PROVE di trazione a caldo
TEC EUROLAB
Prova di trazione a temperatura elevata su materiali metallici
Nel campo dei materiali metallici, viene considerata una prova di trazione a temperatura elevata ogni prova di trazione eseguita a temperatura superiore ai 35°C. Gli standard internazionali di riferimento per l’esecuzione di questa prova sono le normative ISO 6892-2 e ASTM E21.
![trazione a caldo](https://www.tec-eurolab.com/wp-content/uploads/2024/03/trazione-a-caldo.png)
L’influenza della velocità sulle proprietà meccaniche, che vengono determinate mediante la prova di trazione, è generalmente maggiore a temperature elevate che a temperatura ambiente. Per questo motivo entrambi gli standard prevedono l’esecuzione del test in controllo di deformazione.
Entrambi gli standard di riferimento citati prevedono 2 tipologie di controllo della velocità di deformazione di tipo differente:
AD ANELLO CHIUSO (metodo A(1) ISO 6892-1, metodo B ASTM E8)
Sulla base della lettura dell’estensimetro (Le), la macchina regola continuamente lo spostamento della traversa per mantenere costante la velocità di deformazione imposta.
![deformazione ad anello chiuso](https://www.tec-eurolab.com/wp-content/uploads/2024/03/deformazione-ad-anello-chiuso.png)
AD ANELLO APERTO (metodo A(2) ISO 6892-1, metodo C ASTM E8)
Definita anche come “velocità di deformazione stimata”, viene impostata una velocità media di deformazione sulla base della lunghezza del tratto calibrato del provino (Lc) e il controllo viene fatto mediante lo spostamento della traversa mobile della macchina di prova.
![deformazione ad anello aperto](https://www.tec-eurolab.com/wp-content/uploads/2024/03/deformazione-ad-anello-aperto.png)
Così come la velocità di deformazione anche la temperatura di prova influenza le caratteristiche meccaniche del materiale. Per questo motivo entrambi gli standard prevedono severe tolleranze sulla temperatura impostata e la distribuzione lungo il tratto calibrato del provino.
UNI EN ISO 6892-2
![temperatura uni en iso 6892-2](https://www.tec-eurolab.com/wp-content/uploads/2024/03/temperatura-uni-en-iso-6892-2.png)
ASTM E21
- Per temperature di prova ≤ 980°C (1800°F) → ±3°C (±5°F)
- Per temperature di prova > 980°C (1800°F) → ±6°C (±10°F)
L’uniformità di temperatura lungo il tratto calibrato del provino viene verificata simultaneamente da 3 termocoppie a diretto contatto del provino, che a loro volta comandano 3 zone indipendenti del forno per garantire il rispetto delle prescrizioni normative a riguardo delle impostazioni della temperatura di prova.
La misura delle deformazioni invece deve essere eseguita da un estensimetro, che deve rispettare le prescrizioni minime normative previste da:
- La classe 1 dello standard ISO 9513, per i test in accordo alla normativa ISO 6892-2
- La classe B-2 dello standard ASTM E83, per i test in accordo alla normativa ASTM E21
È previsto che l’estensimetro campioni quantomeno la prima parte della curva di trazione, fino al raggiungimento dello snervamento del materiale. Una volta raggiunto il campo plastico è possibile continuare la lettura delle deformazioni mediante il canale di spostamento della traversa mobile della macchina di prova ma in questo caso i valori di deformazione misurati sono inficiati dalle deformazioni dell’intero sistema di prova. Per ovviare a questo inconveniente TEC Eurolab adotta una tecnologia di misurazione delle deformazioni non a contatto, il sistema laserXtens di Zwick/Roell. Con questo sistema infatti risulta possibile campionare l’intera curva di trazione fino alla rottura del provino.
![termocoppie](https://www.tec-eurolab.com/wp-content/uploads/2024/03/termocoppie.png)
![estensimetro](https://www.tec-eurolab.com/wp-content/uploads/2024/03/estensimetro.png)
L’estensimetro funziona con il principio del contrasto di immagine: il laser crea un contrasto ottico sulla superficie del campione e una coppia di telecamere “fotografa” il provino nell’istante del raggiungimento del precarico di prova. Da questo momento le 2 immagini catturate all’inizio del test vengono seguite fino alla rottura del provino.
![laser estensimetro](https://www.tec-eurolab.com/wp-content/uploads/2024/03/laser-estensimetro.png)
Il completamento della configurazione di prova è dato dal sistema di afferraggio del provino. Per consentire l’afferraggio del provino all’interno della fornace, vengono utilizzati:
- Una coppia di prolunghe
- Inserti speciali per provini filettati
- Inserti speciali per provini piatti con spine di centraggio
Tutte queste parti sono realizzate in MAR-M 246, una superlega a base Nichel con eccellenti proprietà di resistenza allo scorrimento a temperature elevate. Il treno di carico si completa con una coppia di giunti sferici, che consentono un allineamento ottimale conforme alle prescrizioni dello ASTM E1012.