Il punto di snervamento è il livello di sforzo esatto in cui l'alluminio si deforma permanentemente invece di tornare alla sua forma originale. Trovare questo punto richiede una prova di trazione e un'analisi attenta della curva sforzo-deformazione, poiché l'alluminio non presenta un punto di snervamento evidente come l'acciaio.
Taglia il campione di alluminio in una forma standard a osso di cane con dimensioni precise secondo le specifiche ASTM E8. La sezione centrale stretta (detta lunghezza di riferimento) dovrebbe essere lunga circa 2 cm e perfettamente liscia.
Pulisci accuratamente il campione con alcol per rimuovere eventuali oli o detriti. Anche piccole imperfezioni superficiali possono influenzare i risultati.
Segnare la lunghezza di riferimento originale con un punzone o un graffietto. Questi segni serviranno per misurare l'allungamento del campione durante la prova.
Installare il campione di alluminio verticalmente nelle impugnature della macchina, assicurandosi che sia perfettamente allineato. Un disallineamento causa una sollecitazione non uniforme e produce risultati errati.
Collega un estensimetro per misurare con precisione l'allungamento del campione. Questo dispositivo si aggancia ai segni di riferimento tracciati in precedenza e rileva piccole variazioni di lunghezza.
Azzerare tutti i dispositivi di misurazione e impostare la velocità di caricamento a 0.005 pollici al minuto. Questa velocità lenta e costante garantisce una raccolta dati accurata.
Avviare la macchina e osservare come separa lentamente il campione di alluminio. Il computer registra la forza applicata e l'allungamento del campione.
Continua il test fino alla rottura completa del campione. Questo ti fornirà la curva sforzo-deformazione completa, che analizzerai per trovare il punto di snervamento.
Salvare tutti i dati subito dopo la fine del test. Le misurazioni complete di forza e allungamento saranno necessarie per il passaggio successivo.
Converti i tuoi dati grezzi in stress (forza divisa per l'area originale) e deformazione (variazione di lunghezza divisa per la lunghezza originale). La maggior parte dei software di test lo fa automaticamente.
Rappresentare graficamente lo sforzo sull'asse verticale e la deformazione sull'asse orizzontale. La curva risultante mostra come l'alluminio risponde all'aumento del carico.
Osservate la porzione iniziale rettilinea della curva. Questa regione lineare rappresenta la deformazione elastica in cui l'alluminio torna elastico se si rilascia il carico.
Traccia una linea parallela alla porzione elastica rettilinea della curva, ma spostala dello 0.2% verso destra. Questo è il metodo standard per l'alluminio, poiché non ha un punto di snervamento chiaro.
Trova il punto in cui questa linea di offset interseca la curva sforzo-deformazione effettiva. Questo punto di intersezione è il valore del limite di snervamento.
Leggi il valore dello stress in questo punto di intersezione direttamente dal tuo grafico. Questo numero è il limite di snervamento dell'alluminio campione, solitamente misurato in libbre per pollice quadrato (psi) o megapascal (MPa).
Verifica che il limite di snervamento rientri nell'intervallo previsto per la tua lega di alluminio. L'alluminio puro ha un limite di snervamento compreso tra 7,000 e 11,000 psi, mentre le leghe possono variare da 4,000 a 70,000 psi.
Ripetere il test con almeno altri due campioni dello stesso lotto. Se la tecnica è corretta, i risultati dovrebbero variare di meno del 5%.
Calcola la media dei tuoi tre test. Questa media ti fornirà il valore di snervamento più affidabile per il tuo materiale in alluminio.
La temperatura influisce significativamente sul limite di snervamento dell'alluminio. Un campione testato a 200 °F potrebbe presentare una sollecitazione inferiore del 20% rispetto a uno testato a temperatura ambiente.
Le diverse leghe di alluminio hanno limiti di snervamento molto diversi. Verificate sempre di testare la lega corretta e di confrontare i risultati con le specifiche corrette.
Il limite di snervamento è il punto in cui inizia la deformazione permanente, mentre il limite di trazione massimo è la sollecitazione massima che il materiale può sopportare prima di rompersi. Il limite di snervamento è sempre superiore al limite di snervamento.
L'alluminio passa gradualmente dalla deformazione elastica a quella plastica, a differenza dell'acciaio che mostra un netto calo della curva sforzo-deformazione. Lo scostamento dello 0.2% crea un metodo standardizzato per definire lo snervamento.
No, per ottenere risultati accurati è necessaria un'attrezzatura adeguata. I test di durezza possono stimare il limite di snervamento, ma sono molto meno affidabili delle prove di trazione vere e proprie.
Il trattamento termico può raddoppiare o triplicare il limite di snervamento dell'alluminio. Il trattamento termico di solubilizzazione seguito da invecchiamento crea precipitati che bloccano il movimento delle dislocazioni, aumentando significativamente il limite di snervamento.
Calibrare la macchina almeno una volta all'anno, o dopo aver testato 500 campioni. Una calibrazione più frequente garantisce che le misurazioni del limite di snervamento rimangano accurate.
