Durezza

La capacità di un metallo di deformarsi plasticamente e di assorbire energia nel processo prima della frattura è definita tenacità. L’enfasi di questa definizione dovrebbe essere posta sulla capacità di assorbire energia prima della frattura. Ricordiamo che la duttilità è una misura di quanto qualcosa si deforma plasticamente prima della frattura, ma solo perché un materiale è duttile non lo rende duro. La chiave della tenacità è una buona combinazione di forza e duttilità. Un materiale con alta resistenza e alta duttilità avrà più tenacità di un materiale con bassa resistenza e alta duttilità. Pertanto, un modo per misurare la tenacità è quello di calcolare l’area sotto la curva sforzo-deformazione da una prova di trazione. Questo valore è chiamato semplicemente “tenacità del materiale” e ha unità di energia per volume. La tenacità del materiale equivale a un lento assorbimento di energia da parte del materiale.

Ci sono diverse variabili che hanno una profonda influenza sulla tenacità di un materiale. Queste variabili sono:

• Tasso di deformazione (tasso di carico)
• Temperatura
• Effetto notch

Un metallo può avere una tenacità soddisfacente sotto carichi statici ma può cedere sotto carichi dinamici o impatto. Di regola, la duttilità e, quindi, la tenacità diminuiscono all’aumentare del tasso di carico. La temperatura è la seconda variabile ad avere una grande influenza sulla tenacità. Con l’abbassamento della temperatura, anche la duttilità e la tenacità diminuiscono. La terza variabile, chiamata effetto notch, è dovuta alla distribuzione dello stress. Un materiale può mostrare una buona tenacità quando la sollecitazione applicata è monoassiale; ma quando si produce uno stato di sollecitazione multiassiale a causa della presenza di un intaglio, il materiale potrebbe non resistere alla deformazione elastica e plastica simultanea nelle varie direzioni.

Ci sono diversi tipi standard di test di tenacità che generano dati per condizioni di carico specifiche e/o approcci di progettazione dei componenti.

Tre delle proprietà di tenacità che saranno discusse più in dettaglio sono 1) tenacità all’impatto, 2) tenacità all’intaglio e 3) tenacità alla frattura.