Issue 18

D. Firrao et alii, Frattura ed Integrità Strutturale, 18 (2011) 54-68 ; DOI: 10.3221/IGF-ESIS.18.06 63 cricca, corrispondente a tali valori di K max , varia fra 2,5·10 -5 m e 3,8·10 -3 m (a seconda che si adottino le formule valide per la sola ferrite in condizioni di tensione piana o per la perlite in condizione di deformazione piana), nettamente superiori allo spessore delle lamelle di ferrite, 10 -6 ÷10 -7 m, a seconda dell’intervallo di temperatura di formazione delle stesse. Ne deriva che, quando la cricca di fatica si avvicina ad una colonia perlitica, Fig. 10, la zona plastificata al suo apice in corrispondenza del K max applicato è sicuramente superiore allo spessore di una lamella di ferrite e si estende a molte lamelle di ferrite e cementite, provocando la rottura di queste ultime, che hanno un allungamento a rottura nullo (Fig. 11a,b). Figura 10 : Zona plastica di fronte all’apice della cricca di fatica propagante attraverso colonie perlitiche a cuore di un blumo di acciaio 1.2738, temprato e rinvenuto. Sono presenti anche limitate zone di austenite residua e bainite modificate dal rinvenimento. Figure 10 : Plastic zone at the fatigue crack tip propagating through a pearlite colony at the core of a 1.2738 steel quenched and tempered large bloom. Rare areas of bainite and residual austenite modified by tempering are also present. Figura 11 : Schema di propagazione di una cricca di fatica in una colonia perlitica (a,b) ; formazione di striature alla sommità di una lamella di ferrite rotta (c) . Figure 11 : Propagation scheme of a fatigue crack through a pearlite colony (a,b) ; striations formation at the top of a broken ferrite lamella (c) . Rimane quindi a resistere davanti alla cricca di fatica in propagazione un pettine di lamelle di ferrite, che la cricca supererà una alla volta. Qualsiasi sia l’angolo con il quale la cricca in propagazione si presenta davanti alla colonia perlitica, lo spessore della lamella di ferrite che si presenta davanti all’apice della cricca per valori bassi di ∆ K applicato è superiore all’incremento di lunghezza per ciclo (≈10 -8 m). La cricca impiega alcuni cicli per superare la lamella di ferrite che si trova ora in stato di tensione piana (Fig. 11c); dopo aver saltato il vuoto corrispondente alla lamella di cementite seguente, già rotta, la cricca si ritrova ad affrontare la rottura della prossima lamella di ferrite. Solo negli stadi con ∆ K applicato maggiore di circa 40 MPa√m, il valore di d a /d N raggiunge e supera il valore dello spessore delle lamelle di ferrite, consentendo alla cricca di superare una lamella di ferrite con un solo ciclo. Considerando gli ingrandimenti che si possono efficacemente raggiungere in un microscopio elettronico a scansione, è piuttosto difficile individuare le striature sulla sommità di una lamella di ferrite dopo una rottura di fatica. In Fig. 12 è riportata la frattura per fatica, in corrispondenza di valori medi di ∆ K , di una zona perlitica di cuore di una barra di 90 mm di diametro, fabbricata con 34CrMo4 legato con B temprato e rinvenuto; si vedono i pettini di lamelle di ferrite rotte durante l’avanzamento della cricca di fatica e rare striature in zone limitate della sommità delle lamelle.