Titanioè un importante metallo strutturale sviluppato negli anni '50; le leghe di titanio sono caratterizzate da elevata resistenza, eccellente resistenza alla corrosione ed elevata resistenza al calore.
Verso la metà degli-anni '60, il titanio e le sue leghe venivano già utilizzati nell'industria generale per applicazioni quali elettrodi nell'industria dell'elettrolisi, condensatori nelle centrali elettriche, riscaldatori nella raffinazione e desalinizzazione del petrolio e apparecchiature per il controllo dell'inquinamento ambientale. Il titanio e le sue leghe sono diventati un materiale strutturale resistente alla corrosione. Oggi esploreremo il significato delle proprietà meccaniche delle leghe di titanio.
1. Resistenza alla trazione
La resistenza alla trazione è il valore critico al quale un metallo passa da una deformazione plastica uniforme a una deformazione plastica localizzata; rappresenta anche la capacità di carico-massima di un metallo in condizioni di trazione statica. Per i materiali duttili, caratterizza la resistenza del materiale alla massima deformazione plastica uniforme. Prima che un provino raggiunga la sua massima sollecitazione a trazione, la deformazione è uniforme e consistente; tuttavia, una volta superata questa sollecitazione, il metallo comincia a presentare strizzature, cioè deformazioni localizzate. Per i materiali fragili con deformazione plastica uniforme nulla (o molto ridotta), riflette la resistenza alla frattura del materiale. Il simbolo è RM e l'unità è MPa.
La resistenza alla trazione (Rm) si riferisce allo stress massimo che un materiale può sopportare prima di rompersi. Attualmente, il metodo più comune per misurare la resistenza alla trazione in Cina prevede l'utilizzo di macchine di prova universali per determinare la resistenza alla trazione e alla compressione di un materiale!
2. Limite di snervamento
Si riferisce al punto di snervamento al quale un materiale metallico inizia a cedere, o allo stress necessario per causare una piccola deformazione plastica. Per i materiali metallici che non presentano un punto di snervamento distinto, il valore di sollecitazione richiesto per produrre una deformazione residua dello 0,2% è definito come punto di snervamento, noto anche come punto di snervamento condizionale o resistenza allo snervamento. Una forza esterna che supera questo limite causerà un guasto permanente del componente, dal quale non potrà riprendersi. Ad esempio, il limite di snervamento dell'acciaio a basso-carbonio è 207 MPa; se sottoposto ad una forza esterna superiore a questo limite, il componente subirà una deformazione permanente, mentre forze inferiori a questo limite consentiranno al componente di ritornare alla sua forma originale.
Il limite di snervamento, noto anche come limite di snervamento e comunemente indicato con il simbolo δs, è il valore di sollecitazione critico al quale un materiale cede.
3. Durezza
(1) Durezza Rockwell
Questo metodo determina i valori di durezza in base alla profondità della deformazione plastica nella rientranza. Un'unità di durezza è definita come 0,002 millimetri. Quando HB > 450 o il campione è troppo piccolo, non è possibile utilizzare il test di durezza Brinell e occorre invece utilizzare la misurazione della durezza Rockwell. Questo metodo prevede la pressione di un cono diamantato con un angolo al vertice di 120 gradi o una sfera d'acciaio con un diametro di 1,59 o 3,18 mm sulla superficie del materiale sotto un carico specifico e la determinazione della durezza del materiale in base alla profondità della rientranza.
2) Durezza Brinell
La durezza Brinell (HB) viene generalmente utilizzata per materiali più morbidi, come metalli non-ferrosi e acciaio prima del trattamento termico o dopo la ricottura. La durezza Rockwell (HRC) viene generalmente utilizzata per materiali più duri, come quelli che hanno subito un trattamento termico.
(3) Durezza Vickers
Il principio alla base della misurazione della durezza Vickers è essenzialmente lo stesso di quello della durezza Brinell; calcola inoltre il valore di durezza in base al carico per unità di area dell'impronta. La differenza sta nel penetratore utilizzato nel test di durezza Vickers, che è una piramide tetraedrica di diamante.
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