Tensioni residue

Le tensioni residue sono oggi considerate le “impronte digitali” dei componenti in materiale metallico e della loro storia tecnologica.


Si impiegano sia a scopo di ricerca e ottimizzazione dei processi sia come controllo dei processi stessi per una migliore garanzia di ripetibilità e costanza nel tempo delle lavorazioni.

 

 

XRD

La tecnica XRD, dall’inglese X Ray Diffraction, utilizza la diffrazione dei raggi X sui materiali metallici ed è una nuova tecnica analitica versatile e non distruttiva con cui è possibile studiare le caratteristiche strutturali dei metalli.

I materiali metallici sono costituiti da cristalli i cui atomi occupano posizioni ordinate dalla loro struttura reticolare. Se si proietta un opportuno fascio di raggi X, con lunghezza d’onda dello stesso ordine di grandezza della distanza fra i piani atomici del reticolo cristallino, il fascio penetra pochi micrometri all’interno del metallo, colpisce gli atomi del reticolo e, semplificando il ragionamento, viene “riflesso” con caratteristiche che dipendono dallo stato tensionale del metallo stesso. Dall’analisi del raggio incidente e di quello riflesso/diffratto, attraverso una opportuna elaborazione matematica, si ricava il valore di tensione residua presente sulla superficie del metallo.

E’ una tecnica estremamente sofisticata, che può essere impiegata solo con apparecchiature particolarmente raffinate e dedicate allo scopo.

 

 

 

BHD

La tecnica BHD, dall’inglese Blind Hole Drilling, utilizza una rosetta estensimetrica al centro della quale si esegue un foro calibrato. Le tensioni residue presenti nel materiale si rilassano in funzione della dimensione e della profondità del foro eseguito. Gli estensimetri posti sulla rosetta rilevano le deformazioni che seguono al rilassamento provocato dal foro che, opportunamente rielaborate, vengono tradotte in tensioni residue attraverso la teoria dell’elasticità. E’ una tecnica mini-distruttiva che provoca un piccolo forellino di circa 2 mm di diametro per una profondità di 1-2 mm. Il grande punto di forza del BHD è la sua applicabilità a materiali di qualsivoglia natura, anche non necessariamente metallici. Si può utilizzare in sinergia con XRD per ottenere profili di tensione residua con profondità di esplorazione fino a profondità elevate.