Analisi delle tensioni residue su materiali ferromagnetici
Rumore di Barkhausen
Principi del metodo del Rumore di Barkhausen
Il metodo del Rumore di Barkhausen (Barkhausen Noise) per il rilievo delle tensioni residue (residual stress) è applicabile esclusivamente a materiali ferromagnetici (ferro, cobalto, nickel e loro leghe). Come noto, in questi materiali i domini magnetici sono generalmente orientati in direzioni casuali.
Condizioni
In tale condizione la magnetizzazione globale risulta nulla. L’applicazione di un campo magnetico, o di una deformazione meccanica, determina un cambiamento della struttura dei domini (spostamento dei confini che li separano o rotazione dei vettori di magnetizzazione), che a sua volta modifica la magnetizzazione globale del pezzo.
In particolare, per i materiali con costante magnetostrittiva positiva (ferro e cobalto), l’applicazione di una sollecitazione di trazione lungo una direzione favorisce l’orientamento dei domini nella stessa direzione (schizzo b), mentre una sollecitazione di compressione ne favorisce l’orientamento in direzione perpendicolare (schizzo c).
L’applicazione del campo magnetico tende a sua volta a far orientare i domini nella direzione del campo (schizzo d), sommando quindi il proprio effetto a quello della sollecitazione di trazione e sottraendolo a quella di compressione, applicate nella medesima direzione.
Alterazioni dello stato tensionale superficiale indotte
Un esempio sono le alterazioni dello stato tensionale superficiale indotte dalle bruciature di rettifica, peraltro facilmente rilevabili con la diffrazione dei Raggi X o con la metodologia del Rumore di Barkhausen.
Per quanto riguarda l’austenite residua, la sua presenza, anche in piccole percentuali (5%), può causare delle deformazioni tali da rendere il pezzo inutilizzabile. Un esempio è rappresentato dalle piste dei cuscinetti a sfera e dagli spilli degli iniettori per motori diesel. Rilevarne la presenza permette di ottimizzare i trattamenti termici.
Le apparecchiature utilizzate dalla 2 Effe Engineering per la misura delle tensioni residue e per la determinazione dell’austenite residua permettono l’analisi assolutamente non distruttiva di campioni di qualsiasi dimensione e consentono i rilievi anche sul campo. L’Ing. Marconi, ad esempio, ha eseguito il rilievo delle tensioni, causate dalla fusione e dalle lavorazioni meccaniche, sui capicorda del ponte sullo Störebealt in Danimarca.
Principali
Applicazioni
- determinazione del quantitativo di austenite residua su cuscinetti e parti di iniettori per motori diesel
- rilievo di tensioni residue su ruote dentate
- rilievo di tensioni residue su particolari di motori automobilistici (assi a camme, bielle, alberi motore, bilancieri)
- rilievo di tensioni residue indotte da profonde imbutiture (casalinghi e parti strutturali)
- rilievo di tensioni esistenti in esercizio su condotte gas
- rilievo di tensioni in esercizio su grandi tensostrutture
- rilievo dell’efficienza dei trattamenti di pallinatura e rullatura su componenti sottoposti a fatica
- rilievo di tensioni residue in getti (particolari di macchine utensili in ghisa e getti automobilistici in alluminio)
- rilievo di tensioni indotte da saldature (laser e a fascio di elettroni)
- ricerca di una correlazione tra tensioni residue e resistenza a fatica di cerchi auto in lega di alluminio
- ottimizzazione dei parametri di lavorazione per asportazione di truciolo al fine di migliorare la resistenza a fatica di componenti meccanici
- rilievo di tensioni residue su molle ad elica e a balestra
- ricerca di zone critiche conseguenti all’applicazione dei carichi di esercizio (settore armiero e aeronautico)
Richiedi
Informazioni
IT - Richiesta informazioni footer
"*" indica i campi obbligatori