%0 Journal Article
%T Sulla stima di macro, micro e nano-durezza di materiali metallici mediante analisi elasto-plastiche agli elementi finiti
%A Luca Susmel
%A David Taylor
%J Frattura ed Integrit¨¤ Strutturale
%D 2012
%I Gruppo Italiano Frattura
%X Il lavoro sintetizzato nel presente articolo si pone come obiettivo primario quello di investigare la possibilit¨¤ di stimare, mediante un approccio elasto-plastico agli elementi finiti, la durezza dei materiali metallici convenzionali, e questo sia a livello macroscopico, che a livello microscopico, che, infine, a livello nanoscopico. Per verificare validit¨¤ e accuratezza della metodologia FEM sviluppata, sono state condotte una serie di analisi sperimentali su tre materiali metallici aventi caratteristiche metallurgiche estremamente diverse: una lega d¡¯alluminio (Al 7075-T6), un acciaio a basso tenore di carbonio (BS970-En3B) e, infine, un acciaio austenitico (AISI 316L). L¡¯indentazione Vickers ¨¨ stata simulata con analisi elasto¨Cplastiche agli elementi finiti considerando carichi di prova nell¡¯intervallo tra 490 N e 490 ¦ÌN e calibrando le simulazioni numeriche mediante curve monotone tensione¨Cdeformazione ottenute da prove di trazione eseguite utilizzando provini sia di dimensione convenzionale che aventi larghezza della zona calibrata dell¡¯ordine dei 100 ¦Ìm.La sistematica comparazione tra risultati sperimentali e simulazioni numeriche ha posto in evidenza come l¡¯aumentare del valore della durezza misurata al diminuire della dimensione dell¡¯impronta possa essere imputata al ruolo giocato dalla reale morfologia del materiale, ruolo che diventa predominante sulla plasticit¨¤ convenzionale quando le dimensioni della superficie indentata diventano comparabili con le dimensioni medie della grana cristallina delle leghe esaminate. Tali fenomeni, pertanto, non hanno consentito di estendere l¡¯utilizzo della meccanica del continuo fino ad un livello nanoscopico per determinare correttamente i valori della durezza. Alla luce di questi risultati ¨¨ stata, per¨°, proposta una semplice metodologia di correzione delle stime eseguite mediante gli elementi finiti che si ¨¨ dimostrata un valido strumento da utilizzarsi in situazioni di interesse pratico per stimare la durezza dei materiali metallici, indipendentemente dalla dimensione della superficie indentata.
%K Durezza
%K Nanoindentazione
%K Elementi finiti
%K Plasticit¨¤
%U http://www.gruppofrattura.it/pdf/rivista/numero19/numero_19_art_4.pdf