Analisi dell'effetto Portevin - Le Chatelier mediante correlazione d'immagine in un acciaio ad alto manganese = Analysis of the Portevin - Le Chatelier effect by image correlation in a high manganese steel

L’obiettivo che si propone l’attività di ricerca trattata in questa tesi è quello di effettuare un’analisi delle deformazioni e del comportamento plastico di provini di acciaio TWIP sottoposti a prove di trazione uniassiali, tramite la tecnica ottica di Correlazione d’Immagini Digitali (DIC). Gli acciai TWIP (TWinning Induced Plasticity), ad alto contenuto di manganese, se sottoposti a trazione, raggiungono una resistenza e un allungamento molto elevati e presentano inoltre, in un certo intervallo di temperature e velocità di deformazione, dei picchi di sollecitazione ben riconoscibili nelle curve di trazione che corrispondono alla formazione di bande di deformazione plastica localizzata che viaggiano lungo l’asse di trazione. Questo fenomeno è riconducibile all’effetto Portevin Le Chatelier (PLC) ed è dovuto ad un meccanismo di interazione dinamica tra atomi di soluto e dislocazioni mobili noto come dynamic strain aging (DSA). Per effettuare la correlazione delle immagini digitali viene sviluppato in laboratorio un sistema molto semplice di acquisizione dati regolabile e montato direttamente sulla macchina di trazione. Il sistema è composto da una fotocamera apposita, da un anello di luce bianca posto intorno all’obiettivo e da alcuni supporti meccanici che permettono la regolazione e il collegamento con la macchina di trazione. Con questo sistema vengono acquisite, durante la prova di trazione, le immagini relative alla superfice di interesse del provino, la quale viene opportunamente verniciata con un pattern bianco e nero di tipo casuale indispensabile per il calcolo di correlazione che viene effettuato tramite il software GOM Correlate. Precedentemente allo studio sui provini di acciaio TWIP vengono effettuate delle prove di trazione uniassiali su provini di acciaio DP600 per testare il sistema DIC e valutare la bontà delle misurazioni effettuate, confrontandole con le misure raccolte tramite un estensimetro a clip. Le instabilità plastiche PLC sono state studiate durante prove di trazione a velocità del pistone mobile comprese tra 0,004 e 4 mm/s, sono state osservate e descritte solamente bande di tipo A e tutti i risultati ottenuti sono coerenti con quanto trovato in letteratura. Lo studio, inoltre, ha messo in luce gli enormi vantaggi della tecnica DIC ed anche i limiti tecnici del sistema adottato.