto carico d'urto è chiamata tenacità all'urto.
Data di pubblicazione: 6 aprile 2024
