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Prove su barre e aste

Le barre e le aste sono prodotti lunghi con profilo rotondo o angolare, con sezioni traversali fino a 240 x 320 mm², ampiamente utilizzati nel settore della laminazione e della forgiatura: come prodotto di partenza per vergelle e profilati, come pezzi fucinati per il settore automobilistico, sotto forma di bielle e rotaie di acciaio, come alberi per generatori e turbine nel settore delle tecnologie energetiche, come prodotti finiti nella costruzione di ponti e navi, nella produzione di attrezzature e di serbatoi.

Le caratteristiche meccaniche richieste variano in base al settore di applicazione: dalla trazione elevata per materiali strutturali, alla duttilità per i successivi processi di formatura.

Prove di trazione Prove di durezza Prove meccaniche della frattura e di fatica Acciaio per cemento armato Brochure metalli

Prove di fatica su barre e aste

Le prove di trazione su barre e aste sono eseguite principalmente in accordo alle normative ISO 6892-1 e ASTM E8, standard ampiamente diffusi e riconosciuti a livello internazionale. La ISO 6892-1 è anche una normativa europea (EN ISO 6892-1) con identica formulazione, quindi applicabile in tutta l'Unione Europea (per esempio come DIN EN ISO 6892-1 in Germania). I provini vengono ricavati dal prodotto e preparati per la prova di trazione secondo la forma dello come specificato nella relativa norma. Se la superficie trasversale lo consente, è possibile utilizzare come provini direttamente le sezioni del prodotto. I carichi richiesti possono superare facilmente i 2.500 kN. Ad oggi sul mercato esistono diversi sistemi ZwickRoell personalizzati che raggiungono i 5.000 kN. In questi casi, la presa del provino e il suo serraggio sono soggetti a requisiti molto specifici. Questo comporta speciale attenzione nell'ambito degli afferraggi, per questo ZwickRoell sviluppa morse con nuove tecnologie per garantire che i campioni non si danneggino prematuramente a causa degli effetti del serraggio.

Dal 2009, le normative ISO 6892-1 e ASTM E8 permettono di controllare e regolare automaticamente la velocità di prova tramite l'indice di deformazione. Le tolleranze richieste dalle normative per il relativo controllo (in particolare quelle per il controllo dell'indice di deformazione in closed-loop) vengono soddisfatte sia dall'estensimetro makroXtens che dal laserXtens.

Prova di trazione sui metalli
ISO 6892-1
a Prova di trazione sui metalli
Prove di trazione su metalli
ASTM E8
a Prove di trazione su metalli
Prove di trazione a temperature elevate su metalli
ISO 6892-2
a Prove di trazione a temperature elevate su metalli

Soluzioni di prova per test di trazione su barre e aste

Nelle prove di trazione su barre e aste, le forze di trazione richieste arrivano facilmente a superare i 2.500 kN. Oggi sono in funzione diversi sistemi ZwickRoell personalizzati che raggiungono i 5.000 kN. Questi sistemi pongono requisiti elevati anche per quanto riguarda la presa e il serraggio dei campioni. Questo comporta speciale attenzione nell'ambito degli afferraggi, ZwickRoell sviluppa afferraggi con nuove tecnologie per garantire che i campioni non si danneggino prematuramente a causa degli effetti del serraggio.

Gli afferraggi idraulici ZwickRoell a chiusura parallela assicurano il perfetto serraggio e posizionamento dei campioni durante l'intera prova, evitandone lo scivolamento e lo scorrimento. Nella maggior parte dei casi, la misurazione della deformazione in accordo alle normative viene eseguita con estensimetri automatici a contatto od ottici (non a contatto). L'estensimetro makroXtens ZwickRoell è la soluzione ideale per le prove su barre e aste. Grazie al suo design meccanico, combina un'alta risoluzione e un'elevata accuratezza con un'altissima robustezza. La sua solida struttura meccanica consente la misurazione continua della deformazione fino alla rottura del provino. Pertanto, la deformazione a rottura può essere determinata automaticamente, senza la necessità di una noiosa marcatura del provino o di una misurazione manuale sui residui del provino.

Il laserXtens è la nostra soluzione innovativa per la misurazione della deformazione fino a rottura sempre rispettando i requisiti delle normative (ISO 6892-1, ASTM E8, ISO 9513, e ASTM E83). Tale estensimetro non richiede alcuna marcatura dei provini, sfruttando come marcatori i pattern generati dalla luce laser stessa. L’identificazione ottica dei marker avviene automaticamente senza che imperfezioni degli strati superficiali possano influenzare le marcature.

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Prodotti per test di trazione su barre e aste

Prove di durezza su barre e aste

Le prove di durezza sono eseguite su barre e aste per verificare la caratterizzazione delle micro strutture, per determinare la durezza della superficie e per la stima approssimativa della forza. Vengono utilizzati svariati metodi con carichi di prova molto bassi e molto alti. I metodi più importanti sono quelli classici come Brinell (DIN EN ISO 6506-1), Rockwell, Vickers (DIN EN ISO 6507-1) e Knoop (DIN EN ISO 4545-1). Le normative ASTM più importanti sono: ASTM E10 (Brinell), ASTM E384 (Vickers e Knoop) ed ASTM E18 (Rockwell). Inoltre, per alcune aree di applicazione, sono usati altri metodi o altre specifiche (per esempio nel settore aerospaziale viene usata la normativa europea EN 2002-7).

Grazie alla semplicità, alla rapidità e all’affidabilità, le prove di durezza sono estremamente diffuse e i risultati derivanti vengono comparati con le prove caratteristiche del materiale. Con i prodotti lunghi, spesso si determinano le caratteristiche di durezza del materiale definendo la distribuzione della durezza lungo una barra sottoposta a diversi trattamenti termici quali rinvenimento tempra  (Jominy test / Jominy end quench test; DIN EN ISO 642 / ASTM A255).

Prove di durezza Rockwell su metalli
ISO 6508, ASTM E18
a Prove di durezza Rockwell su metalli
Prove di durezza Vickers su metalli
ISO 6507, ASTM E92, ASTM E384
a Prove di durezza Vickers su metalli
Prove di durezza Brinell su metalli
ISO 6506, ASTM E10
a Prove di durezza Brinell su metalli
Test di tempra finale Jominy / Test Jominy su acciaio
ISO 642, ASTM A255
a Test di tempra finale Jominy / Test Jominy su acciaio

Durometri per test di durezza su barre e aste

La gamma dei prodotti ZwickRoell comprende durometri per tutti i metodi di durezza richiesti, inclusi quelli relativi alle prove automatizzate Jominy.

La gamma dei prodotti ZwickRoell comprende durometri e dispositivi per tutte le applicazioni e i metodi di prova. I nostri durometri e dispositivi rispettano i requisiti di tutte le normative internazionali e possono essere tarati in accordo a queste ultime. Come laboratorio di taratura, ZwickRoell è accreditata per la taratura dei durometri dall'ente nazionale tedesco di accreditamento DAkkS.

Un altro aspetto delle prove di durezza è la verifica e la determinazione del valore di durezza globale medio dopo la laminazione. La laminazione è un processo termomeccanico usato per determinare lo spessore, la larghezza e le proprietà meccaniche della lamiera. Per determinare i valori medi delle strutture grezze vengono usati i metodi di durezza che impiegano forze superiori. I metodi di prova più usati sono Brinell e Rockwell. Per le barre e le aste, non è raro l’utilizzo di durometri portatili in loco direttamente sulle parti da testare.

Un altro aspetto da considerare delle prove di durezza è l’esame della microstruttura mediante l'esecuzione di prove di durezza sui componenti microstrutturali. Questi componenti microstrutturali hanno dimensioni ridotte, pertanto vengono testati con durometri a bassi carichi, solitamente microdurometri fissi con ampiezza e profondità di indentazione regolabili.

Prodotti per prove di durezza su barre e aste

Prove di fatica e prove di meccanica della frattura su barre e aste

Test di fatica ad alto numero di cicli / Test S-N
Nella prova di fatica ad alto numero di cicli (anche test S-N) secondo DIN 50100, il provino viene testato ad ampiezze cicliche basse e medie.
a Test di fatica ad alto numero di cicli / Test S-N
Test di fatica a basso numero di cicli (LCF)
Nei test di fatica a basso numero di cicli (LCF), secondo ISO 12106 / ASTM E606, il provino viene testato ad ampiezze cicliche elevate e alla deformazione plastica.
a Test di fatica a basso numero di cicli (LCF)
Meccanica della frattura: crescita della cricca da / dN e valore di soglia
ASTM E647
a Meccanica della frattura: crescita della cricca da / dN e valore di soglia
Meccanica della frattura: fattore di intensificazione critico K1C
ASTM E399
a Meccanica della frattura: fattore di intensificazione critico K1C

Prove di fatica su barre e aste

I modi in cui i prodotti vengono utilizzati nel settore di trasporto ed energia pongono richieste particolari sulla sicurezza dei prodotti e dei componenti utilizzati. Le proprietà del materiale per la durabilità e la fatica ad alto numero di cicli, determinate con le prove di fatica, hanno spesso un impatto rilevante per la sicurezza nella scelta del materiale e nella progettazione dei componenti. I provini vengono testati in condizioni di carico ciclico e con variazioni di carico alternato (trazione/compressione). ZwickRoell offre macchine per prove di fatica con azionamento elettromagnetico fino a 1.000 kN. Le macchine servoidrauliche più grandi attualmente usate gestiscono carichi fino a 5.000 kN.

  • Sistemi servoidraulici provati da un’esperienza pluriennale
  • Unità con azionamento a risonanza elettromagnetica
  • Sistemi di serraggio del provino per tutti i principali test
  • Tecnologia di valutazione e controllo sviluppata, realizzata e programmata da ZwickRoell

Prove di fatica su barre e aste sottoposte a carico torsionale

Nelle prove materiali, è particolarmente rilevante il comportamento dei prodotti tondi sottoposti a torsione. Per le prove statiche, ZwickRoell fornisce prodotti specifici da usare in combinazione con le macchine di prova per applicare torsioni sul provino e determinare le proprietà del materiale. È anche possibile applicare assi di carico multipli, testando il materiale secondo il suo uso. Per le prove di fatica con grandi carichi di torsione alternati, possono essere raggiunte frequenze di oltre 200Hz con un vibroforo dotato di dispositivi di prova speciali. Utilizzare condizioni di risonanza rende la prova veloce e, grazie al ridotto consumo energetico, efficiente. Quando si usa un vibroforo i vantaggi principali sono i seguenti:

  • Dispositivi personalizzati
  • Prove più veloci
  • Alta efficienza energetica
  • Minima necessità di manutenzione

Prodotti per prove di fatica su barre e aste

Prove su acciaio per cemento armato

Il calcestruzzo ha un’alta resistenza a compressione, ma una bassa resistenza a trazione; per questo viene rinforzato grazie all’inserimento di barre di acciaio. Le barre ad aderenza migliorata per cemento armato hanno diametri che variano da 5 a 60 mm. Le barre più piccole vengono solitamente saldate tra loro per formare reticoli o profili, in modo da aumentarne la capacità di rinforzo all’interno del cemento.

Le prove su queste barre d’acciaio sono particolarmente critiche in quanto la preparazione dei provini consiste esclusivamente nel taglio dello spezzone necessario alla prova, senza nessuna lavorazione supplementare sul campione.

Prove su acciaio per cemento armato
EN ISO 15630-1, ASTM E488, BS 4449
a Prove su acciaio per cemento armato
Prove su reti e i tralicci elettrosaldati
ISO 15630-2
a Prove su reti e i tralicci elettrosaldati

Prove di trazione automatizzate su acciaio per cemento armato

Prove aggiuntive su barre e aste

Prove di impatto Charpy con intaglio su metalli
ISO 148-1
a Prove di impatto Charpy con intaglio su metalli
Prove di impatto con intaglio Charpy e Izod su metalli
ASTM E23
a Prove di impatto con intaglio Charpy e Izod su metalli

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