Frattografia e integrità strutturale I A cura di G. Poli Structural Integrity (SI) = the science and technology of the margin between safety and disaster. Steve Roberts (University of Oxford)

Fratture sulla luna

Problemi di terminologia: Concentrazione di sforzo = misura di quanto una sollecitazione viene amplificata all’apice di una cricca (è un numero puro). Dipende dalla geometria del difetto. Intensificazione delle tensioni = descrizione della distribuzione delle tensioni attorno ad un particolare difetto (in MPa). Dipende dal materiale e da molti altri fattori fra cui il carico applicato, la forma e la posizione del difetto, la geometria del pezzo.

Frattura duttile (termine tecnologico) = Frattura fragile (termine tecnologico) = propagazione rapida delle cricche in un materiale sollecitato. Frattura fragile trans- (o intra-) granulare = la frattura si propaga entro i grani per vie (famiglie di piani cristallografici) di minor resistenza Frattura fragile intergranulare = la frattura si propaga lungo i bordi di grano. Frattura duttile (termine tecnologico) = modalità di frattura che presuppone una quantità rilevante di deformazione plastica prima della rottura

Resilienza, K (J) = energia necessaria per provocare la rottura di un provino standard mediante una sollecitazione impulsiva. Tenacità, K (J/cm2) = energia necessaria per provocare la rottura di un provino standard mediante una sollecitazione statica.

Cause di frattura dei componenti o delle strutture, % Statistica- 1 (2002)   Cause di frattura dei componenti o delle strutture, % Difetti del materiale 10 Errori di progetto 50 Errori di fabbricazione 25 Errori di utilizzazione 15  

Tensiocorrosione + fatica 40 Statistica – 2 (2002)   Tipi di frattura, % Industria meccanica Fatica 80 Frattura fragile 20 Industria chimica Tensiocorrosione + fatica 40 Vaiolatura Idrogeno + corrosione secca  

Frattografia = scienza che studia la morfologia Frattografia = scienza che studia la morfologia delle superfici frattura: per scoprire le cause del collasso dei componenti per interpretare le modalità di rottura dei materiali

propagazione instabile = frattura istantanea (IF) (velocità di propagazione del suono nel metallo, u*103 m/s) modalità di frattura IF: frattura intergranulare (cioè lungo i bordi di grano, IG); frattura per clivaggio (lungo piani cristallografici specifici); frattura intragranulare (duttile, per coalescenza di microvuoti MVC). Casi particolari: frattura per fatica frattura per tensiocorrosione

Macromorfologia della IF nei metalli Ridges su superficie da IF

Ridges in pareti sottili

Ridges in componenti di grandi dimensioni

clivaggio Formazione di river pattern RP

Clivaggio e RP

Frattura intergranulare IG = decoesione fra grani

Frattura intergranulare IG = decoesione fra grani Fratture miste