Prova di creep
Cos'è un test di scorrimento viscoso?
Un test di scorrimento viscoso, talvolta chiamato test di rilassamento delle tensioni, viene utilizzato per determinare la quantità di deformazione che un materiale subisce nel tempo quando sottoposto a un carico di trazione o compressione continuo a temperatura costante. Il termine "scorrimento viscoso" è definito come la deformazione che si verifica in un periodo di tempo quando un materiale è sottoposto a tensione costante a temperatura costante.
I test di scorrimento viscoso sono fondamentali per i materiali che devono resistere a determinate temperature operative sotto carico. Analizzando i risultati dei test di scorrimento viscoso, gli ingegneri possono prevedere la deformazione di un materiale e progettare prodotti che evitino il cedimento in condizioni ambientali variabili.
Per materiali come metalli e leghe, le proprietà possono cambiare significativamente a temperature elevate o ridotte. Lo scorrimento viscoso nei metalli si verifica tipicamente solo ad alte temperature, mentre lo scorrimento viscoso a temperatura ambiente — noto come flusso a freddo o deformazione sotto carico — è più comune nelle materie plastiche.
I test di scorrimento viscoso vengono comunemente eseguiti sui seguenti componenti e materiali:
- Lavorazione dei metalli
- Molle
- Giunti saldati
- Materiali per alte temperature
Spiegazione della curva del test di scorrimento viscoso
I dati ottenuti in un test di scorrimento viscoso vengono solitamente presentati come un grafico dello scorrimento viscoso in funzione del tempo con tensione e temperatura costanti. La pendenza della curva rappresenta la velocità di scorrimento viscoso e il punto finale della curva è il tempo di rottura.
Come indicato nel diagramma seguente, lo scorrimento viscoso di un materiale può essere suddiviso in tre fasi.
- Lo scorrimento viscoso primario inizia con una velocità rapida e rallenta nel tempo.
- Lo scorrimento viscoso secondario ha una velocità relativamente uniforme.
- Lo scorrimento viscoso terziario ha una velocità di scorrimento viscoso accelerata e termina con il cedimento del materiale al tempo di rottura.
Se si verifica il cedimento, viene registrato il tempo di rottura. Se un provino non si frattura entro il periodo del test di scorrimento viscoso, può essere misurato il recupero da scorrimento viscoso.
Come eseguire un test di scorrimento viscoso
Per determinare le proprietà di scorrimento viscoso, un materiale viene sottoposto a un carico di trazione o compressione costante prolungato a temperatura elevata costante. Questi test vengono tipicamente eseguiti su macchine di prova universali o macchine di prova dinamiche, progettate per applicare carichi controllati per periodi prolungati.
Durante il test, la deformazione del materiale viene registrata a intervalli di tempo specifici e i dati complessivi vengono tracciati su un diagramma scorrimento viscoso-tempo. La pendenza in qualsiasi punto di questa curva è nota come velocità di scorrimento viscoso, le cui unità sono espresse in termini di in/in/h o percentuale (%) di allungamento/h.
Mantenere una temperatura costante durante un test di scorrimento viscoso è fondamentale a causa della possibile espansione termica o contrazione del materiale.
Alcuni esempi di normative che richiedono test di scorrimento viscoso sono ASTM E139, ASTM D2290, ASTM D2291 e ASTM D2294. Per maggiori dettagli sulle procedure di test, consulta queste normative.
Come determinare il rilassamento delle tensioni
Per determinare il rilassamento delle tensioni di un materiale, il provino viene deformato di una determinata quantità e viene registrata una diminuzione della tensione per un periodo prolungato di esposizione a temperatura elevata costante.
La velocità di rilassamento delle tensioni è la pendenza della curva in qualsiasi punto.
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