{"id":7821,"date":"2017-02-11T14:40:05","date_gmt":"2017-02-11T14:40:05","guid":{"rendered":"https:\/\/nanovea.com\/?p=7821"},"modified":"2023-06-08T16:10:38","modified_gmt":"2023-06-08T16:10:38","slug":"misurazione-ciclica-nanoindentazione-sforzo-deformazione","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/nanovea.com\/it\/cyclical-nanoindentation-stress-strain-measurement\/","title":{"rendered":"Misurazione ciclica di stress e deformazione mediante nanoindentazione"},"content":{"rendered":"
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Misurazione ciclica di stress e deformazione mediante nanoindentazione<\/p>

Per saperne di pi\u00f9<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Importanza della nanoindentazione
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Misure di rigidit\u00e0 continue (CSM) ottenute da nanoindentazione<\/a> rivela la relazione sforzo-deformazione dei materiali con metodi minimamente invasivi. A differenza dei metodi tradizionali di prova di trazione, la nanoindentazione fornisce dati di sollecitazione-deformazione su scala nanometrica senza la necessit\u00e0 di uno strumento di grandi dimensioni. La curva sforzo-deformazione fornisce informazioni cruciali sulla soglia tra comportamento elastico e plastico quando il campione \u00e8 soggetto a carichi crescenti. Il CSM consente di determinare la tensione di snervamento di un materiale senza l'ausilio di apparecchiature pericolose.<\/span><\/p>

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La nanoindentazione offre un metodo affidabile e facile da usare per studiare rapidamente i dati di sollecitazione-deformazione. Inoltre, la misurazione del comportamento sforzo-deformazione su scala nanometrica consente di studiare importanti propriet\u00e0 su piccoli rivestimenti e particelle nei materiali in via di perfezionamento. La nanoindentazione fornisce informazioni sul limite elastico e sul carico di snervamento, oltre a durezza, modulo elastico, creep, tenacit\u00e0 alla frattura, ecc. e ci\u00f2 la rende uno strumento metrologico versatile.<\/p>

I dati di sollecitazione-deformazione forniti dalla nanoindentazione in questo studio identificano il limite elastico del materiale pur penetrando solo 1,2 micron nella superficie. Utilizziamo la CSM per determinare come si sviluppano le propriet\u00e0 meccaniche dei materiali man mano che un penetratore si spinge in profondit\u00e0 nella superficie. Ci\u00f2 \u00e8 particolarmente utile nelle applicazioni con film sottili, dove le propriet\u00e0 possono dipendere dalla profondit\u00e0. La nanoindentazione \u00e8 un metodo minimamente invasivo per confermare le propriet\u00e0 dei materiali nei campioni di prova.<\/p>

Il test CSM \u00e8 utile per misurare le propriet\u00e0 del materiale in funzione della profondit\u00e0. \u00c8 possibile eseguire prove cicliche a carichi costanti per determinare propriet\u00e0 pi\u00f9 complesse del materiale. Ci\u00f2 pu\u00f2 essere utile per studiare la fatica o eliminare l'effetto della porosit\u00e0 per ottenere il vero modulo elastico.<\/p>

Obiettivo di misurazione<\/p>

In questa applicazione, il tester meccanico Nanovea utilizza il CSM per studiare la durezza e il modulo elastico in funzione della profondit\u00e0 e dei dati di sollecitazione-deformazione su un campione di acciaio standard. L'acciaio \u00e8 stato scelto per le sue caratteristiche comunemente riconosciute per mostrare il controllo e l'accuratezza dei dati di sollecitazione-deformazione su scala nanometrica. \u00c8 stata utilizzata una punta sferica con un raggio di 5 micron per raggiungere sollecitazioni sufficientemente elevate oltre il limite elastico dell'acciaio.<\/span><\/p>

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Condizioni e procedure di prova
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Sono stati utilizzati i seguenti parametri di indentazione:<\/span><\/p>

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Risultati: <\/strong><\/em><\/p>

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L'aumento del carico durante le oscillazioni fornisce la seguente curva di profondit\u00e0 rispetto al carico. Sono state condotte oltre 100 oscillazioni durante il carico per trovare i dati di sollecitazione-deformazione man mano che il penetratore penetra nel materiale.<\/span><\/p>

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Abbiamo determinato le sollecitazioni e le deformazioni in base alle informazioni ottenute ad ogni ciclo. Il carico massimo e la profondit\u00e0 ad ogni ciclo ci permettono di calcolare la sollecitazione massima applicata al materiale in ogni ciclo. La deformazione \u00e8 calcolata in base alla profondit\u00e0 residua ad ogni ciclo, a seguito dello scarico parziale. Questo ci permette di calcolare il raggio dell'impronta residua dividendo il raggio della punta per ottenere il fattore di deformazione. Il grafico delle sollecitazioni rispetto alle deformazioni del materiale mostra le zone elastiche e plastiche con le corrispondenti sollecitazioni elastiche limite. I nostri test hanno determinato che la transizione tra le zone elastiche e plastiche del materiale \u00e8 di circa 0,076 deformazioni con un limite elastico di 1,45 GPa.<\/p>

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Ogni ciclo agisce come una singola rientranza, per cui, aumentando il carico, si eseguono prove a varie profondit\u00e0 controllate nell'acciaio. In questo modo, la durezza e il modulo elastico in funzione della profondit\u00e0 possono essere tracciati direttamente dai dati ottenuti per ogni ciclo.<\/p>

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Man mano che il penetratore penetra nel materiale, la durezza aumenta e il modulo elastico diminuisce.<\/p>

Conclusione<\/p>

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Abbiamo dimostrato che il tester meccanico Nanovea fornisce dati affidabili sulla sollecitazione-deformazione. L'uso di una punta sferica con indentazione CSM consente di misurare le propriet\u00e0 del materiale in condizioni di maggiore stress. Il carico e il raggio del penetratore possono essere modificati per testare vari materiali a profondit\u00e0 controllate. I tester meccanici Nanovea consentono di eseguire test di indentazione da una gamma di mN a 400N.<\/p>

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