--- title: "Risultati della prova di trazione dell’acciaio e curve…" description: "Scopri come la geometria, la velocità di deformazione, gli standard e le misure della tensione influenzano i risultati delle prove di trazione dell’acciaio." canonical: https://steelequivalents.com/it/wiki/leggere-una-scheda-tecnica/risultati-della-prova-di-trazione-dell-acciaio-e-curve-sforzo-deformazione language: it robots: index, follow og_type: article type: wiki-article language_alternates: en: https://steelequivalents.com/wiki/reading-a-datasheet/steel-tensile-test-results-and-stress-strain-curves.md cs: https://steelequivalents.com/cs/wiki/materiálový-list/výsledky-tahové-zkoušky-oceli-a-křivky-napětí-deformace.md de: https://steelequivalents.com/de/wiki/werkstoffdatenblatt-lesen/ergebnisse-des-zugversuchs-an-stahl-und-spannungs-dehnungs-kurven.md es: https://steelequivalents.com/es/wiki/leer-una-ficha-técnica/resultados-del-ensayo-de-tracción-del-acero-y-curvas-de-esfuerzo-deformación.md fr: https://steelequivalents.com/fr/wiki/lire-une-fiche-technique/résultats-des-essais-de-traction-de-l-acier-et-courbes-contrainte-déformation.md hu: https://steelequivalents.com/hu/wiki/anyagadatlap/az-acél-szakítóvizsgálatának-eredményei-és-feszültség-nyúlás-görbéi.md it: https://steelequivalents.com/it/wiki/leggere-una-scheda-tecnica/risultati-della-prova-di-trazione-dell-acciaio-e-curve-sforzo-deformazione.md nl: https://steelequivalents.com/nl/wiki/materiaaldatablad/resultaten-van-trekproeven-op-staal-en-spanning-rekcurven.md pl: https://steelequivalents.com/pl/wiki/karta-materiałowa/wyniki-próby-rozciągania-stali-i-krzywe-naprężenie-odkształcenie.md pt: https://steelequivalents.com/pt/wiki/ler-uma-ficha-técnica/resultados-do-ensaio-de-tração-do-aço-e-curvas-de-tensão-deformação.md ru: https://steelequivalents.com/ru/вики/характеристики-стали/результаты-испытаний-стали-на-растяжение-и-кривые-напряжение-деформация.md tr: https://steelequivalents.com/tr/wiki/teknik-veri-sayfası/çeliğin-çekme-testi-sonuçları-ve-gerilme-birim-uzama-eğrileri.md zh: https://steelequivalents.com/zh/维基/如何读懂材料数据表/钢材拉伸试验结果与应力-应变曲线.md ja: https://steelequivalents.com/ja/ウィキ/鋼材データシートの読み方/鋼材の引張試験結果と応力-ひずみ曲線.md ar: https://steelequivalents.com/ar/ويكي/قراءة-ورقة-البيانات/نتائج-اختبار-الشد-للفولاذ-ومنحنيات-الإجهاد-الانفعال.md ko: https://steelequivalents.com/ko/위키/강재-물성표-읽는-법/강철-인장-시험-결과-및-응력-변형률-곡선.md pt-br: https://steelequivalents.com/pt-br/wiki/ler-uma-ficha-técnica/resultados-do-ensaio-de-tração-do-aço-e-curvas-de-tensão-deformação.md hi: https://steelequivalents.com/hi/विकी/डेटाशीट-कैसे-पढ़ें/स्टील-के-तन्यता-परीक्षण-के-परिणाम-और-प्रतिबल-विकृति-वक्र.md content_hash: sha256:aa21ccc0d77f5dce02151b4fcb8fa698636734fbb12dc6c3d540e4927a189f2c generated: 2026-09-26 --- > **Machine-readable Markdown rendering.** This is a Markdown representation of a web page, > served for AI agents and crawlers as a token-efficient alternative to the full HTML. > Full interactive HTML version: https://steelequivalents.com/it/wiki/leggere-una-scheda-tecnica/risultati-della-prova-di-trazione-dell-acciaio-e-curve-sforzo-deformazione > Canonical URL: https://steelequivalents.com/it/wiki/leggere-una-scheda-tecnica/risultati-della-prova-di-trazione-dell-acciaio-e-curve-sforzo-deformazione > Available languages: en, cs, de, es, fr, hu, it, nl, pl, pt, ru, tr, zh, ja, ar, ko, pt-br, hi > Change detection: `content_hash` is the SHA-256 of this document's Markdown body — everything > below this block, whitespace-trimmed, excluding the front-matter. Compare it to detect a real > content change; `generated` moves on every render and is not a change signal. ![Risultati della prova di trazione dell’acciaio e curve sforzo-deformazione](/images/uploads/3fb9b83b-ff99-4960-931b-3f5718d36a9b/wiki-hero-a-steel-tensile-test-specimen-being-pulled-in-a-universal-testing-machine-with-t-1920x823.jpg) Leggere una scheda tecnica # Risultati della prova di trazione dell’acciaio e curve sforzo-deformazione Scopri come la geometria, la velocità di deformazione, gli standard e le misure della tensione influenzano i risultati delle prove di trazione dell’acciaio. ![Ritratto di Anders Bergström, giornalista del settore siderurgico](/images/uploads/a7d8e5bc-7cdf-409b-913b-211e63e8c441/anders-bergstr-m-1920x1920.jpg) **[Anders Bergström](/it/notizie/autore/anders-bergstrom "Anders Bergström")** Leggere una scheda tecnica 48 min di lettura Aggiornato 14 ago 2026 Verificato scientificamente In questa paginaIn questa pagina - [Che cosa misura effettivamente una prova di trazione dell’acciaio](/it/wiki/leggere-una-scheda-tecnica/risultati-della-prova-di-trazione-dell-acciaio-e-curve-sforzo-deformazione#che-cosa-misura-effettivamente-una-prova-di-trazione-dell-acciaio "Che cosa misura effettivamente una prova di trazione dell’acciaio") - [Come si calcolano la tensione ingegneristica e la deformazione ingegneristica](/it/wiki/leggere-una-scheda-tecnica/risultati-della-prova-di-trazione-dell-acciaio-e-curve-sforzo-deformazione#come-si-calcolano-la-tensione-ingegneristica-e-la-deformazione-ingegneristica "Come si calcolano la tensione ingegneristica e la deformazione ingegneristica") - [Interpretare la curva ingegneristica tensione–deformazione](/it/wiki/leggere-una-scheda-tecnica/risultati-della-prova-di-trazione-dell-acciaio-e-curve-sforzo-deformazione#interpretare-la-curva-ingegneristica-tensione-deformazione "Interpretare la curva ingegneristica tensione–deformazione") - [Resistenza allo snervamento, tensione di prova e significato di «snervamento»](/it/wiki/leggere-una-scheda-tecnica/risultati-della-prova-di-trazione-dell-acciaio-e-curve-sforzo-deformazione#resistenza-allo-snervamento-tensione-di-prova-e-significato-di-snervamento "Resistenza allo snervamento, tensione di prova e significato di «snervamento»") - [Curve ingegneristiche rispetto alle curve vere tensione–deformazione](/it/wiki/leggere-una-scheda-tecnica/risultati-della-prova-di-trazione-dell-acciaio-e-curve-sforzo-deformazione#curve-ingegneristiche-rispetto-alle-curve-vere-tensione-deformazione "Curve ingegneristiche rispetto alle curve vere tensione–deformazione") - [Come il tasso di deformazione modifica la risposta riportata dell’acciaio](/it/wiki/leggere-una-scheda-tecnica/risultati-della-prova-di-trazione-dell-acciaio-e-curve-sforzo-deformazione#come-il-tasso-di-deformazione-modifica-la-risposta-riportata-dell-acciaio "Come il tasso di deformazione modifica la risposta riportata dell’acciaio") - [Misurazione della deformazione: spostamento della traversa, estensometria e correlazione digitale delle immagini](/it/wiki/leggere-una-scheda-tecnica/risultati-della-prova-di-trazione-dell-acciaio-e-curve-sforzo-deformazione#misurazione-della-deformazione-spostamento-della-traversa-estensometria-e-correlazione-digitale-delle-immagini "Misurazione della deformazione: spostamento della traversa, estensometria e correlazione digitale delle immagini") - [Geometria dei provini, norme e fonti di dispersione dei risultati](/it/wiki/leggere-una-scheda-tecnica/risultati-della-prova-di-trazione-dell-acciaio-e-curve-sforzo-deformazione#geometria-dei-provini-norme-e-fonti-di-dispersione-dei-risultati "Geometria dei provini, norme e fonti di dispersione dei risultati") - [Come riportare e confrontare i risultati delle prove di trazione dell’acciaio](/it/wiki/leggere-una-scheda-tecnica/risultati-della-prova-di-trazione-dell-acciaio-e-curve-sforzo-deformazione#come-riportare-e-confrontare-i-risultati-delle-prove-di-trazione-dell-acciaio "Come riportare e confrontare i risultati delle prove di trazione dell’acciaio") ## Che cosa misura effettivamente una prova di trazione dell’acciaio Una prova di trazione dell’acciaio è un esperimento controllato nel quale un provino metallico viene tirato lungo un asse definito fino a quando raggiunge lo snervamento, si deforma, forma una strizione e, di norma, si rompe. La macchina registra la forza e lo spostamento; la curva sforzo–deformazione riportata viene calcolata a partire da tali misurazioni e dalle dimensioni rilevate prima e dopo la prova. Non costituisce una classificazione diretta dei gradi di acciaio indipendente dall’allestimento della prova. ![Risultati della prova di trazione dell’acciaio e curve sforzo-deformazione](/images/uploads/371d682c-32a7-4015-8630-d13051ef6c14/wiki-inline-a-labelled-flat-steel-tensile-specimen-showing-the-grips-shoulders-reduced-gauge-1520x1920.jpg)[](/images/uploads/371d682c-32a7-4015-8630-d13051ef6c14/wiki-inline-a-labelled-flat-steel-tensile-specimen-showing-the-grips-shoulders-reduced-gauge-2027x2560.avif "Ingrandisci immagine — Risultati della prova di trazione dell’acciaio e curve sforzo-deformazione")Specimen geometry and alignment define the reference dimensions used in tensile-test calculations. ### Il provino, l’asse di carico e la prova a temperatura ambiente La forma del provino modifica i parametri dimensionali utilizzati per elaborare i dati della prova di trazione. | Fattore di confronto | Provino piatto | Provino cilindrico | |---|---|---| | Sezione trasversale | Larghezza e spessore | Diametro iniziale | | Calcolo dell’area iniziale | A0 = w0t0 | A0 = πd0²/4 | | Uso tipico nell’articolo | Provini piatti per prove di trazione secondo ASTM | Provini cilindrici per prove di trazione | | Requisito fondamentale per la comunicazione dei risultati | Larghezza, spessore, lunghezza di riferimento | Diametro, lunghezza di riferimento | Tratto utile **Tratto utile** Porzione ridotta di un provino di trazione compresa tra le estremità di presa, nella quale devono avvenire la deformazione e la frattura. Il provino presenta una sezione ridotta, denominata tratto utile, tra estremità più larghe che si inseriscono nelle ganasce della macchina di prova. La sua area iniziale della sezione trasversale, A0, e la lunghezza iniziale del tratto utile, L0, devono essere misurate prima dell’applicazione del carico. I provini possono essere cilindrici o piatti e le loro dimensioni, la forma delle spalle, la configurazione delle ganasce e la lunghezza del tratto utile sono stabilite dalla norma applicabile. Un provino piatto ricavato parallelamente alla direzione di laminazione non produce necessariamente lo stesso allungamento di uno ricavato trasversalmente a tale direzione, poiché la laminazione può creare differenze direzionali nella microstruttura e nella risposta meccanica. #### Avvertenza sull’allineamento Mantenere la linea mediana del provino allineata con l’asse della macchina. Il disallineamento introduce flessione, mentre lo slittamento nelle ganasce, le spalle danneggiate o i difetti superficiali possono distorcere la risposta a trazione misurata. L’asse di carico dovrebbe passare per la linea mediana prevista del provino. Un disallineamento introduce flessione, per cui un lato del tratto utile può essere sottoposto a uno sforzo maggiore rispetto all’altro. La macchina misura quindi una risposta che riflette sia la trazione sia la flessione indesiderata. Anche lo scorrimento nelle ganasce, una spalla lavorata in modo non corretto, un danneggiamento superficiale o un contrassegno errato della lunghezza del tratto utile possono alterare il risultato. La norma ASTM E8/E8M-21 riguarda le prove di trazione dei materiali metallici a temperatura ambiente. Include procedure per determinare il carico di snervamento, l’allungamento al punto di snervamento, la resistenza a trazione, l’allungamento e la riduzione di area. Anche la norma ISO 6892-1:2019 specifica un metodo di prova di trazione a temperatura ambiente per i materiali metallici e definisce le proprietà meccaniche ottenibili da tale prova. “Temperatura ambiente” è pertanto parte della descrizione della prova, non un’ipotesi che si possa omettere. Un risultato ottenuto su un provino riscaldato o durante una prova in forno ad alta temperatura appartiene a una condizione di prova diversa. Velocità media di deformazione (s^-1) La serie NIST ASTM A1008 copre quattro ordini di grandezza nella velocità media di deformazione. Il provino viene caricato monotonicamente, ma la velocità è importante. La macchina di prova può controllare la velocità della traversa, la velocità di deformazione o un altro parametro correlato alla velocità, a seconda della norma e della procedura. I dati NIST per l’acciaio ASTM A1008 includono velocità medie di deformazione pari a 10−5, 10−3 e 10−1s−1. Questi valori differiscono di quattro ordini di grandezza. A velocità più elevate, lo sforzo di flusso misurato può cambiare e le resistenze apparenti allo snervamento e a trazione possono variare. ### Proprietà meccaniche riportate dalla prova Lo sforzo ingegneristico si calcola dividendo la forza per l’area iniziale della sezione trasversale del provino: σeng=FA0. La deformazione ingegneristica è la variazione della lunghezza del tratto utile divisa per il suo valore iniziale: εeng=L−L0L0. La Michigan Technological University e il Georgia Institute of Technology descrivono queste convenzioni utilizzando la stessa base costituita dall’area iniziale e dalla lunghezza iniziale del tratto utile. Di conseguenza, lo sforzo ingegneristico non aggiorna continuamente l’area man mano che il provino si assottiglia. Allungamento al punto di snervamento **Allungamento al punto di snervamento** Estensione plastica che si verifica in un intervallo misurabile di deformazione, durante il quale la tensione ingegneristica rimane pressoché costante o segue un andamento caratteristico del punto di snervamento. La prima parte rettilinea della curva indica un comportamento elastico proporzionale. Il DOE Fundamentals Handbook identifica il limite di proporzionalità, il carico di snervamento, la resistenza ultima e il punto di frattura su una tipica curva ingegneristica per l’acciaio strutturale. Il carico di snervamento può essere identificato da un punto di snervamento distinto oppure mediante un metodo a deformazione residua specificata, comunemente con una deformazione di prova o di offset dello 0,2% quando non compare un punto di snervamento netto. Alcuni acciai mostrano un allungamento al punto di snervamento: il provino si estende plasticamente lungo un intervallo di deformazione misurabile mentre lo sforzo rimane quasi costante o varia secondo una modalità caratteristica. La norma ASTM E8/E8M-21 include esplicitamente l’allungamento al punto di snervamento tra le grandezze determinate dalla prova. La resistenza a trazione, chiamata anche resistenza ultima a trazione in molti rapporti, è il valore massimo dello sforzo ingegneristico. Si verifica prima o intorno all’inizio della strizione localizzata. Dopo l’inizio della strizione, l’area effettiva nella zona ristretta continua a diminuire, mentre lo sforzo ingegneristico continua a utilizzare A0; pertanto, la curva tracciata può scendere anche mentre lo sforzo reale locale aumenta. Il materiale di laboratorio del MIT del 2004 distingue la resistenza a trazione ricavata da una curva sforzo–deformazione ingegneristica dalla resistenza a trazione reale, che tiene conto della riduzione della sezione trasversale. L’allungamento è l’aumento permanente della lunghezza specificata del tratto utile dopo la frattura, espresso in percentuale. Il suo valore dipende fortemente dalla lunghezza del tratto utile: una lunghezza ridotta può comprendere una quota maggiore di strizione localizzata e spesso produce una percentuale diversa rispetto a una lunghezza maggiore. La riduzione di area si calcola a partire dall’area iniziale e dalla minima area finale nella regione della frattura. Descrive la contrazione localizzata e non è intercambiabile con l’allungamento. Un esperimento della Syracuse University sull’acciaio al carbonio 1018 ha utilizzato provini piatti di trazione conformi alla norma ASTM per determinare lo sforzo di snervamento, lo sforzo ultimo e lo sforzo di rottura. Questo esempio mostra perché anche una designazione familiare come 1018 deve essere accompagnata dai dettagli relativi al provino e alla procedura. ### Perché un risultato è inseparabile dal metodo di prova #### Informazioni necessarie insieme a un valore riportato - **Materiale** Grado, condizione del prodotto, trattamento termico o lotto ove disponibili, e forma del prodotto. - **Geometria** Forma del provino, dimensioni, orientamento, area iniziale e lunghezza di riferimento. - **Condizione di prova** Temperatura, velocità di deformazione o requisito relativo alla velocità della macchina, e norma applicabile. - **Misurazione** Metodo di misurazione mediante estensometro, spostamento della traversa, estensimetro o sistema ottico. - **Definizione della proprietà** Convenzioni relative al punto di snervamento, alla tensione di prova con scostamento, alla tensione ingegneristica, alla tensione vera, all’allungamento e alla strizione. Un valore riportato come “carico di snervamento dell’acciaio: 350 MPa” è incompleto. Il lettore ha bisogno di conoscere il grado e la condizione del prodotto, la geometria del provino, la direzione di carico, l’area iniziale, la lunghezza del tratto utile, la temperatura, la velocità di deformazione o il requisito relativo alla velocità della macchina, l’estensometro o il metodo di misurazione dello spostamento, la definizione del carico di snervamento e la norma applicabile. La tecnica di misurazione può modificare la curva. Il lavoro NIST sull’ASTM A1008 ha utilizzato la correlazione digitale delle immagini per determinare lo spostamento e la deformazione alle velocità di deformazione indicate, invece di basarsi esclusivamente sulla corsa della traversa. Lo spostamento della traversa include la deformabilità della macchina e delle ganasce; non coincide automaticamente con la deformazione all’interno del tratto utile. Il National Bureau of Standards ha inoltre riferito che gli sforzi di prova negli [acciai inossidabili](/it/categorie/acciai-inossidabili "acciai inossidabili") e nei metalli non ferrosi possono essere influenzati dalla precedente deformazione plastica, dagli intervalli di riposo, dagli sforzi interni e dall’incrudimento. A velocità ancora più elevate, la distinzione diventa più netta. Un rapporto NIST sugli acciai strutturali presenta curve ad alta velocità di deformazione per un acciaio destinato a colonne perimetrali, con un carico di snervamento specificato di 50 ksi. Tali curve non possono essere confrontate direttamente con una curva di laboratorio lenta a temperatura ambiente, come se contasse soltanto il grado di acciaio. Il risultato della prova è una misurazione dell’acciaio insieme a un provino, un metodo e una condizione definiti. Eliminando tali definizioni, il numero perde il proprio significato ingegneristico. ## Come si calcolano la tensione ingegneristica e la deformazione ingegneristica Una macchina per prove di trazione registra la forza e lo spostamento, ma per ottenere una curva tensione–deformazione è necessario elaborare tali misure utilizzando le dimensioni definite del provino. Le grandezze ingegneristiche comunemente rappresentate si riferiscono al provino prima del carico, non alla sua forma, che cambia continuamente. Questa scelta rende i risultati semplici da calcolare e confrontare, purché siano indicati la geometria del provino, la lunghezza di riferimento, la norma di prova e il metodo di misura. ### Tensione ingegneristica: F divisa per l’area iniziale La tensione ingegneristica si calcola dividendo la forza di trazione applicata per l’area originale della sezione trasversale del provino: σe=FA0 La tensione e la deformazione ingegneristiche utilizzano le dimensioni originali del provino. | Grandezza | Definizione ingegneristica | Misurazione iniziale richiesta | |---|---|---| | Tensione | σe = F/A0 | Area iniziale della sezione trasversale A0 | | Deformazione | εe = (L − L0)/L0 | Lunghezza iniziale di riferimento L0 | | Area del provino piatto | A0 = w0t0 | Larghezza e spessore iniziali | | Area del provino cilindrico | A0 = πd0²/4 | Diametro iniziale | Qui, σe è la tensione ingegneristica, F è la forza di trazione e A0 è l’area della sezione trasversale misurata prima dell’inizio della prova. Per un provino piatto rettangolare, A0=w0⁢t0 dove w0 è la larghezza originale del provino e t0 è il suo spessore originale. Per un provino circolare, A0=π⁢d024 dove d0 è il diametro iniziale. La forza viene normalmente registrata in newton (N), mentre l’area può essere espressa in millimetri quadrati (mm²). La tensione risultante è quindi espressa in N/mm², numericamente equivalenti ai megapascal (MPa), poiché 1N/mm2=1MPa. Se la forza è espressa in kilonewton e l’area in millimetri quadrati, la forza deve essere convertita in newton prima di calcolare il valore in MPa. La tensione può essere riportata anche in pascal o in libbre per pollice quadrato (psi), ma la conversione delle unità deve essere applicata in modo coerente. L’uso di A0 è deliberato. Quando un provino di acciaio viene sottoposto a trazione, la sua area della sezione trasversale generalmente diminuisce prima per contrazione elastica e poi per deformazione plastica. Dopo l’inizio della strizione localizzata, la riduzione si concentra in una regione più piccola. La tensione ingegneristica non ricalcola il denominatore a ogni istante; continua a dividere la forza misurata per l’area esistente prima dell’applicazione del carico. Questa convenzione mantiene uno stato di riferimento comune per ogni punto della curva. #### Grandezza ingegneristica e grandezza vera La tensione ingegneristica continua a utilizzare l’area originale A0. La tensione vera utilizza l’area istantanea, perciò la curva ingegneristica può diminuire dopo la strizione, mentre la tensione vera locale continua ad aumentare. Il risultato non coincide con la tensione vera. La tensione vera utilizza l’area istantanea, generalmente indicata come σt=F/A, dove A è l’area locale corrente. Di conseguenza, la curva ingegneristica può diminuire dopo la forza massima, anche mentre la tensione locale in una regione soggetta a strizione continua ad aumentare. Il materiale didattico del Massachusetts Institute of Technology del 2004 distingue la resistenza a trazione ottenuta da una curva tensione–deformazione ingegneristica dalla resistenza a trazione vera, che tiene conto della riduzione della sezione trasversale. ### Deformazione ingegneristica: allungamento diviso per la lunghezza di riferimento iniziale La deformazione ingegneristica è la variazione della lunghezza di riferimento divisa per la lunghezza di riferimento originale: εe=L−L0L0 Il Georgia Institute of Technology fornisce la notazione equivalente εe=(l−l0)/l0. In queste espressioni, L0 o l0 è la lunghezza di riferimento originale, mentre L o l è la lunghezza di riferimento misurata durante la prova. La loro differenza, L−L0, è l’allungamento. La deformazione non ha un’unità fisica, perché è il rapporto tra una lunghezza e una lunghezza. Viene comunemente scritta come numero decimale oppure moltiplicata per 100 ed espressa in percentuale. Un allungamento di 0,25 mm a partire da una lunghezza di riferimento originale di 50,00 mm dà εe=0.2550.00=0.005 ossia una deformazione ingegneristica dello 0,5%. La lunghezza di riferimento originale rimane al denominatore anche dopo l’allungamento del provino, perché la deformazione ingegneristica è una variazione normalizzata rispetto alla geometria iniziale. Ciò rende il valore riportato dipendente dalla lunghezza di riferimento definita, non semplicemente dallo spostamento della traversa della macchina. Un allungamento di 2 mm corrisponde a una deformazione del 4% su una lunghezza di riferimento di 50 mm, ma soltanto del 2% su una lunghezza di riferimento di 100 mm. I risultati relativi all’allungamento non possono quindi essere confrontati correttamente quando le definizioni della lunghezza di riferimento differiscono. La Michigan Technological University definisce la deformazione ingegneristica come lo spostamento diviso per la lunghezza di riferimento iniziale, mentre per la tensione ingegneristica utilizza il carico diviso per l’area iniziale della sezione trasversale. Queste definizioni sono semplici, ma sono riproducibili soltanto quando sono noti L0, A0 e il modo in cui è stato misurato lo spostamento. ### Unità, dimensioni del provino ed elaborazione dei dati L’elaborazione dei dati inizia prima della prima lettura della forza. L’operatore registra il tipo di provino, la larghezza, lo spessore o il diametro e la lunghezza di riferimento, quindi calcola A0 a partire dalle dimensioni specificate. La macchina per prove di trazione fornisce la forza in funzione del tempo o dello spostamento. Un estensometro, un estensimetro o un sistema ottico fornisce la variazione della lunghezza di riferimento. Ogni coppia di dati registrata viene elaborata utilizzando F/A0 e (L−L0)/L0, producendo la curva tensione–deformazione ingegneristica. La misurazione dello spostamento è importante. La corsa della traversa comprende la deformazione nelle afferrature, nel telaio della macchina e in altri componenti, mentre un estensometro misura una sezione di riferimento definita. La correlazione digitale delle immagini può misurare otticamente lo spostamento e i campi locali di deformazione. Le prove condotte dal NIST su acciaio ASTM A1008 hanno esaminato velocità di deformazione medie di 10−5, 10−3 e 10−1s−1, utilizzando la correlazione digitale delle immagini per la misurazione dello spostamento e della deformazione. La curva risultante è quindi legata sia alla velocità di applicazione del carico sia al metodo di misura. \[1\] \[1\] [**Standard Specification for Tension Testing of Metallic Materials**](https://store.astm.org/e0008_e0008m-21.html). ASTM International. ASTM International standard, 2021. \[2\] \[2\] [**Metallic materials — Tensile testing — Part 1: Method of test at room temperature**](https://www.iso.org/standard/78322.html). International Organization for Standardization. ISO standard, 2019. \[3\] \[3\] [**Properties of Metals**](https://engineeringlibrary.org/reference/properties-of-metals-doe-handbook). U.S. Department of Energy. DOE Fundamentals Handbook reference. La norma ASTM E8/E8M-21 riguarda le prove di trazione a temperatura ambiente dei materiali metallici e tratta la resistenza allo snervamento, l’allungamento al limite di snervamento, la resistenza a trazione, l’allungamento e la riduzione di area. Anche la norma ISO 6892-1:2019 specifica le prove di trazione a temperatura ambiente dei materiali metallici e le proprietà meccaniche che se ne ricavano. Queste norme definiscono più delle sole equazioni: regolano la geometria del provino, l’allineamento, la lunghezza di riferimento, la velocità di applicazione del carico e le procedure di restituzione dei risultati. La curva tipica dell’acciaio strutturale del U.S. Department of Energy indica il limite di proporzionalità, la resistenza allo snervamento, la resistenza ultima e il punto di frattura, ma ciascuna di queste indicazioni dipende dal precedente processo di misurazione ed elaborazione. Una curva è riproducibile soltanto nella misura in cui lo sono le dimensioni e i metodi alla base dei suoi assi. ## Interpretare la curva ingegneristica tensione–deformazione Una curva di trazione registra il modo in cui un provino definito risponde a un carico crescente. Non costituisce una graduatoria universale dei gradi di acciaio. Il risultato riportato dipende dalla forma del provino, dall’area iniziale della sezione trasversale, dalla lunghezza calibrata, dalla velocità di applicazione del carico, dal metodo di misurazione mediante estensometro o spostamento, dalla norma di prova e dalla convenzione utilizzata per calcolare tensione e deformazione. Per una curva ingegneristica tensione–deformazione, la tensione ingegneristica è σeng=FA0 dove F è il carico applicato e A0 è l’area iniziale della sezione trasversale del provino. La deformazione ingegneristica è εeng=L−L0L0 dove L0 è la lunghezza calibrata iniziale e L è la lunghezza calibrata misurata durante il caricamento. Queste definizioni sono riportate nei materiali didattici della Michigan Technological University e del Georgia Institute of Technology. Poiché l’area e la lunghezza originali rimangono al denominatore, la curva non mostra direttamente la variazione locale di tensione e deformazione dopo che il provino comincia a contrarsi. ASTM E8/E8M-21 riguarda le prove di trazione a temperatura ambiente dei materiali metallici e la determinazione del limite di snervamento, dell’allungamento al punto di snervamento, della resistenza a trazione, dell’allungamento e della strizione. ISO 6892-1:2019 specifica un metodo di prova di trazione a temperatura ambiente e definisce le proprietà meccaniche ottenibili da tale prova. La curva deve quindi essere interpretata insieme al rapporto di prova, non separatamente da esso. ### Risposta elastica e limite di proporzionalità All’origine, sia il carico sia la deformazione sono nulli. Durante la prima parte della curva, la tensione aumenta approssimativamente in proporzione alla deformazione. Se si rimuove il carico in questa regione, il provino ritorna alle dimensioni originali, a parte piccoli errori sperimentali. Questa è una deformazione elastica: i legami atomici vengono spostati, ma il materiale non ha accumulato una variazione permanente della forma. La pendenza di questa porzione iniziale rettilinea è il modulo di Young, E: E=ΔσΔε Per un acciaio sottoposto a prova in condizioni ordinarie, questa pendenza è comunemente prossima a 200 GPa, sebbene il valore misurato possa variare in funzione dell’allineamento, della precisione dell’estensometro, della temperatura e della porzione di dati selezionata. Non deve essere confusa con il limite di snervamento. Il modulo descrive la rigidezza; il limite di snervamento descrive la tensione associata all’inizio o a una quantità specificata di deformazione plastica. Il DOE Fundamentals Handbook definisce la fine della porzione strettamente lineare come **limite di proporzionalità**. Oltre questo punto, la curva può rimanere in parte elastica, ma non è più esattamente proporzionale. Un provino scaricato appena al di sopra del limite di proporzionalità può recuperare la maggior parte della propria deformazione, conservando tuttavia un piccolo allungamento permanente. Una volta iniziata la deformazione plastica, la deformazione totale può essere considerata come la somma della deformazione elastica e della deformazione plastica: εtotale=εelastica+εplastica Questa distinzione è importante nell’interpretazione dell’allungamento. La deformazione visibile sulla macchina di prova è la deformazione totale; solo la componente elastica scompare durante lo scaricamento. ![Risultati della prova di trazione dell’acciaio e curve sforzo-deformazione](/images/uploads/8599a62e-5909-4115-b869-92538391119e/wiki-inline-an-engineering-stress-strain-curve-for-steel-showing-the-proportional-region-upp-1920x1094.jpg)[](/images/uploads/8599a62e-5909-4115-b869-92538391119e/wiki-inline-an-engineering-stress-strain-curve-for-steel-showing-the-proportional-region-upp-1920x1094.avif "Ingrandisci immagine — Risultati della prova di trazione dell’acciaio e curve sforzo-deformazione")Yield strength may come from a visible yield point or from a defined offset construction. ### Limite di snervamento e allungamento al punto di snervamento La sequenza della prova di trazione passa dalla deformazione recuperabile al flusso plastico, alla localizzazione e alla frattura. Lo snervamento segna la transizione verso un flusso plastico significativo. In un acciaio con un punto di snervamento distinto, la curva può raggiungere un punto di snervamento superiore, scendere fino a un punto di snervamento inferiore e poi proseguire attraverso una regione relativamente piatta. L’allungamento associato è chiamato **allungamento al punto di snervamento**. Il provino continua ad allungarsi mentre la tensione ingegneristica varia di poco e le bande di Lüders possono propagarsi lungo la lunghezza calibrata. Questo comportamento è comunemente associato ad alcuni acciai a basso tenore di carbonio, compresi determinati prodotti laminati piani e prodotti strutturali, ma non deve essere dato per scontato per ogni grado di acciaio o per ogni rapporto di prova. Un acciaio con snervamento continuo può non mostrare un punto di snervamento superiore o inferiore netto. La deformazione a freddo, la storia di ricottura, il carbonio e l’azoto interstiziali, l’invecchiamento, la geometria del provino e la velocità di deformazione possono modificare o eliminare la caratteristica del punto di snervamento. Quando non è possibile misurare un punto di snervamento distinto, una norma può specificare un metodo dello scostamento. La familiare tensione di prova allo 0,2% si ottiene tracciando una retta parallela alla pendenza elastica iniziale, traslata di una deformazione pari a 0,002; l’intersezione con la curva definisce il valore riportato. “Limite di snervamento” e “tensione di prova allo 0,2%” non devono essere trattati come etichette intercambiabili, a meno che la norma applicabile e il rapporto di prova non rendano esplicita tale corrispondenza. Un rapporto del National Bureau of Standards sulle tensioni di prova negli acciai inossidabili e nei metalli non ferrosi documenta gli effetti della precedente deformazione plastica, degli intervalli di riposo, della tensione interna e dell’incrudimento su tali misurazioni. Dopo lo snervamento, la deformazione plastica si accumula. Lo scaricamento in qualsiasi punto produce un recupero elastico, ma il provino rimane più lungo e, dopo un caricamento sufficiente, più stretto rispetto alle dimensioni iniziali. Il ricaricamento può seguire un percorso spostato a causa dell’incrudimento. ### Resistenza ultima a trazione, strizione e frattura Dopo l’allungamento al punto di snervamento, oppure, in presenza di snervamento continuo, quando non esiste alcun plateau, la curva generalmente torna a crescere, poiché l’incrudimento aumenta la tensione necessaria per un’ulteriore deformazione plastica. La massima tensione ingegneristica è la **resistenza ultima a trazione** (UTS), chiamata **resistenza ultima** nel DOE Fundamentals Handbook. Essa viene calcolata utilizzando l’area originale A0, anche se il provino si è già allungato e la sua sezione trasversale è cambiata. In corrispondenza della UTS, di norma inizia una deformazione localizzata. Nella sezione calibrata si forma una strizione, che concentra la deformazione in una regione più piccola. L’area effettiva nella strizione diminuisce rapidamente, per cui la tensione vera locale può continuare ad aumentare anche mentre la curva ingegneristica scende. Il ramo discendente non significa quindi che la tensione resistente locale del materiale sia semplicemente scomparsa; riflette l’utilizzo dell’area iniziale nel calcolo della tensione ingegneristica. Le note del 2004 del laboratorio di materiali per l’ingegneria civile del MIT distinguono la resistenza a trazione ricavata da una curva ingegneristica dalla resistenza a trazione vera, che tiene conto della riduzione della sezione trasversale. Questa distinzione è particolarmente importante quando si confrontano acciai duttili con diverse dimensioni della lunghezza calibrata o diverse misurazioni della strizione. Il punto finale è la frattura, identificata dal DOE Fundamentals Handbook dopo la regione di strizione. L’allungamento e la strizione riportati sono fortemente influenzati dalla lunghezza calibrata, dalla geometria del provino, dalla posizione della frattura e dal modo in cui i pezzi fratturati vengono ricomposti. L’esperimento dell’Syracuse University sull’acciaio al carbonio 1018, per esempio, ha utilizzato provini piatti di trazione conformi ad ASTM per determinare la tensione di snervamento, la tensione ultima e la tensione di rottura; tali valori descrivono quella specifica configurazione di prova, non una proprietà astratta attribuibile esclusivamente al grado di acciaio. Anche la velocità di deformazione e il metodo di misurazione modificano la curva. NIST ha riportato prove su acciaio ASTM A1008 a velocità medie di deformazione pari a 10−5, 10−3 e 10−1s−1, utilizzando la correlazione digitale delle immagini per misurare spostamento e deformazione. NIST ha inoltre pubblicato curve ad alta velocità di deformazione per un acciaio destinato a colonne perimetrali con un limite di snervamento specificato di 50 ksi. Le curve ottenute in tali condizioni non devono essere confrontate direttamente con una prova lenta a temperatura ambiente basata su estensometro senza aver prima verificato la norma e le definizioni. ## Resistenza allo snervamento, tensione di prova e significato di «snervamento» «Snervamento» non indica una caratteristica universale comune a ogni curva sforzo–deformazione dell’acciaio. Descrive la transizione da una deformazione prevalentemente recuperabile a una deformazione che permane dopo lo scarico, ma il valore riportato dipende da come si manifesta tale transizione e dalla regola richiesta dalla norma di prova. ASTM E8/E8M-21 riguarda le prove di trazione dei metalli a temperatura ambiente e la determinazione della resistenza allo snervamento, dell’allungamento al punto di snervamento, della resistenza a trazione, dell’allungamento e della riduzione di area. ISO 6892-1:2019 specifica un metodo comparabile per le prove di trazione a temperatura ambiente, ma le definizioni e i requisiti di rendicontazione devono comunque essere ricavati dalla norma applicabile, anziché essere dedotti da un grafico familiare. Le consuete grandezze ingegneristiche impongono già una convenzione. La tensione ingegneristica è F/A0, dove F è il carico e A0 è l’area iniziale della sezione trasversale del provino; la deformazione ingegneristica è (l−l0)/l0, basata sulla lunghezza iniziale di riferimento l0. La Michigan Technological University e la Georgia Tech descrivono queste definizioni. Una resistenza allo snervamento riportata si riferisce quindi a un provino, a una geometria, a una definizione della lunghezza di riferimento, a una velocità di carico, a un sistema di misurazione e a un’interpretazione specificata, non a una curva astratta separata dalla prova. ### Comportamento al punto di snervamento e resistenza allo snervamento definita Alcuni acciai a basso tenore di carbonio mostrano un fenomeno di punto di snervamento evidente. La curva raggiunge un punto di snervamento superiore, scende e prosegue quindi attraverso una regione inferiore, relativamente piatta, di deformazione plastica. Durante questo allungamento, le bande di Lüders possono muoversi lungo la lunghezza di riferimento. In una risposta di questo tipo, il materiale sembra «snervarsi» attraverso un evento riconoscibile; pertanto, la resistenza allo snervamento superiore o inferiore, l’allungamento al punto di snervamento e le grandezze correlate possono essere riportati in conformità al metodo applicabile. Altri acciai non mostrano una brusca caduta del carico. Gli acciai inossidabili, molti gradi ad alta resistenza e gli acciai sottoposti a condizioni diverse possono passare gradualmente dalla deformazione elastica a quella plastica. Non esiste un singolo punto difendibile da selezionare semplicemente cercando una curvatura. Anche il limite di proporzionalità, che indica la fine della rigorosa proporzionalità tra tensione e deformazione, non coincide automaticamente con la resistenza allo snervamento. Il Fundamentals Handbook del U.S. Department of Energy colloca il limite di proporzionalità, la resistenza allo snervamento, la resistenza ultima e il punto di frattura su una tipica curva ingegneristica dell’acciaio strutturale, ma tali etichette rappresentano proprietà distinte. La distinzione è importante perché una curva può apparire liscia e tuttavia produrre un valore di snervamento definito formalmente. ASTM E8/E8M-21 consente di riportare i risultati sulla base del comportamento al punto di snervamento quando tale comportamento è presente e utilizza procedure specificate quando è assente. Anche ISO 6892-1:2019 definisce le proprietà meccaniche ottenibili mediante la prova, ma il suo metodo e il parametro selezionato controllano il risultato. Un grafico da solo non può stabilire quale definizione sia stata utilizzata. ### Tensione di prova e costruzioni con offset #### Come si costruisce la tensione di prova allo 0.2% 1. **1. Determinare la pendenza elastica** Determinare la pendenza iniziale della curva tensione–deformazione. 2. **2. Impostare lo scostamento** Traslare una retta parallela fino a una deformazione di 0.002, equivalente allo 0.2%. 3. **3. Individuare l’intersezione** L’intersezione tra la retta di scostamento e la curva di carico definisce la tensione di prova. 4. **4. Comunicare il metodo** Indicare la norma, il simbolo, lo scostamento, la determinazione della pendenza e la procedura di accettazione. La tensione di prova fornisce un sostituto riproducibile quando non esiste un punto di snervamento evidente. La prova registra la curva di carico, quindi identifica la tensione che produce una deformazione permanente specificata dopo lo scarico. Una costruzione comune è il metodo dell’offset dello 0,2%: si traccia una retta parallela alla pendenza elastica iniziale a partire da una deformazione pari a 0,002, e la sua intersezione con la curva fornisce la tensione di prova allo 0,2%, spesso indicata con Rp0.2 nella notazione in stile ISO. Il simbolo esatto, l’offset, la determinazione della pendenza e la procedura di accettazione dipendono dalla norma e dalla specifica del materiale. Si tratta di una costruzione, non di un evento fisico improvviso che si verifica esattamente allo 0,2% di deformazione. Una tensione di prova allo 0,2% e un punto di snervamento inferiore rispondono a domande diverse. La prima chiede quale tensione corrisponda a un criterio definito di deformazione residua; il secondo identifica una caratteristica della risposta al carico osservata nel materiale. Definire entrambi semplicemente come «resistenza allo snervamento» può nascondere tale differenza. Il rapporto del National Bureau of Standards sulle tensioni di prova negli acciai inossidabili e nei metalli non ferrosi mostra perché i risultati relativi alla tensione di prova richiedano un’interpretazione accurata. Una precedente deformazione plastica può modificare la curva di carico successiva, e un provino lasciato riposare prima del ricarico può mostrare una tensione di prova diversa da quella di un provino sottoposto a prova in modo continuo. Anche le tensioni interne influenzano l’apparente inizio della deformazione permanente: le tensioni residue di trazione e di compressione possono fare sì che una direzione inizi a snervarsi prima dell’altra. Di conseguenza, la tensione di prova riportata è sensibile alla storia del provino, non soltanto alla composizione della lega. Le scelte di misurazione aggiungono un ulteriore livello di complessità. Le indagini di NIST secondo ASTM A1008 hanno utilizzato velocità medie di deformazione pari a 10−5, 10−3 e 10−1s−1, con correlazione digitale delle immagini per lo spostamento e la deformazione. Si tratta di prove sostanzialmente diverse, anche quando il grado nominale rimane invariato. Una lettura dello spostamento della traversa può includere la cedevolezza della macchina e degli afferraggi, mentre un estensometro montato sulla lunghezza di riferimento o un sistema di correlazione digitale delle immagini misura una grandezza diversa. ### Incrudimento, intervalli di riposo e tensione interna Dopo il flusso plastico iniziale, l’acciaio tende comunemente a incrudire: per ottenere ulteriore deformazione plastica è necessaria una tensione crescente, perché le interazioni tra dislocazioni aumentano la resistenza alla deformazione. La curva cresce quindi dopo un plateau di snervamento o dopo l’intersezione corrispondente alla tensione di prova. Tale crescita non rappresenta un altro punto di snervamento. È la variazione della tensione di flusso di un materiale la cui microstruttura e il cui stato di tensione interna sono già stati modificati. Se si scarica un provino incrudito, una parte della deformazione si recupera, mentre la deformazione plastica permane. Il ricarico può seguire un percorso elastico spostato e può produrre una tensione di prova apparente più elevata. Un intervallo di riposo può consentire processi di recupero o cambiamenti associati all’invecchiamento per deformazione, per cui la risposta successiva non deve necessariamente coincidere con quella del ricarico immediato. Il rapporto del National Bureau of Standards sulla tensione di prova tratta questi effetti come variabili sperimentali fondamentali, non come disturbi secondari. Per questo motivo, l’affermazione «l’acciaio A ha una resistenza allo snervamento maggiore dell’acciaio B» è significativa solo quando i due valori condividono la norma di prova, la temperatura, la velocità di deformazione, la geometria del provino, la definizione della lunghezza di riferimento e il criterio di snervamento. Il rapporto di NIST sull’acciaio strutturale, per esempio, presenta curve ad alta velocità di deformazione per un acciaio destinato a colonne perimetrali, specificato con una resistenza allo snervamento di 50 ksi; tale designazione non rende il valore intercambiabile con una tensione di prova allo 0,2% determinata mediante una prova lenta. Lo snervamento è una definizione riportata applicata a una risposta misurata. Senza entrambe le componenti, il numero è incompleto. ## Curve ingegneristiche rispetto alle curve vere tensione–deformazione Un grafico di una prova di trazione non mostra un’unica proprietà del materiale, evidente di per sé. La sua forma dipende in parte dal modo in cui la forza, l’allungamento e le dimensioni del provino vengono convertiti in tensione e deformazione. La norma ASTM E8/E8M-21 riguarda le prove di trazione a temperatura ambiente dei materiali metallici e la determinazione del carico di snervamento, dell’allungamento al limite di snervamento, della resistenza a trazione, dell’allungamento e della strizione. La norma ISO 6892-1:2019 specifica un metodo comparabile di prova di trazione a temperatura ambiente per i materiali metallici e definisce le proprietà meccaniche ottenute da tale prova. Nessuna delle due norme elimina la necessità di specificare quale convenzione tensione–deformazione sia stata utilizzata. La tensione ingegneristica si calcola dividendo la forza applicata per l’area originale della sezione trasversale del provino: σeng=FA0 La deformazione ingegneristica utilizza la lunghezza iniziale di riferimento: εeng=L−L0L0 Queste definizioni sono riportate nei testi didattici della Michigan Technological University e della Georgia Tech, dove Georgia Tech esprime la tensione ingegneristica come F/A0 e la deformazione ingegneristica come (l−l0)/l0. Durante la prova, il provino può diventare notevolmente più sottile e più lungo, ma il calcolo ingegneristico continua a utilizzare A0 e L0. Questa scelta rende i risultati facili da confrontare, a condizione che vengano riportati anche la geometria del provino, la lunghezza di riferimento, la norma e la procedura di prova. ### Perché la tensione ingegneristica può diminuire dopo l’inizio della strizione Prima dell’inizio della strizione, la deformazione è approssimativamente uniforme lungo la lunghezza di riferimento. L’intera sezione ridotta sostiene il carico e l’incrudimento plastico può aumentare la forza necessaria per un ulteriore allungamento. Su una curva ingegneristica, ciò produce un aumento della tensione dopo lo snervamento, fino a quando il carico raggiunge il suo valore massimo. Dividendo questo carico massimo per A0 si ottiene la resistenza ultima a trazione ingegneristica, spesso chiamata resistenza a trazione o resistenza ultima. La strizione modifica il modello di deformazione. Una regione locale comincia a contrarsi più rapidamente rispetto al resto della lunghezza di riferimento, creando nella strizione un’area della sezione trasversale più piccola. Dopo questo punto, il provino non si deforma più uniformemente. L’incrudimento continua ad aumentare la tensione di flusso locale, ma la riduzione dell’area può diminuire il carico totale più rapidamente di quanto l’incrudimento aumenti la tensione necessaria per deformare il materiale. Poiché la macchina di prova registra il carico e la tensione ingegneristica è semplicemente il carico diviso per il valore invariato A0, la tensione ingegneristica rappresentata nel grafico diminuisce. Questa diminuzione non significa che la deformazione si sia arrestata o che il materiale abbia improvvisamente perso ogni resistenza al flusso plastico locale. Significa che il carico globale sostenuto dal provino è diminuito. Il materiale locale all’interno della strizione può comunque essere soggetto a tensioni e deformazioni crescenti. Il Fundamentals Handbook del U.S. Department of Energy identifica il limite di proporzionalità, il carico di snervamento, la resistenza ultima e il punto di frattura su una tipica curva ingegneristica tensione–deformazione per l’acciaio strutturale; il ramo discendente tra la resistenza ultima e la frattura è quindi una caratteristica della rappresentazione scelta, non una mappa diretta del comportamento uniforme del materiale in ogni punto del provino. La distinzione è importante quando si confrontano qualità di materiale o prove diverse. Un acciaio con una resistenza ultima a trazione ingegneristica più elevata non sostiene automaticamente una tensione locale maggiore in ogni fase della deformazione successiva alla strizione. Il risultato dipende anche dall’area iniziale, dalla forma del provino, dalla lunghezza di riferimento, dalla velocità di carico, dall’allineamento e dalla posizione in cui viene misurata la deformazione. ![Risultati della prova di trazione dell’acciaio e curve sforzo-deformazione](/images/uploads/c5b8563f-3d70-4998-8aaa-46aa21974455/wiki-inline-a-steel-tensile-specimen-shown-before-loading-during-uniform-elongation-and-afte-1920x1288.jpg)[](/images/uploads/c5b8563f-3d70-4998-8aaa-46aa21974455/wiki-inline-a-steel-tensile-specimen-shown-before-loading-during-uniform-elongation-and-afte-1920x1288.avif "Ingrandisci immagine — Risultati della prova di trazione dell’acciaio e curve sforzo-deformazione")Engineering stress uses the original area, while true stress uses the current load-bearing area. ### Area istantanea e tensione vera Le curve ingegneristiche e vere descrivono la stessa prova utilizzando riferimenti diversi per area e lunghezza. | Convenzione | Definizione della tensione | Definizione della deformazione | Limitazione principale | |---|---|---|---| | Ingegneristica | σeng = F/A0 | εeng = (L − L0)/L0 | Utilizza l’area e la lunghezza di riferimento originali | | Vera | σtrue = F/Ai | εtrue = ln(L/L0) | Richiede la geometria attuale e dati sulla deformazione locale | | Conversione uniforme | σtrue = σeng(1 + εeng) | εtrue = ln(1 + εeng) | Più difendibile prima o durante la deformazione uniforme; inaffidabile dopo la strizione | La tensione vera utilizza l’area che sostiene il carico in quell’istante: σtrue=FAi dove Ai è l’area istantanea della sezione trasversale. La deformazione vera è comunemente definita integrando l’allungamento incrementale sulla lunghezza corrente: εtrue=ln⁢(LL0) Per una deformazione uniforme, le grandezze ingegneristiche e vere possono essere messe in relazione mediante: σtrue=σeng⁢(1+εeng) e εtrue=ln⁢(1+εeng) Queste conversioni sono utili solo finché la deformazione rimane sufficientemente uniforme e le ipotesi necessarie sono valide. Non costituiscono una correzione generale applicabile a ogni punto successivo alla strizione. \[4\] \[4\] [**Civil Engineering Materials Laboratory: Laboratory 2**](https://ocw.mit.edu/courses/1-103-civil-engineering-materials-laboratory-spring-2004/e9253657127a6630f10b61b392b1d2d9_lab_2.pdf). Massachusetts Institute of Technology. MIT OpenCourseWare laboratory material, 2004. Il riferimento del 2004 del Civil Engineering Materials Laboratory del MIT distingue esplicitamente la resistenza a trazione ricavata da una curva ingegneristica tensione–deformazione dalla resistenza a trazione vera, che tiene conto della riduzione della sezione trasversale. La differenza può essere considerevole in prossimità della frattura, perché l’area locale della strizione può essere molto più piccola di A0. Se una forza di 20 kN agisce su un’area iniziale di 100mm2, la tensione ingegneristica è pari a 200 MPa. Se l’area effettiva della strizione in quell’istante è 50mm2, la tensione vera locale nominale basata su tale area è pari a 400 MPa. I due valori descrivono la stessa forza, ma definizioni diverse dell’area. La misurazione di Ai non è semplice. Un estensometro può misurare l’allungamento medio su una lunghezza di riferimento, mentre la correlazione digitale delle immagini può risolvere i campi locali di spostamento e deformazione. Nel suo lavoro sull’acciaio ASTM A1008, il NIST ha riportato prove a velocità di deformazione medie di 10−5, 10−3 e 10−1s−1, utilizzando la correlazione digitale delle immagini per misurare spostamento e deformazione. Pertanto, la curva apparente riflette sia la risposta del materiale sia il metodo di misura e la velocità di deformazione selezionati. ### Deformazione uniforme, strizione e interpretazione successiva alla strizione Una conversione convenzionale dei dati ingegneristici tensione–deformazione in dati veri tensione–deformazione è più giustificata durante la deformazione uniforme e fino all’inizio della strizione. Il carico ingegneristico massimo indica il consueto inizio della strizione diffusa sotto carico di trazione, sebbene il comportamento locale e la struttura del materiale possano complicare tale interpretazione. Prima di questo punto, un’unica misura dell’area e un’unica misura sulla lunghezza di riferimento possono rappresentare ragionevolmente gran parte del provino attivo. Dopo l’inizio della strizione, il campo di deformazione diventa fortemente localizzato. La sezione trasversale varia lungo la strizione, la superficie sviluppa una curvatura e lo stato di tensione non è più puramente uniassiale. Il materiale vicino alla strizione può essere soggetto a tensioni trasversali oltre che alla tensione assiale. Di conseguenza, moltiplicare la tensione ingegneristica per 1+εeng dopo il carico massimo non consente di ricostruire una curva locale affidabile della tensione vera. La conversione successiva alla strizione richiede dati appropriati sulla geometria e sulla deformazione locale: per esempio, il diametro minimo o l’area minima della strizione in evoluzione, misure locali della deformazione e, ove necessario, una correzione per la curvatura della strizione e per il conseguente stato di tensione triassiale. Una misura dell’area di frattura può supportare i calcoli della strizione, ma non ricostruisce l’intera storia successiva alla strizione. L’uso acritico delle equazioni relative alla deformazione uniforme può quindi attribuire valori fisicamente fuorvianti al ramo discendente. I rapporti dovrebbero specificare se le curve sono ingegneristiche o vere, come sono state misurate l’area e la deformazione e in quale punto la strizione rende non valide le ipotesi di uniformità. Questa precisione è particolarmente importante quando si confrontano risultati ordinari a temperatura ambiente con dati ad alta velocità; per esempio, un rapporto del NIST sull’acciaio strutturale presenta curve ad alta velocità di deformazione per un acciaio destinato alle colonne perimetrali, con un carico di snervamento specificato di 50 ksi. L’etichetta della curva è solo l’inizio. Sono le sue definizioni e le condizioni di prova a determinare il significato dei valori rappresentati. ## Come il tasso di deformazione modifica la risposta riportata dell’acciaio Il tasso di deformazione è la velocità alla quale un provino a trazione viene deformato, normalmente espressa in secondi reciproci (s⁻¹). In qualsiasi descrizione della prova, deve essere indicato insieme al grado dell’acciaio, alla geometria del provino, alla temperatura e alla convenzione tensione–deformazione. Una curva misurata a 10−5s−1 non è automaticamente intercambiabile con una misurata a 10−1s−1, anche quando entrambi i provini provengono dalla stessa colata di acciaio. La ragione è tanto fisica quanto procedurale. La deformazione plastica richiede il movimento delle dislocazioni, e tale movimento interagisce con il tempo disponibile per superare gli ostacoli, sviluppare concentrazioni locali di tensione e distribuire la deformazione lungo la lunghezza utile. La curva riportata può quindi cambiare nella regione di snervamento, nella pendenza post-snervamento, nella resistenza ultima a trazione e nella duttilità apparente. L’entità di ciascuna variazione deve essere stabilita per il materiale e per le condizioni di prova; non dovrebbe essere trattata come una percentuale universale valida per tutti gli acciai. ### La serie di prove a diversi tassi di deformazione dell’ASTM A1008 condotta dal NIST NIST ha sottoposto acciaio ASTM A1008 a prove con velocità medie di deformazione pari a 10^-5, 10^-3 e 10^-1 s^-1. Strong evidence Uno studio del National Institute of Standards and Technology rende concreto il confronto utilizzando acciaio ASTM A1008. Le prove sono state condotte a tassi medi di deformazione pari a 10−5, 10−3 e 10−1s−1. Questi tassi coprono quattro ordini di grandezza, sebbene le denominazioni delle prove comprendano tre condizioni discrete anziché una legge materiale continua. I dati risultanti mostrano perché una didascalia della curva che omette il tasso di deformazione sia incompleta. La condizione più lenta rappresenta una deformazione accumulata in un intervallo di tempo relativamente lungo, mentre 10−1s−1 impone la deformazione molto più rapidamente. La variazione non consiste semplicemente in uno spostamento orizzontale del grafico. L’inizio dello snervamento e la successiva risposta al flusso plastico possono spostarsi, e la forma della curva può cambiare man mano che la deformazione plastica diventa più localizzata. Di conseguenza, una resistenza allo snervamento riportata a un determinato tasso può differire da un valore ottenuto a un altro tasso, anche se viene utilizzato lo stesso calcolo della tensione ingegneristica. Il NIST ha inoltre utilizzato la correlazione digitale delle immagini (DIC) per misurare spostamento e deformazione. Questo dettaglio è importante. Un segnale di spostamento della traversa include la deformabilità della macchina e può comprendere deformazioni al di fuori della sezione utile prevista; la DIC può misurare lo spostamento locale della superficie e rivelare la concentrazione della deformazione. Due laboratori possono quindi riportare curve di deformazione dall’aspetto diverso perché hanno misurato grandezze fisiche diverse, non perché l’acciaio si sia comportato diversamente. Le consuete definizioni ingegneristiche restano importanti. La tensione ingegneristica è il carico diviso per l’area iniziale della sezione trasversale del provino, F/A0, mentre la deformazione ingegneristica è la variazione della lunghezza utile divisa per la lunghezza utile iniziale, (l−l0)/l0, come descritto dal Georgia Tech e dalla Michigan Technological University. Tali definizioni non eliminano la dipendenza dal tasso di deformazione. Stabilizzano soltanto il modo in cui il carico e lo spostamento misurati vengono convertiti nelle coordinate riportate sul grafico. ### Sensibilità al tasso di deformazione nel comportamento di snervamento e di flusso Lo snervamento è particolarmente sensibile al modo in cui una prova viene eseguita e interpretata. La norma ASTM E8/E8M-21 riguarda le prove di trazione a temperatura ambiente e la determinazione della resistenza allo snervamento, dell’allungamento al punto di snervamento, della resistenza a trazione, dell’allungamento e della riduzione di area. Un valore di snervamento può essere ricavato da un punto di snervamento distinto, da un plateau di snervamento o da un metodo basato sull’offset, a seconda della risposta del materiale e della procedura di rendicontazione. Se il tasso di deformazione modifica la transizione dalla deformazione elastica a quella plastica, la grandezza scelta per descrivere lo snervamento può cambiare ancor prima di considerare la successiva curva di flusso. Dopo lo snervamento, il tasso di deformazione può influire sulla tensione necessaria per mantenere il flusso plastico. In una prova più rapida, il provino può richiedere una tensione maggiore a una determinata deformazione plastica rispetto a una prova più lenta. Questa affermazione descrive il tipo di risposta esaminato nella serie NIST sull’ASTM A1008, non una regola fissa valida per ogni grado di acciaio, temperatura o intervallo di tassi. L’effetto può inoltre variare lungo la curva: una variazione modesta in prossimità dello snervamento non predice la variazione nel flusso uniforme, nella strizione o nella deformazione a frattura. La posizione della misurazione aggiunge un’ulteriore fonte di apparente sensibilità al tasso di deformazione. Se la deformazione viene mediata su una lunga lunghezza utile, una strizione locale può risultare attenuata nella deformazione riportata. Se la DIC segue una regione più piccola, la localizzazione appare prima e in modo più marcato. Anche la tensione ingegneristica utilizza l’area originale, quindi non mostra la perdita istantanea di area durante la strizione. Il MIT distingue questa resistenza a trazione ingegneristica dalla resistenza a trazione vera, che tiene conto della riduzione della sezione trasversale. Il tasso di deformazione, la definizione di deformazione e la convenzione relativa all’area devono pertanto essere considerati congiuntamente. ### Prove quasi-statiche e dati ad alto tasso di deformazione La maggior parte delle normali prove di trazione a temperatura ambiente è di tipo quasi-statico. Le norme ASTM E8/E8M-21 e ISO 6892-1:2019 definiscono i metodi a temperatura ambiente per i materiali metallici, ma un metodo normalizzato non rende indipendente dal tasso ogni risultato. La velocità di prova, il metodo di controllo del tasso di deformazione, la lunghezza utile, l’estensometro o il sistema DIC e la definizione della proprietà selezionata influenzano comunque la risposta riportata. Le prove strutturali ad alto tasso di deformazione costituiscono un confronto diverso. Un rapporto del NIST sull’acciaio strutturale presenta curve tensione–deformazione a trazione ad alto tasso di deformazione per un acciaio destinato a colonne perimetrali, con una resistenza allo snervamento specificata di 50 ksi. Tali curve riguardano condizioni di carico molto lontane da quelle di una prova di trazione ordinaria di laboratorio. Il loro scopo è descrivere la risposta dell’acciaio in condizioni di deformazione rapida rilevanti per l’analisi di eventi strutturali, non sostituire una curva di qualificazione a temperatura ambiente. Una curva quasi-statica non dovrebbe essere sovrapposta a quel set di dati ad alto tasso e interpretata come una semplice graduatoria delle resistenze. I provini, i tassi di carico, la strumentazione e, possibilmente, le procedure di elaborazione delle curve possono differire. Anche quando entrambi i grafici utilizzano tensione ingegneristica e deformazione ingegneristica, la corrispondenza degli assi non rende identico l’esperimento. La regola pratica è rigorosa: confrontare le curve solo quando i tassi di deformazione coincidono, oppure dichiarare chiaramente i tassi e discutere la differenza come parte del risultato. Un valore di trazione privo del relativo tasso di deformazione è una misurazione parziale. ## Misurazione della deformazione: spostamento della traversa, estensometria e correlazione digitale delle immagini Una macchina per prove di trazione non misura direttamente la deformazione, a meno che non sia installato un dispositivo per la misurazione della deformazione o non venga utilizzato un metodo ottico. La sua misurazione principale è la forza, mentre la traversa registra l’entità dello spostamento dell’elemento mobile della macchina. Tale distanza può essere convertita in una deformazione apparente, ma non corrisponde automaticamente all’allungamento della sezione calibrata in acciaio del provino. ### Deformazione riferita alla lunghezza di riferimento e spostamento della macchina La deformazione ingegneristica è definita a partire da una lunghezza di riferimento specificata: εeng=L−L0L0 dove L0 è la lunghezza di riferimento iniziale e L è la distanza attuale tra i riferimenti di misura. La tensione ingegneristica utilizza l’area iniziale della sezione trasversale: σeng=FA0 Queste definizioni sono riportate in materiali didattici della Michigan Technological University e del Georgia Institute of Technology, nei quali la tensione ingegneristica è espressa come F/A0 e la deformazione ingegneristica come (L−L0)/L0. La lunghezza di riferimento specificata è importante. Una lunghezza di riferimento maggiore media la deformazione su una quantità più ampia di materiale e normalmente produce un allungamento misurato diverso rispetto a una lunghezza più breve, in particolare dopo l’inizio della strizione. Lo spostamento della traversa include elementi ulteriori rispetto all’estensione del provino. Una parte del movimento deriva dalla deformazione elastica del telaio di carico, degli afferraggi, degli elementi filettati di fissaggio, della cella di carico e di altri componenti della macchina. Questa cedevolezza del sistema può rendere la deformazione calcolata eccessivamente elevata se la lettura della traversa viene divisa direttamente per la lunghezza di riferimento del provino. L’assestamento e lo scorrimento negli afferraggi costituiscono un’ulteriore fonte di estensione apparente. Anche piccoli movimenti delle ganasce possono influire sensibilmente su un provino corto o sulla parte iniziale a bassa deformazione della curva. Anche l’allineamento modifica il risultato. La flessione causata da un carico eccentrico può far sì che un lato del provino si estenda più dell’altro, mentre l’attrito o un serraggio non uniforme possono ridistribuire la tensione in prossimità delle spalle. Di conseguenza, una macchina può produrre una registrazione regolare di forza e spostamento anche quando la sezione di riferimento non si deforma in modo uniforme. Gli estensometri riducono questi problemi misurando la distanza tra due punti direttamente sul provino. Tuttavia, è ancora necessario controllarne la lunghezza di riferimento, il metodo di fissaggio, la classe di accuratezza e il momento di rimozione. La norma ASTM E8/E8M-21 riguarda le prove di trazione a temperatura ambiente dei materiali metallici e tratta il carico di snervamento, l’allungamento al punto di snervamento, la resistenza a trazione, l’allungamento e la riduzione di area. La norma ISO 6892-1:2019 specifica un metodo di prova di trazione a temperatura ambiente per i materiali metallici e definisce le proprietà ricavabili da tale prova. Nessuna delle due norme trasforma lo spostamento della traversa in un valore universale di deformazione: la proprietà riportata resta legata alla geometria del provino, alla definizione della lunghezza di riferimento, all’allestimento della prova e alla procedura di misurazione. La distinzione diventa cruciale dopo il raggiungimento della resistenza a trazione massima. La tensione ingegneristica continua a utilizzare A0, anche se la sezione del provino si è contratta. Le note del laboratorio sui materiali del MIT del 2004 distinguono questa resistenza a trazione ingegneristica dalla resistenza a trazione vera, che tiene conto della variazione dell’area della sezione trasversale. Anche lo spostamento della traversa diventa una descrizione inadeguata della deformazione locale una volta formata una strizione, perché l’estensione si concentra in una regione ridotta invece di distribuirsi uniformemente lungo la lunghezza di riferimento. ![Risultati della prova di trazione dell’acciaio e curve sforzo-deformazione](/images/uploads/4ef16e67-05d4-4c1e-a88c-347e41b12408/wiki-inline-digital-image-correlation-measuring-strain-concentration-on-a-speckled-steel-ten-1920x1434.jpg)[](/images/uploads/4ef16e67-05d4-4c1e-a88c-347e41b12408/wiki-inline-digital-image-correlation-measuring-strain-concentration-on-a-speckled-steel-ten-1920x1434.avif "Ingrandisci immagine — Risultati della prova di trazione dell’acciaio e curve sforzo-deformazione")Digital image correlation reveals local strain fields that a crosshead reading or long-gauge average can hide. ### Correlazione digitale delle immagini nello studio del NIST Nella sua ricerca sull’acciaio ASTM A1008, il National Institute of Standards and Technology ha utilizzato la correlazione digitale delle immagini (DIC) per misurare spostamento e deformazione. La DIC segue il movimento di un motivo superficiale registrato in immagini successive. Il software confronta piccole regioni dell’immagine, spesso denominate sottoinsiemi, e calcola il loro spostamento tra i fotogrammi; le derivate spaziali di tali spostamenti forniscono i campi di deformazione. Questo metodo differisce dalla lettura di un singolo estensometro. Un estensometro restituisce la variazione della distanza tra punti definiti, mentre la DIC può calcolare lo spostamento in numerosi punti distribuiti sulla superficie visibile del provino. Lo studio del NIST ha esaminato velocità medie di deformazione pari a 10−5, 10−3 e 10−1s−1. Poiché sia la velocità di deformazione sia la tecnica di misurazione influenzano la risposta registrata, le curve risultanti non dovrebbero essere interpretate come una graduatoria dei materiali indipendente dalle condizioni di prova. La DIC non sostituisce la misurazione della forza effettuata dalla macchina per prove di trazione. La forza proviene comunque dalla cella di carico e il calcolo della tensione richiede ancora una definizione dell’area. La DIC fornisce invece una misurazione della deformazione risolta spazialmente, che può essere associata alla forza per identificare le zone in cui il provino si estende, snerva o concentra la deformazione. È un metodo utilizzato in studi specifici, compreso lo studio del NIST sull’ASTM A1008, non un requisito secondo cui ogni prova di trazione ASTM debba utilizzare l’imaging ottico. ### Campi di deformazione locale in prossimità della strizione e della frattura Prima dello snervamento, la deformazione può essere quasi uniforme lungo una sezione di riferimento correttamente allineata. La deformazione plastica può rimanere ampiamente distribuita per un certo periodo, soprattutto in un provino con geometria stabile e condizioni superficiali adeguate. In seguito, la deformazione diventa non uniforme. Si sviluppa una strizione, l’area locale della sezione trasversale diminuisce e la deformazione locale aumenta più rapidamente della deformazione media riferita alla lunghezza di riferimento. Un estensometro convenzionale fornisce una media calcolata sulla propria lunghezza di riferimento. Tale media può nascondere una banda ristretta nella quale si verifica la maggior parte dell’estensione plastica. La DIC rende direttamente visibile questo cambiamento: le mappe della deformazione assiale mostrano l’inizio della localizzazione, il suo spostamento o sviluppo e la forte concentrazione attorno alla strizione. In prossimità della frattura, il campo può variare bruscamente su distanze molto inferiori alla lunghezza di riferimento originale. L’allungamento finale misurato riaccostando le due metà fratturate non è quindi intercambiabile con la deformazione locale sulla superficie di frattura. Questa distinzione spiega anche perché una curva possa diminuire dopo la resistenza a trazione massima ingegneristica mentre il materiale vicino alla strizione continua a incrudirsi. Il carico diminuisce perché la riduzione dell’area supera l’aumento della tensione di flusso locale. Un’interpretazione in termini di tensione vera richiede l’area variabile, mentre una misurazione ottica a campo intero contribuisce a mostrare dove si verificano la riduzione dell’area e la concentrazione della deformazione. La curva tipica dell’acciaio strutturale del U.S. Department of Energy indica il limite di proporzionalità, il carico di snervamento, la resistenza massima e il punto di frattura, ma tali punti caratteristici assumono significato solo quando sono definite le misurazioni sottostanti dello spostamento e dell’area. ## Geometria dei provini, norme e fonti di dispersione dei risultati Una curva di trazione è in parte una registrazione del provino e della configurazione di prova, non soltanto del tipo di acciaio. Due laboratori possono sottoporre a prova acciai al carbonio 1018 nominalmente identici e riportare valori diversi di tensione di snervamento, tensione ultima o tensione di rottura se utilizzano misure differenti della sezione trasversale, lunghezze di riferimento, velocità di deformazione o metodi diversi per rilevare la deformazione. L’esperimento dell’Università di Syracuse sull’acciaio al carbonio 1018 dimostra questo aspetto utilizzando provini piatti per trazione conformi alle norme ASTM, al fine di determinare la tensione di snervamento, la tensione ultima e la tensione di rottura. Tali valori sono significativi soltanto se accompagnati dalle dimensioni del provino e dalle convenzioni di calcolo adottate. ASTM E8/E8M-21 riguarda le prove di trazione a temperatura ambiente sui materiali metallici e la determinazione del carico di snervamento, dell’allungamento al punto di snervamento, della resistenza a trazione, dell’allungamento e della riduzione di area. ISO 6892-1:2019 specifica un metodo di prova di trazione a temperatura ambiente e definisce le proprietà meccaniche ricavabili da tale prova. Le norme sono correlate, ma un risultato identificato soltanto come “resistenza a trazione ASTM” o “allungamento ISO” è incompleto se non vengono indicati anche il tipo di provino, le dimensioni, la velocità di prova e il metodo di reporting. ### Provini piatti ASTM e dimensioni della lunghezza di riferimento Un provino piatto ASTM presenta un corpo più largo, una sezione ridotta di riferimento ed estremità maggiorate per il serraggio. La sezione ridotta deve contenere la frattura, mentre i raggi di raccordo limitano la concentrazione delle tensioni tra la lunghezza di riferimento e le spalle. Le configurazioni standard e quelle di dimensioni ridotte hanno larghezze, spessori, lunghezze di riferimento e dimensioni delle estremità differenti. Una geometria piatta ASTM comunemente utilizzata prevede una lunghezza di riferimento di 50 mm e una larghezza di riferimento di 12,5 mm, ma tale dimensione non deve essere presunta per ogni provino. La geometria piatta ASTM dichiarata nell’esperimento di Syracuse deve essere mantenuta insieme ai relativi risultati, anziché essere sostituita da una generica descrizione come “provino a osso di cane”. La lunghezza di riferimento non coincide con la lunghezza totale della striscia metallica. È la lunghezza iniziale marcata o definita dall’estensometro sulla quale viene calcolata la deformazione ingegneristica. La deformazione ingegneristica è εeng=L−L0L0, dove L0 è la lunghezza iniziale di riferimento. Una lunghezza di riferimento maggiore distribuisce generalmente la deformazione misurata su una quantità maggiore di materiale e può produrre una percentuale di allungamento riportata più bassa quando la stessa regione interessata dal fenomeno di strizione domina la deformazione finale. Di conseguenza, “18% di allungamento” non ha un significato chiaro senza indicare la lunghezza di riferimento utilizzata. Anche lo spessore e la larghezza del provino influenzano il risultato. Un piccolo errore in una delle due dimensioni modifica l’area iniziale calcolata e, di conseguenza, modifica ogni valore della tensione ingegneristica. Segni di lavorazione, bave, intagli sui bordi, surriscaldamento, incrudimento residuo e corrosione possono causare prematuramente la frattura. Un provino ricavato trasversalmente rispetto alla direzione di laminazione può non corrispondere a uno ricavato longitudinalmente, poiché la laminazione modifica la tessitura e la distribuzione delle inclusioni e dei difetti. ### Misurazione dell’area, allineamento e serraggio La tensione ingegneristica utilizza l’area originale della sezione trasversale: σeng=FA0. Questa è la convenzione descritta dalla Michigan Technological University e dal Georgia Tech, dove A0 viene misurata prima del caricamento. L’area iniziale dovrebbe essere determinata nella sezione di riferimento, utilizzando strumenti calibrati e registrando i valori dello spessore e della larghezza, anziché le dimensioni nominali del disegno. Se il provino è rastremato, deformato o localmente sottodimensionato, una misurazione effettuata in una sola posizione può nascondere la sezione che controlla il comportamento. Misurazioni multiple lungo la lunghezza di riferimento forniscono una verifica. L’allineamento è altrettanto importante. La linea mediana del provino dovrebbe coincidere con l’asse di carico. Un disallineamento angolare o un serraggio non uniforme introducono flessione, facendo sì che un bordo sopporti una tensione maggiore dell’altro. La curva risultante può mostrare uno snervamento o una frattura prematuri anche se il carico medio della macchina appare ragionevole. Gli afferraggi devono bloccare le estremità maggiorate senza slittare, schiacciare o segnare la sezione ridotta. Gli afferraggi zigrinati possono danneggiare un provino piatto sottile; un serraggio insufficiente può produrre uno spostamento che l’estensometro interpreta come deformazione. Il rapporto di prova dovrebbe identificare l’estensometro o il metodo di misurazione dello spostamento, la relativa lunghezza di riferimento e, se applicabile, il punto di rimozione dell’estensometro. Le prove eseguite dal NIST su acciaio ASTM A1008 hanno utilizzato la correlazione digitale delle immagini e hanno esaminato velocità di deformazione medie pari a 10−5, 10−3 e 10−1s−1. La variazione della velocità e quella del metodo di misurazione fanno parte dell’esperimento riportato, non sono semplici dettagli di contesto del laboratorio. Un acciaio strutturale con limite di snervamento specificato di 50 ksi, sottoposto a prova ad alta velocità di deformazione come documentato in un rapporto del NIST sugli acciai strutturali, non può essere confrontato direttamente con una curva ottenuta lentamente in laboratorio senza dichiarare tale differenza. ### Allungamento e riduzione di area dopo la frattura L’allungamento viene comunemente calcolato dopo la frattura, riunendo i frammenti e misurando la distanza finale tra i riferimenti di misura: A=Lf−L0L0×100⁢%. Si tratta dell’allungamento totale sulla lunghezza di riferimento specificata. Esso comprende l’estensione uniforme prima della strizione e l’estensione localizzata all’interno della strizione. La regione locale vicina alla frattura può estendersi in misura notevole, mentre alcune porzioni della lunghezza di riferimento si estendono molto poco. Una lunghezza di riferimento breve cattura quindi una quota maggiore della deformazione associata alla strizione e può fornire una percentuale più elevata rispetto a una lunghezza di riferimento maggiore sullo stesso provino fratturato. La riduzione di area misura la contrazione della sezione trasversale nella zona di strizione: RA=A0−AfA0×100⁢%, dove Af è l’area minima in corrispondenza della frattura. Non è un altro nome per indicare l’allungamento. Un provino duttile di acciaio 1018 può mostrare una notevole riduzione di area anche quando il suo allungamento misurato sulla lunghezza di riferimento differisce da quello riportato in un altro studio. Anche la tensione di rottura dell’esperimento di Syracuse dovrebbe essere identificata in base alla convenzione di calcolo adottata, generalmente come carico di frattura diviso per l’area originale se si tratta di un valore ingegneristico. La tensione di frattura reale utilizza invece l’area ridotta nella zona di strizione. Il MIT distingue la resistenza a trazione ricavata da una curva ingegneristica dalla resistenza a trazione reale, che tiene conto della riduzione della sezione trasversale. Ogni rapporto di prova dovrebbe pertanto indicare la lunghezza di riferimento, A0, l’area finale quando utilizzata, la posizione della frattura, il metodo di misurazione della deformazione e se la tensione e la deformazione sono grandezze ingegneristiche o reali. ## Come riportare e confrontare i risultati delle prove di trazione dell’acciaio Una curva di trazione è comparabile soltanto nella misura in cui lo sono le informazioni che la accompagnano. Un grafico che mostra la tensione in funzione della deformazione può nascondere differenze nella forma del provino, nella lunghezza di riferimento, nella velocità di prova, nel posizionamento dell’estensometro e nella convenzione adottata per la tensione. Tali differenze possono modificare il limite apparente di snervamento, l’altezza del picco di resistenza a trazione e l’allungamento riportato, senza che l’acciaio in sé sia cambiato. ### Informazioni minime da accompagnare a una curva Ogni curva dovrebbe identificare esattamente la designazione dell’acciaio così come fornita o specificata, ad esempio ASTM A1008, ASTM A36, SAE J403 1018 oppure EN [1.4301](/it/materiali/numero-materiale/1.4301 " — composizione, corrispondenze e norme"). È importante indicare anche la forma del prodotto: lamiera, piastra, barra, filo, tubo o provino lavorato ricavato da un prodotto saldato non mostrano necessariamente la stessa risposta. Ove disponibile, registrare l’identificazione della colata o del lotto, insieme allo spessore o al diametro, alle condizioni superficiali e a qualsiasi trattamento termico. Indicare l’orientamento del provino rispetto alla direzione di laminazione, forgiatura, estrusione o saldatura. Le definizioni “longitudinale” e “trasversale” non sono intercambiabili. Includere la geometria del provino: sezione piana o circolare, larghezza, spessore o diametro, dimensioni della sezione ridotta, dettagli delle spalle e dei raccordi, nonché la lunghezza iniziale di riferimento L0. Il valore dell’allungamento è incompleto senza la relativa lunghezza di riferimento. Un allungamento del 25% misurato su una lunghezza di riferimento di 50 mm non può essere confrontato direttamente con un 25% misurato su una lunghezza diversa. Indicare la norma di prova applicabile e la relativa edizione. ASTM E8/E8M-21 riguarda le prove di trazione a temperatura ambiente dei materiali metallici e la determinazione della resistenza allo snervamento, dell’allungamento al punto di snervamento, della resistenza a trazione, dell’allungamento e della riduzione di area. ISO 6892-1:2019 specifica un metodo di prova di trazione a temperatura ambiente per i materiali metallici e definisce le proprietà meccaniche ottenibili da tale prova. Queste norme riguardano misurazioni simili, ma i requisiti relativi ai provini, i metodi di controllo, le regole di calcolo e le convenzioni di presentazione dei risultati devono comunque essere verificati, anziché essere considerati identici. La temperatura deve figurare accanto alla curva, non in una nota a piè di pagina separata. Riportare la temperatura di prova e specificare se è stata controllata o semplicemente misurata. Indicare la velocità di deformazione, la velocità della traversa, la velocità di applicazione della tensione o la modalità di controllo, compreso il punto in cui la macchina è passata dal controllo della forza al controllo della deformazione. Le prove NIST sull’acciaio ASTM A1008 hanno esaminato velocità di deformazione medie pari a 10−5, 10−3 e 10−1s−1, utilizzando inoltre la correlazione digitale delle immagini per lo spostamento e la deformazione. La velocità e il metodo di misurazione erano variabili sperimentali. Descrivere come è stata ottenuta la deformazione: estensometro, spostamento della traversa, correlazione digitale delle immagini oppure valore calcolato. Lo spostamento della traversa comprende la deformazione della macchina e degli afferraggi; non equivale automaticamente alla deformazione nella lunghezza di riferimento. Indicare la lunghezza di riferimento dell’estensometro, la risoluzione, il punto di rimozione e se è stato rilevato il restringimento locale. Specificare se gli assi riportano grandezze nominali o vere. La tensione nominale è F/A0, dove F è il carico e A0 è l’area iniziale; la deformazione nominale è (L−L0)/L0, come descritto dalla Michigan Technological University e dal Georgia Tech. La tensione vera utilizza l’area istantanea, mentre la deformazione vera accumula le variazioni incrementali della lunghezza. Il MIT distingue la resistenza a trazione ricavata da una curva nominale dalla resistenza a trazione vera, che tiene conto della riduzione della sezione trasversale. Il rapporto dovrebbe definire la convenzione adottata per il limite di snervamento o la tensione di prova: carico di snervamento superiore o inferiore, tensione di prova allo 0,2% di offset, altro offset, limite di proporzionalità oppure valore ottenuto mediante un algoritmo specificato. Riportare la resistenza a trazione, l’allungamento uniforme se misurato, l’allungamento totale e la relativa lunghezza di riferimento, la riduzione di area e le osservazioni sulla frattura. Registrare la posizione del collo, i labbri di taglio, l’aspetto a coppa e cono, le fessurazioni, la delaminazione e se la frattura si è verificata all’interno della lunghezza di riferimento. ### Confrontare i gradi senza mescolare le definizioni Non classificare i gradi collocando in un unico grafico curve ottenute con procedure diverse e interpretando la linea più alta come quella dell’acciaio più resistente. Una curva ottenuta da una barra a sezione circolare e una ottenuta da una lamiera possono riflettere orientamenti e condizioni di vincolo differenti. Una lunghezza di riferimento ridotta può produrre un allungamento totale diverso rispetto a una lunghezza di riferimento maggiore. Un’elevata velocità di deformazione può aumentare la tensione di flusso misurata; i risultati NIST sull’ASTM A1008 a 10−5, 10−3 e 10−1s−1 dimostrano perché la velocità debba accompagnare il risultato. Le curve NIST ad alta velocità di deformazione per un acciaio destinato a colonne perimetrali, con una resistenza allo snervamento specificata di 50 ksi, rispondono a una domanda ingegneristica diversa rispetto a una prova quasi statica a temperatura ambiente. Le convenzioni relative all’area possono invertire le conclusioni apparenti dopo la formazione del collo. La tensione nominale continua a dividere il carico per A0, quindi normalmente diminuisce dopo il carico massimo. La tensione vera utilizza la sezione che si restringe e può continuare ad aumentare durante una parte della formazione del collo. Definire il picco nominale come “resistenza a trazione vera” significa confondere due grandezze diverse. Anche le norme definiscono le modalità di misurazione del limite di snervamento, della tensione di prova, dell’allungamento e della riduzione di area. Il U.S. Department of Energy identifica il limite di proporzionalità, la resistenza allo snervamento, la resistenza ultima e il punto di frattura su una tipica curva nominale, ma tali punti denominati non specificano un’unica procedura universale di calcolo. Il confronto tra gradi è difendibile soltanto quando la forma del provino, la direzione, la temperatura, la velocità, le definizioni e la norma sono allineate, oppure quando le differenze sono corrette e qualificate esplicitamente. ### Un flusso di lavoro per un’interpretazione rigorosa Iniziare dal file grezzo forza-spostamento, non dall’immagine pubblicata. Controllare la frequenza di campionamento, i carichi a zero, l’assestamento degli afferraggi, la rimozione dell’estensometro, la cedevolezza della macchina e gli eventuali dati eliminati o sottoposti a livellamento. Verificare che le unità della forza e dello spostamento non siano state convertite due volte. Verificare quindi i dati dimensionali. Misurare nuovamente o controllare la larghezza, lo spessore o il diametro registrati, l’area iniziale, la lunghezza di riferimento e l’area minima finale. Piccoli errori nell’area influenzano ogni valore della tensione nominale; gli errori nella lunghezza di riferimento influenzano la deformazione e l’allungamento. Ricostruire quindi la curva a partire dai dati grezzi, utilizzando le definizioni nominali o vere dichiarate. Contrassegnare il limite di proporzionalità, il limite di snervamento o la tensione di prova, il carico massimo, l’allungamento uniforme, il punto di frattura e la riduzione di area mediante il metodo dichiarato. Confrontare tali punti con quelli riportati nel rapporto, non semplicemente con la linea tracciata nel grafico. Infine, esaminare l’incertezza e la posizione della rottura. Includere la dispersione tra prove ripetute, l’incertezza dimensionale, l’accuratezza dell’estensometro, la variazione di temperatura e la variazione della velocità. Non attribuire le differenze alla metallurgia prima di avere verificato gli artefatti di prova, l’orientamento del provino e le osservazioni relative al collo o alla frattura. Solo a quel punto si dovrebbero attribuire le differenze alla composizione, al processo produttivo, alla microstruttura o all’incrudimento. ## Riferimenti 1. \[1\] ASTM International. [Standard Specification for Tension Testing of Metallic Materials](https://store.astm.org/e0008_e0008m-21.html). ASTM International standard, 2021. [](/it/wiki/leggere-una-scheda-tecnica/risultati-della-prova-di-trazione-dell-acciaio-e-curve-sforzo-deformazione#wiki-cite-ref-1) https://store.astm.org/e0008\_e0008m-21.html 2. \[2\] International Organization for Standardization. [Metallic materials — Tensile testing — Part 1: Method of test at room temperature](https://www.iso.org/standard/78322.html). ISO standard, 2019. [](/it/wiki/leggere-una-scheda-tecnica/risultati-della-prova-di-trazione-dell-acciaio-e-curve-sforzo-deformazione#wiki-cite-ref-2) https://www.iso.org/standard/78322.html 3. \[3\] U.S. Department of Energy. [Properties of Metals](https://engineeringlibrary.org/reference/properties-of-metals-doe-handbook). DOE Fundamentals Handbook reference. [](/it/wiki/leggere-una-scheda-tecnica/risultati-della-prova-di-trazione-dell-acciaio-e-curve-sforzo-deformazione#wiki-cite-ref-3) https://engineeringlibrary.org/reference/properties-of-metals-doe-handbook 4. \[4\] Massachusetts Institute of Technology. [Civil Engineering Materials Laboratory: Laboratory 2](https://ocw.mit.edu/courses/1-103-civil-engineering-materials-laboratory-spring-2004/e9253657127a6630f10b61b392b1d2d9_lab_2.pdf). MIT OpenCourseWare laboratory material, 2004. [](/it/wiki/leggere-una-scheda-tecnica/risultati-della-prova-di-trazione-dell-acciaio-e-curve-sforzo-deformazione#wiki-cite-ref-4) https://ocw.mit.edu/courses/1-103-civil-engineering-materials-laboratory-spring-2004/e9253657127a6630f10b61b392b1d2d9\_lab\_2.pdf **Risultati della prova di trazione a colpo d’occhio** Norme a temperatura ambiente ASTM E8/E8M-21; ISO 6892-1:2019 Velocità di deformazione NIST ASTM A1008 10^-5, 10^-3 e 10^-1 s^-1 Scostamento comune della tensione di prova 0.2% Modulo di Young tipico dell’acciaio Circa 200 GPa Tensione di snervamento specificata dell’acciaio strutturale ad alta velocità di deformazione 50 ksi [Torna a Leggere una scheda tecnica](/it/wiki/leggere-una-scheda-tecnica "Leggere una scheda tecnica — Steel Wiki")