Issue 22

D. Firrao et alii, Frattura ed Integrità Strutturale, 22 (2012) 12-19 ; DOI: 10.3221/IGF-ESIS.22.02 14 Figura 3 : Modello di propagazione delle cricche per arrotondamento plastico [1]. Figure 3 : Plastic blunting crack propagation model [1]. Si supponga di avere una cricca già formata a cui viene applicato un ciclo di sollecitazione normalmente alla sua superficie. Anche con tensioni globali basse, le sollecitazioni locali all’apice della cricca sono elevate e superano il limite di snervamento. All’apice della cricca si hanno slittamenti plastici (a volte la formazione di bande di slittamento) che si moltiplicano all’aumentare della sollecitazione esterna, estendendosi a tutta la radice, provocando uno scorrimento globale del materiale ed un arrotondamento dell’apice della cricca. Nella fase di scarico il materiale che ha subito la deformazione plastica non è in grado di tornare alla condizione iniziale e si ha quindi un allungamento della cricca con formazione di una nuova striatura. La successiva riapplicazione di una tensione locale positiva trova un materiale fortemente danneggiato ( incrudito) dalle deformazioni plastiche cicliche e una successiva frattura dello stesso materiale per tutto il tratto di materiale danneggiato nei primi momenti di aumento del carico ciclico. Con il seguente ulteriore aumento di tensione si hanno i successivi fenomeni di arrotondamento ed il processo ricomincia. La zona danneggiata dalla applicazione della sollecitazione ciclica è limitata ed è molto meno estesa della zona plasticizzata in seguito al raggiungimento dei valori di σ max [2]. Essa prende il nome di “zona plastica ciclica”. La formazione di striature o micro-vuoti nei materiali duttili dipende dal campo di tensioni all’apice della cricca in propagazione e dalla duttilità della lega; per leghe piuttosto duttili come le leghe di alluminio per deformazione plastica è possibile la formazione di striature già a temperatura ambiente; nel caso delle leghe di alluminio per fonderia, meno duttili delle precedenti, si possono avere striature evidenti solo da 150°C in su per alti valori della σ max applicata, o da 250 °C in su per valori più limitati della σ max applicata (Fig.2). La stessa lega della Fig. 2 a temperatura ambiente non mostra la formazione di evidenti striature nella zona di propagazione di fatica [3]. Nella Fig. 4 è riportata, ad esempio, una zona di frattura per fatica in una lega AlSi7Mg-T6, simile come microstruttura alla lega W319-T7. Figura 4 : Superficie di frattura per fatica a temperatura ambiente in una lega AlSi7Mg-T6 [1]. Figure 4 : Fatigue fracture surface in an AlSi7Mg-T6 alloy at Room Temperature [1].