Tradizionalmente, il carico di snervamento e il carico di rottura sono stati testati utilizzando una macchina per prove di trazione di grandi dimensioni, che richiede una forza enorme per staccare i campioni di prova. È costoso e dispendioso in termini di tempo lavorare adeguatamente molti tagliandi di prova per un materiale in cui ogni campione può essere testato solo una volta. Piccoli difetti nel campione creano una notevole variazione nei risultati delle prove. Le diverse configurazioni e allineamenti dei tester di trazione presenti sul mercato spesso comportano variazioni sostanziali nella meccanica e nei risultati delle prove.

Obiettivo di misurazione

In questa applicazione, il sistema Nanovea Collaudatore meccanico misura il carico di snervamento e il carico di rottura a trazione di campioni di acciaio inossidabile SS304 e lega metallica di alluminio Al6061. I campioni sono stati scelti per i valori di resistenza allo snervamento e di resistenza alla trazione comunemente riconosciuti, che dimostrano l'affidabilità dei metodi di indentazione di Nanovea.

Procedura di test e procedure

Le prove di resistenza allo snervamento e di resistenza alla trazione finale sono state eseguite con il tester meccanico Nanovea nel Microindentazione modalità. Per questa applicazione è stata utilizzata una punta di diamante cilindrica piatta di 200 μm di diametro. Le leghe SS304 e Al6061 sono state selezionate per la loro vasta applicazione industriale e per i valori di resistenza allo snervamento e resistenza alla trazione finale comunemente riconosciuti, al fine di dimostrare il grande potenziale e l'affidabilità del metodo di indentazione. I campioni sono stati lucidati meccanicamente a specchio prima delle prove per evitare che la rugosità della superficie o i difetti influenzassero i risultati. Le condizioni di prova sono elencate nella Tabella 1. Sono state eseguite più di dieci prove su ciascun campione per garantire la ripetibilità dei valori di prova.

Risultati e discussione

Le curve di carico-spostamento dei campioni di lega SS304 e Al6061 sono mostrate nella Figura 3 con le impronte del penetratore piatto sui campioni di prova. L'analisi della curva di carico a forma di "S", utilizzando speciali algoritmi sviluppati da Nanovea, calcola il carico di snervamento e il carico di rottura. I valori sono calcolati automaticamente dal software, come riassunto nella Tabella 1. I valori di Yield Strength e Ultimate Tensile Strength ottenuti con prove di trazione convenzionali sono elencati per confronto.

Conclusione

In questo studio, abbiamo mostrato la capacità del Nanovea Mechanical Tester nel valutare la resistenza allo snervamento e la resistenza alla trazione finale di campioni di fogli di acciaio inossidabile e leghe di alluminio. La semplice configurazione sperimentale riduce significativamente i tempi e i costi per la preparazione dei campioni necessari per le prove di trazione. La dimensione ridotta della rientranza consente di eseguire misurazioni multiple su un singolo campione. Questo metodo consente misurazioni YS/UTS su piccoli campioni e aree localizzate, fornendo una soluzione per la mappatura YS/UTS e il rilevamento locale dei difetti di tubazioni o strutture automobilistiche.

I moduli Nano, Micro o Macro del Nanovea Mechanical Tester includono tutti modalità di test di indentazione, graffiatura e usura conformi ISO e ASTM, fornendo la gamma di test più ampia e intuitiva disponibile in un unico sistema. L'impareggiabile gamma di Nanovea è una soluzione ideale per determinare l'intera gamma di proprietà meccaniche di rivestimenti, pellicole e substrati sottili o spessi, morbidi o duri, tra cui durezza, modulo di Young, tenacità alla frattura, adesione, resistenza all'usura e molti altri. Inoltre, sono disponibili un profilatore 3D senza contatto opzionale e un modulo AFM per l'imaging 3D ad alta risoluzione di rientranze, graffi e tracce di usura oltre ad altre misurazioni superficiali come la rugosità.