Indentazione strumentata FIMEC con punta cilindrica

Il testo descrive il test FIMEC, una prova meccanica sviluppata dal gruppo di Metallurgia della Università di Roma-Tor Vergata in collaborazione con ENEA, le sue caratteristiche specifiche e le applicazioni in campo industriale. FIMEC, acronimo di Flat-top cylinder Indenter for MEchanical Characterisation, è una prova di indentazione strumentata; a differenza di altre prove, che utilizzano indentatori di forma aguzza (coni, piramidi ecc.), qui si impiega una punta cilindrica a testa piatta. La grande differenza consiste nell’area di contatto tra indentatore e superficie del materiale, che non varia nel corso della prova. Il diametro standard della punta è 1 mm ma per applicazioni specifiche possono esser impiegate punte di diametro inferiore fino a 0.5 mm oppure maggiore. La prova, che può essere eseguita in un ampio intervallo di temperature, da -196°C fino a +1600 °C, fornisce l’andamento del carico applicato in funzione della profondità di penetrazione. Dalle curve FIMEC si possono determinare le seguenti proprietà di un materiale: 1- carico di snervamento, 2- modulo elastico E, 3- temperatura di transizione duttile-fragile, 4- creep di superficie, 5- rilassamento dello stress. Le principali caratteristiche della prova FIMEC sono: 1- la semplicità della strumentazione e dell’ elaborazione dei dati; 2- il carattere non distruttivo della prova; 3- la misura locale delle principali proprietà meccaniche del materiale; 4- risultati statisticamente attendibili in quanto, a differenza delle misure di nano- o micro-indentazione, l’impronta comprende numerosi grani cristallini; 5- le condizioni superficiali del materiale (rugosità, segregazione ecc.) non sono critiche come nelle misure di nano- o micro-indentazione. In campo industriale il test FIMEC può esser utilizzato per valutare la qualità dei prodotti e, applicato in linea, per orientare il processo produttivo. Gli esempi che vengono riportati in dettaglio si riferiscono ad esami di rivestimenti su materiali metallici, di saldature, di billette per estrusione, pezzi ottenuti mediante pin squeeze casting, di compattati e sinterizzati di polveri metalliche, di plastiche e gomme. L’esperienza fatta in questi ultimi dieci anni è tuttavia molto più vasta comprendendo tanti altri materiali, come il legno per esempio. E’ stata anche realizzata e brevettata una strumentazione FIMEC portatile per eseguire test sul campo, su materiali in opera, pezzi di grandi dimensioni ecc.. Sono state studiate soluzioni per preparare mediante pulitura meccanica qualsiasi tipo di superficie (ricoperta da prodotti di corrosione, verniciata ecc.) rendendola idonea al test. Un aspetto importante dell’apparecchiatura portatile riguarda i sistemi di afferraggio sviluppati per eseguire l’indentazione su piastre, tubi di tutte le dimensioni e parti meccaniche di geometria complessa.