DETERMINAZIONE SPERIMENTALE DI CURVE TENSIONE-DEFORMAZIONE PER ACCIAIO AISI301 A SCOPO FERROVIARIO

In questa tesi sperimentale si è determinate le curve tensione-deformazione ingegneristiche e reali per l'acciaio AISI301, la cui realizzazione è stata commissionata all'Università di Padova dalla Hitachi Rail, per verificare in caso di incendio, in quanto tempo fiamme e fumo riescono ad entrare nella carrozza. Per ricavare queste curve la procedura seguita si componeva di tre fasi: 1) l'acquisizione di dati grezzi di forza e corsa da una macchina per prove di trazione (fornita da MTS), di immagini del provino durante la sua deformazione a trazione attraverso una telecamera e della temperatura mediante un pirometro; 2) l'elaborazione delle immagini attraverso il software ARAMIS che permette di ottenere informazioni sulla deformazione di punti del provino scelti opportunamente dall'operatore, in questo caso 4; 3) la combinazione dei dati di MTS e ARAMIS per ottenere le effettive curve desiderate mediante opportune formule. Visto lo scopo di questo esperimento le prove sono state eseguite a diverse temperature, rispettivamente a 25°C, 100°C, 300°C, 500°C, 600°C, 700°C, 800°C e 900°C, temperature ottenute prima preriscaldando il provino in forno, lasciandolo poi raffreddare all'aria per qualche minuto ed infine scaldandolo nuovamente ma per effetto Joule facendo passare corrente attraverso le griffe che lo fissavano e successivamente tiravano. Per monitorare la temperatura non era possibile utilizzare una termocoppia visto il passaggio della corrente, era quindi necessario l'utilizzo di un pirometro, strumento che però restituisce come output i Volt, perciò andava tarato giornalmente, essendo influenzato dalla luminosità e dall'ambiente, oltre che dal materiale, per poter monitorare efficacemente la temperatura e portare il provino al punto desiderato, provino che veniva trazionato mentre era mantenuto a temperatura costante dalla corrente. Le immagini di alcune prove ad alte temperature risultavano impossibili da elaborare con ARAMIS, per questo si sono dovute ripetere migliorando la verniciatura del provino e cambiando le lenti della telecamera, così da riuscire ad elaborare i dati. Per ogni temperatura si utilizzavano due tipi diversi di provino, uno con direzione di laminazione parallelo all'asse del provino stesso, e uno con asse perpendicolare. Inoltre per garantire ripetibilità al processo ogni prova è stata eseguita due volte, per un totale di 4 set di dati per ogni temperatura. Le curve ottenute risultano compatibili tra loro e con le conoscenze teoriche possedute, mostrando una diminuzione della tensione di flusso plastico e un aumento della deformazione a rottura con l'aumento della temperatura, come visto per altri acciai riportati in letteratura.