superficie accoppiata, durante la fase di chiusura della cricca del ciclo di fatica. Le impronte di pneumatico sono più frequenti nelle fratture di fatica in condizioni di carico tensione – compressione, che nella trazione pulsante. La direzione delle impronte di pneumatico e il cambiamento della spaziatura delle incisioni possono indicare il tipo di spostamento che avviene durante la frattura, come il movimento laterale sotto carichi di taglio o torsionali. La presenza di tracce di pneumatico su una superficie di frattura che non evidenza alcuna striatura può indicare che la frattura di fatica avvenne sotto sollecitazione d’elevata intensità e dopo un modesto numero di cicli. Frattura intergranulare o decoesiva Una frattura decoesiva non mostra alcuna deformazione plastica, o scarsissima deformazione, e non avviene per coalescenza di microvuoti, clivaggio o fatica. Questo tipo di frattura è generalmente il risultato dell’effetto di un ambiente aggressivo o della presenza di una particolare microstruttura e si manifesta quasi esclusivamente per separazione dei grani (frattura intergranulare). In una lega, ai bordi del grano segregano i costituenti con più basso punto di fusione. Il bordo dei grani è anche il più facile accesso per la diffusione e segregazione di elementi infragilenti quali l’idrogeno, lo zolfo, il fosforo, l’antimonio, l’arsenico e il carbonio, degli ioni alogenuri, come i cloruri, e di altri elementi metallici a basso punto di fusione, come il gallio, il mercurio, il cadmio e lo stagno. La presenza di questi costituenti ai bordi dei grani può ridurre significativamente la resistenza coesiva dei grani del pezzo metallico e favorire la frattura decoesiva (figura 1.285).
Figura 1.285. Schemi che illustrano la frattura decoesiva lungo i bordi dei grani. (a) Decoesione di grani equiassici. (b) Decoesione attraverso una fase debole ai bordi dei grani. (c) Decoesione di grani allungati dalla deformazione plastica a freddo.
La frattura decoesiva non è il risultato di un unico processo, ma può derivare da diversi meccanismi. I processi decoesivi coinvolgono la scarsa resistenza dei legami atomici, la riduzione dell’energia superficiale richiesta per la deformazione localizzata, la pressione di gas disciolti, la rottura di film protettivi e la dissoluzione anodica in siti attivi, che spesso sono associati all’infragilimento da idrogeno e alla tensocorrosione (SCC). La frattura decoesiva che deriva dallo scorrimento viscoso a caldo è un altro tipo di meccanismo, che sarà descritto più avanti. Le seguenti circostanze possono produrre una frattura decoesiva: • strati deboli al bordo del grano (come quelli che derivano dalla diffusione di metalli basso fondenti al bordo del grano); • costituenti fusi e risolidificati a bordo grano (come nelle leghe d’alluminio o negli acciai rapidi surriscaldati); • la presenza di liquido ai bordi dei grani durante la solidificazione (come nel caso della zona fusa delle saldature, dove si possono formare le così dette cricche a caldo. Vedi capitolo nono del quarto volume). Le figure 1.286, 1.287 e 1.288 mostrano alcuni esempi
di frattura decoesiva e in particolare: una frattura decoesiva da infragilimento da idrogeno, una da tensocorrosione e una da diffusione di mercurio liquido.
Figura 1.286. Frattura decoesiva in un dado d’acciaio bonificato 40NiCrMo2, rotto per infragilimento da idrogeno. Il danneggiamento avvenne per inadeguata deidrogenazione in forno dopo la cadmiatura elettrolitica. (a) Macrografia della superficie di frattura. 2,5 x circa. (b) Vista ad alto ingrandimento dell’area circoscritta nel quadrato in a), che mostra la tipica frattura intergranulare. SEM 3300 x circa.
Figura 1.287. Forcella di torsione di un carrello d’atterraggio d’acciaio inossidabile 17-4 PH che si ruppe per tensocorrosione intergranulare. (a) Macrografia della superficie di frattura. 5 x circa. (b) Vista ingrandita dell’area circoscritta nel quadrato in a), che mostra l’area con attacco intergranulare. SEM 60 x circa.
Figura 1.288. Superficie di frattura di una provetta di Monel che si ruppe per infragilimento da contatto con mercurio liquido. La frattura è principalmente intergranulare con alcune parti di transgranulare. SEM 150 x circa.
Maggiori informazioni sull’infragilimento da idrogeno, da tensocorrosione e da contatto con metallo liquido si possono trovare nel capitolo quinto del quarto volume della collana “I criteri di scelta e di trattamento degli acciai da costruzione e da utensili” e nel capitolo quinto della parte seconda di questo volume, nella sezione dedicata all’effetto dell’ambiente sulla frattografia. Quando una frattura decoesiva avviene lungo grani appiattiti e allungati che formano piani quasi ininterrotti attraverso il materiale, come nella maggior parte delle leghe estruse, e lungo le linee di bava di alcuni stampati, si ottiene una superficie relativamente liscia e priva di caratteristiche frattografiche (figura 1.289).
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