DETERMINAZIONE SPERIMENTALE DI CURVE TENSIONE - DEFORMAZIONE PER ACCIAIO AISI301 AL VARIARE DELLA TEMPERATURA

In questa tesi di tipo sperimentale sono state determinate le curve tensione-deformazione, sia ingegneristiche che reali, per un acciaio AISI301. La determinazione di tali curve è stata richiesta dalla Hitachi rail la quale utilizzerà i risultati ottenuti al fine di capire, in caso di incendio, quanto tempo impiegano fumo e fuoco ad entrare all'interno del vagone. La procedura utilizzata si componeva di due fasi: 1) Raccolta dei dati mediante l'utilizzo di una macchina per prove di trazione (fornita da MTS), un pirometro per la determinazione della temperatura ed una fotocamera per la raccolta di immagini da elaborare successivamente. 2) Elaborazione delle immagini raccolte dalla fotocamera mediante il software ARAMIS che forniva come output la deformazione reale di un determinato numero di punti scelto dall'operatore. In questo caso ne sono stati usati 4 ed a partire da questi è stata ricavata la deformazione reale media. L'ultima parte dell'analisi consisteva nell'unire i dati ottenuti mediante ARAMIS sulla deformazione reale con quelli ottenuti dalla MTS sulla forza e sulla deformazione ingegneristica, per poter così ricavare le curve tensione deformazione sia ingegneristiche che reali. Le prove sono state svolte a diverse temperature, in particolare a: 25°C, 100°C, 300°C, 500°C, 600°C, 700°C, 800°C, 900°C Il riscaldamento è stato effettuato per effetto Joule mediante l’utilizzo di due griffe conduttrici. A causa della corrente che attraversava il provino risultava impossibile utilizzare una termocoppia per determinarne la temperatura, si è ricorsi così all'utilizzo di un pirometro. Lo strumento forniva un output in Volt ed era dunque necessario determinare la relazione tra V e °C, definita da una retta con un particolare gain e offset. Esso risultava inoltre essere significativamente influenzato dalla luminosità dell'ambiente ed andava quindi tarato almeno due volte al giorno (di mattina e di pomeriggio). All'aumentare della temperatura sono stati riscontrati alcuni problemi legati all'elaborazione di immagini mediante ARAMIS che non riusciva ad individuare correttamente la serigrafia applicata sul provino. Questi problemi sono stati risolti modificando la procedura di verniciatura del provino e la lente della fotocamera. Le curve tensione-deformazione sono state ricavate per due diversi tipologie di provini, in una si aveva l'asse del provino parallelo alla direzione di laminazione mentre nell'altra l'asse del provino risultava ortogonale alla direzione di laminazione. Per ciascuna temperatura e tipologia di provino sono state condotte due prove per verificare la ripetibilità del test. Le curve tensione-deformazione ottenute risultavano essere compatibili, in quanto ad andamento, con le conoscenze teoriche disponibili. Come aspettato inoltre è stato osservato all’aumentare della temperatura una diminuzione della tensione di flusso plastico ed un aumento della deformazione a rottura.