Elementi di meccanica dei materiali e metallurgia - Matematicamente.it

“Elementi di meccanica dei materiali e metallurgia” di Matteo Puzzle – matematicare@hotmail.com
Quindi, i piani che si muovono per primi sotto
l’azione della forza F dovrebbero essere quelli
orientati a 45° rispetto alla direzione dello
sforzo. Dato però che le dislocazioni si
muovono più facilmente sui piani e nelle
direzioni di massima densità atomica, la
deformazione inizierà su quelli, tra i piani favoriti
cristallograficamente, il cui orientamento è più
vicino ai 45° rispetto alla direzione dell’asse di
sollecitazione. Lo scorrimento successivo di
piani diversamente orientati provoca a livello
microscopico una deformazione a zig zag ,
mediamente orientata intorno ai 45° rispetto allo
sforzo, e spiega il progredire della
deformazione con l’aumento del carico,
evidenziata dalla curva σ / ε .
Qualunque sia la possibilità di movimento di Figura 2.7
una dislocazione (in campo elastico) essa non può superare il bordo del grano, per cui la
deformabilità plastica e il carico di snervamento di un metallo sono condizionati anche
dalle dimensioni del grano cristallino: a parità di altre condizioni i metalli a grano fine
hanno pertanto carico di snervamento maggiore rispetto a quelli a grano grosso.
Il meccanismo sopra descritto è responsabile del diverso comportamento alla
deformazione plastica dei materiali metallici, ceramici e polimerici. I metalli sono
intrinsecamente malleabili in quanto la mancanza di direzionalità del legame metallico
minimizza il disturbo alla configurazione elettronica del legame quando gli atomi si
spostano lungo un piano di scorrimento. Ben diverso è invece il caso dei ceramici, in
quanto questi materiali sono dotati di legami ionici e/o covalenti. Nel caso del legame
covalente gli elettroni sono localizzati in corrispondenza del legame tra gli atomi rendendo
particolarmente difficile l’allontanamento definitivo degli stessi. Nel caso invece di legame
ionico la deformazione risulta fortemente ostacolata in certe direzioni, per l’azione di
repulsione di ioni dello stesso segno che verrebbero ad affacciarsi gli uni agli altri per
spostamento del reticolo, e favorita in quelle direzioni che mantengono la posizione
relativa tra ioni di segno opposto. Ancora diverso è il caso di materiali polimerici, per i quali
la deformazione non è legata al movimento di dislocazioni, ma è condizionata dalla
presenza di lunghe catene, lineari e/o ramificate, dal modo in cui sono legate tra loro e
dalla temperatura. In ogni caso la deformazione plastica comporta lo scorrimento e
l’allineamento irreversibile di segmenti di catene.
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