Propagazione di cricche di fatica vicino alla soglia ∆Kth in un acciaio perlitico per rotaie ferroviarie. = Propagation of fatigue cracks near the ∆Kth threshold in a pearlitic steel for railway rails.

Il lavoro di tesi in esame si è occupato dell’analisi di propagazione di cricche di fatica vicino al valore di soglia per un acciaio eutettoidico per rotaie di binari ferroviari con microstruttura perlitica. Per realizzare il lavoro sono stati utilizzati campioni a flessione del tipo “SENB” ricavati da rotaie non esercite prodotte all’acciaieria di Piombino. Le prove sono state condotte con una macchina di prova servoidraulica universale MTS FlexTest SE, sottoponendo i provini a rapporti di carico R differenti al fine di misurare il valore di soglia di propagazione, seguendo la procedura indicata da normativa ASTM E647. Si sono utilizzate varie tecniche per l’analisi delle fessure, tra cui metodo ottico, metodo del potential drop, metodo della correlazione immagine digitale, prove di cedevolezza ed esame frattografico. Lo scopo del lavoro è stato quello di affermare o confutare le teorie in letteratura riguardo alla propagazione nei pressi della soglia per questo specifico acciaio. Il primo metodo, il metodo ottico, è stato utilizzato per la misurazione della lunghezza di cricca e analisi metallografica dei campioni, per osservare la morfologia delle cricche e riscontrare determinati fenomeni, quali ad esempio i fenomeni di propagazione mista. Il secondo metodo denominato del "potential drop" è stato messo a punto ed adoperato esclusivamente per la misura della lunghezza di cricca, servendosi di un generatore di corrente continua, di un amplificatore di segnale e di un sistema per la ricezione di quest’ultimo per misurare la differenza di potenziale nei pressi della cricca e associarla, via via che essa cresceva, ad una nuova lunghezza di cricca, permettendo letture precise e veloci. Il terzo metodo, che si serve di una tecnica di correlazione immagine digitale, è stato usato per aver un dettagliato riscontro dei campi di spostamento nei pressi della zona criccata con lo scopo di ottenere un riscontro della presenza di fenomeni di chiusura e osservare come la cricca si deforma durante l’applicazione dei carichi. Il quarto metodo, che si serve di un estensimetro CLIP GAGE, è stato adoperato per analizzare il comportamento elastico del materiale e per l'individuazione di fenomeni di chiusura. I risultati ottenuti hanno portato a conclusioni in parte coerenti con le tesi in letteratura, in parte in contrasto, segno che ci sia ancora molto da lavorare in questo campo.