La prova di trazione è un metodo di prova standardizzato per determinare i valori caratteristici dei materiali.
Nella prova, i provini con dimensioni definite vengono stirati per rompersi a velocità di deformazione costante in una macchina per prove di trazione. Le condizioni di prova dipendono dal materiale e sono regolate dalle rispettive norme. Durante la prova, la forza di trazione e la variazione di lunghezza del provino vengono registrate continuamente. Se la forza di trazione viene divisa per la sezione iniziale del provino prima dell'inizio della prova, si ottiene la sollecitazione di trazione σ con l'unità N/mm². L'allungamento ε con l'unità percentuale è determinato dividendo la variazione di lunghezza per la lunghezza iniziale del provino. Se le sollecitazioni e le deformazioni sono mostrate in un diagramma, ne risulta il cosiddetto diagramma tecnico sforzo-deformazione per un materiale.
Il diagramma sforzo-deformazione viene utilizzato per determinare i valori caratteristici del materiale. La Figura 1 mostra un tipico diagramma sforzo-deformazione per un acciaio, in questo caso un acciaio strutturale.
All'inizio dell'esperimento la curva segue un andamento lineare, la cosiddetta linea di Hooke, definita dalla legge σ=E*ε. La sollecitazione σ in questa zona è quindi un prodotto del modulo di elasticità E e della deformazione ε. La deformazione applicata è reversibile in questo campo lineare-elastico, cioè viene completamente rimossa di nuovo quando il campione viene alleggerito.
Se il passaggio dall'elastico alla plastica avviene con un aumento della deformazione senza un aumento della sollecitazione, la sollecitazione associata viene definita come resistenza allo snervamentoRe. Questo può essere visto in Figura 1 dall'andamento frastagliato, quasi orizzontale, della curva, che viene indicato come intervallo di snervamento o carico di snervamento pronunciato. Si distingue tra il carico di snervamento superioreReH e il carico di snervamento inferioreReL. Spesso in letteratura o nelle schede tecniche dei materiali viene indicato un solo valore per il carico di snervamento, per cui è solitamente il carico di snervamento superiore, che è anche di grande importanza per la progettazione strutturale dei componenti. Dopo il punto di snervamento c'è l'indurimento dell'acciaio, dove aumentano le sollecitazioni e anche la deformazione plastica.
La massima sollecitazione che un materiale può assorbire è chiamata resistenza alla trazione Rm. Fino al raggiungimento della resistenza alla trazione, il materiale subisce una deformazione uniforme su tutta la lunghezza. La deformazione corrispondente alla resistenza alla trazione, cioè la deformazione plastica alla massima forza, è chiamataAg. Questo allungamento è spesso ancora definito come allungamento uniforme, anche se il termine non è più utilizzato nei nuovi standard.
Se la resistenza alla trazione viene superata, si ha una significativa riduzione della sezione trasversale del provino in un certo punto, che viene chiamata "necking". Lo stress nel test sembra ora diminuire di nuovo. Tuttavia, questo è solo perché la sezione trasversale diminuisce significativamente, ma la sollecitazione è calcolata sulla base della sezione trasversale iniziale. Infine, il provino si rompe e la deformazione associata è chiamata allungamento alla rottura A, che è spesso usata come misura della duttilità. Sia perAg che per A, la componente di deformazione elastica non è inclusa, per questo motivo le linee immaginarie perAg e A corrono parallele alla linea retta di Hooke.
Tuttavia, la maggior parte dei materiali non hanno un carico di snervamento pronunciato come nella figura 1, quindi per questi materiali è definito un carico di snervamento sostitutivo, il cosiddetto 0,2 per cento di prova di stress Rp0.2. Questa è la sollecitazione alla quale viene misurato un allungamento permanente di ε=0,2 per cento dopo lo scarico. La figura 2 mostra un diagramma sforzo-deformazione senza una pronunciata resistenza allo snervamento. Questo tipo di comportamento del materiale è tipico per i materiali ad alta resistenza, come gli acciai da precompressione.
Test di trazione
tensile test