1. Stress e tensione:
* Resistenza a snervamento: I metalli hanno un limite alla quantità di stress che possono resistere prima di iniziare a deformarsi permanentemente. Questo limite è chiamato resistenza alla snervamento.
* Resistenza alla trazione: La massima sollecitazione che un metallo può gestire prima di rompere. Oltre a questo punto, il metallo inizia a fratturare.
* Duttilità: La capacità di un metallo di deformarsi sotto stress da trazione prima di rompere. I metalli duttili si estendono in modo significativo prima di fallire.
2. Tipi di frattura:
* Frattura duttile: Si verifica quando un metallo si estende in modo significativo prima di rompere. È caratterizzato da un collo in giù del materiale prima del fallimento.
* Frattura fragile: Si verifica quando un metallo si rompe improvvisamente con poca o nessuna deformazione. Questo è comune a temperature molto fredde o con certe leghe.
3. Fattori che influenzano la rottura:
* Temperatura: I metalli diventano più fragili a temperature più basse.
* Elementi di lega: L'aggiunta di altri elementi può cambiare significativamente la forza e la duttilità di un metallo.
* Dimensione del grano: Le grani più piccole portano in genere a una maggiore resistenza e tenacità.
* Presenza di difetti: I difetti interni, come crepe o vuoti, possono agire come concentratori di stress, portando a un fallimento prematuro.
* Condizioni di caricamento: Il tipo di carico (tensione, compressione, taglio) e la velocità con cui viene applicato può influenzare la frattura.
* corrosione: La corrosione indebolisce il metallo e può portare a cracking di corrosione da stress, che è una forma di frattura fragile.
4. Modalità comuni di fallimento:
* Fatica: I cicli di sollecitazione ripetuti possono portare a crepe microscopiche che alla fine crescono e causano guasti.
* Creep: Deformazione di un metallo sotto stress costante, specialmente ad alte temperature.
* Caricamento dell'impatto: I carichi improvvisi e ad alta energia possono causare fratture fragili, anche nei metalli duttili.
5. Comprendere la rottura è essenziale per:
* Design e ingegneria: Per garantire che strutture e componenti possano resistere ai carichi e alle condizioni ambientali previste.
* Selezione materiale: Scegliere il metallo giusto per l'applicazione in base alle sue proprietà e alle potenziali modalità di guasto.
* Controllo di qualità: Per prevenire difetti e garantire che i materiali soddisfino gli standard richiesti.
In sintesi, la rottura del metallo è un fenomeno complesso influenzato da vari fattori. Comprendere questi fattori è cruciale per l'uso sicuro e affidabile dei metalli in ingegneria e produzione.
