Deformazione e frattura dei materiali metallici

GENERALITA’ E OBIETTIVI

Il corso discute gli aspetti macroscopici e microscopici del comportamento meccanico dei materiali metallici e la loro risposta in presenza di cricche. Il corso si compone di due parti. La prima e’ dedicata allo studio dei meccanismi di deformazione dei solidi cristallini, in relazione alle loro caratteristiche tensione-deformazione. L’enfasi e’ posta sul ruolo della microstruttura, della struttura cristallina e dei difetti che essa puo’ contenere come, in particolare, le dislocazioni che rendono possibili le deformazioni stesse. Vengono considerate le risposte ai carichi statici e dinamici, l’effetto della temperatura e dello spessore dei materiali sul processo di deformazione e frattura. La seconda parte, piu’ estesa, ha a che fare con la meccanica della frattura e le sue applicazioni ai materiali contenenti una cricca. Normalmente, i corsi di meccanica della frattura si limitano al solo formalismo matematico senza alcun riferimento ai processi descritti nella prima parte del corso. Questi, si ritengono quasi non essenziali nello studio teorico della meccanica della frattura. Certamente e’ cosi’ dal punto di vista puramente matematico che non si preoccupa dei meccanismi di deformazione e risposta dei materiali alle sollecitazioni, ma non lo e’ per niente da quello della comprensione ingegneristica di questa scienza relativamente recente, e di come essa si possa effettivamente applicare ai materiali in esame senza cadere in clamorosi errori di valutazione della resistenza a frattura. Nel corso, infine, vengono considerate anche le osservazioni post mortem dei pezzi descrivendone gli aspetti frattografici e metallografici che forniscono quegli strumenti irrinunciabili per comprendere appieno le cause dei cedimenti avvenuti in servizio. Il corso fa riferimento al libro di testo: Meccanica della Frattura Lineare Elastica ed Elastoplastica, autore il Prof. Ing. Pietro Paolo Milella.

DESTINATARI

Il corso si configura come efficace strumento operativo per tecnici e progettisti di componenti e strutture metalliche con particolari esigenze di sicurezza, life assessment e life extension e per tutti coloro che operano nel campo delle applicazioni avanzate e dello sviluppo dei materiali metallici.

MATERIALE DIDATTICO

Ad ogni partecipante al corso sarà fornita la copia delle slides che saranno utilizzate durante le lezioni.

PROGRAMMA

Prima Giornata
Possibili meccanismi di rottura e casi storici
La prova di trazione. Rottura e frattura. Effetto Bauschinger
Triassialità e frattura. Effetto spessore. Fattore di triassialità
Lo scorrimento plastico nei materiali metallici
Effetto della temperatura e del rateo di applicazione della deformazione
Lavorazione a freddo ed invecchiamento

Seconda Giornata
Fenomenologia della frattura fragile e duttile
Temperatura di transizione fragile-duttile
Meccanica della frattura lineare elastica
Metodi di analisi e di prova secondo la meccanica della frattura lineare elastica
La pretensione a caldo
Meccanica della frattura elastoplastica
Variabilità metallurgica e ricerca della lower bound di progetto