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 consentendo 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:
- 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 permette, grazie ad un maggiore spettro di analisi, di rilevare quantitativamente la presenza delle diverse fasi cristalline dei materiali. In alcuni casi è di fondamentale importanza identificare quali fasi cristalline sono presenti in quanto influenzano, a volte pesantemente, le caratteristiche funzionali del materiale.
E' possibile inoltre controllare la composizione delle polveri di carburo per l'impianto HVOF.
Scarica i principi del metodo diffrattometrico in formato WORD