Diffrazione dei raggi X

La diffrazione dei Raggi X è una tecnica poco conosciuta che consente il rilievo delle tensioni residue e la determinazione del contenuto di austenite residua nei campioni metallici.
Le tensioni residue sono dovute a trattamenti termici, lavorazioni meccaniche, saldature e trattamenti superficiali subiti dai pezzi durante il processo di fabbricazione.
Queste tensioni influenzano in modo determinante la resistenza, soprattutto a fatica, dei pezzi e sono spesso la causa di rotture che non trovano una giustificazione metallurgica.

Un esempio sono le alterazioni dello stato tensionale superficiale indotte dalle bruciature di rettifica, peraltro facilmente rilevabili con la diffrazione dei Raggi X o con la metodologia del Rumore di Barkhausen.

Per quanto riguarda l’austenite residua, la sua presenza, anche in piccole percentuali (5%), può causare delle deformazioni tali da rendere il pezzo inutilizzabile. Un esempio è rappresentato dalle piste dei cuscinetti a sfera e dagli spilli degli iniettori per motori diesel. Rilevarne la presenza permette di ottimizzare i trattamenti termici.

Le apparecchiature utilizzate dalla 2 Effe Engineering per la misura delle tensioni residue e per la determinazione dell’austenite residua permettono l’analisi assolutamente non distruttiva di campioni di qualsiasi dimensione e consentono i rilievi anche sul campo. L’Ing. Marconi, ad esempio, ha eseguito il rilievo delle tensioni, causate dalla fusione e dalle lavorazioni meccaniche, sui capicorda del ponte sullo Störebealt in Danimarca.

Le principali applicazioni della tecnica della diffrazione dei raggi X sono:

diffrazione dei raggi x

  • determinazione del quantitativo di austenite residua su cuscinetti e parti di iniettori per motori diesel
  • rilievo di tensioni residue su ruote dentate
  • rilievo di tensioni residue su particolari di motori automobilistici (assi a camme, bielle, alberi motore, bilancieri)
  • rilievo di tensioni residue indotte da profonde imbutiture (casalinghi e parti strutturali)
  • rilievo di tensioni esistenti in esercizio su condotte gas
  • rilievo di tensioni in esercizio su grandi tensostrutture
  • rilievo dell’efficienza dei trattamenti di pallinatura e rullatura su componenti sottoposti a fatica
  • rilievo di tensioni residue in getti (particolari di macchine utensili in ghisa e getti automobilistici in alluminio)
  • rilievo di tensioni indotte da saldature (laser e a fascio di elettroni)
  • ricerca di una correlazione tra tensioni residue e resistenza a fatica di cerchi auto in lega di alluminio
  • ottimizzazione dei parametri di lavorazione per asportazione di truciolo al fine di migliorare la resistenza a fatica di componenti meccanici
  • rilievo di tensioni residue su molle ad elica e a balestra
  • ricerca di zone critiche conseguenti all’applicazione dei carichi di esercizio (settore armiero e aeronautico)

Una particolare applicazione della tecnologia XRD è quella di rilevare quantitativamente la presenza delle diverse fasi cristalline dei materiali grazie ad un maggiore spettro di analisi.
In alcuni casi, è di fondamentale importanza identificare quali fasi cristalline sono presenti nel materiale in quanto queste influenzano, a volte anche pesantemente, le sue caratteristiche funzionali.
Tale tecnica consente alla 2 Effe Engineering di verificare la corretta composizione dei rivestimenti HVOF.

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