On the relationship among creep, stress relaxation and anelasticity in high temperature alloys|Sulla relazione tra creep, rilassamento e anelasticità in leghe per alta temperatura

L’impiego di un materiale strutturale a temperatura elevata richiede la caratterizzazione delle sue proprietà meccaniche. Due tra le proprietà più comunemente indagate per tale scopo sono la capacità di resistere alla deformazione da creep e di resistere al rilassamento degli sforzi. Le relative prove, eseguite a temperatura costante, consistono rispettivamente nell’applicazione di un carico costante e nella conseguente registrazione della deformazione nel tempo, e nell’imposizione di una deformazione totale e nella registrazione della diminuzione dello sforzo applicato nel tempo. I meccanismi fisici che danno luogo al creep e al rilassamento sono sostanzialmente gli stessi, e questo costituisce un potente incentivo a trovare relazioni che permettano di correlare i risultati delle prove, tanto più se si considera che le due prove hanno vantaggi e svantaggi complementari: la prova di creep ha solitamente maggior durata e minor costo, la prova di rilassamento minor durata e maggior costo. Approcci semplici, come l’ipotizzare una legge di potenza tra sollecitazione e velocità di deformazione plastica, non sono in grado di descrivere adeguatamente i risultati sperimentali, e non necessariamente solo per eccesso di semplificazione nella modellizzazione. La tecnica sperimentale di ripetere prove di rilassamento degli sforzi sul medesimo campione ha mostrato risultati promettenti nel correlare prove di creep di rilassamento che possono essere descritte da equazioni basate sul classico formalismo della meccanica del danneggiamento (Continuum Damage Mechanics, CDM). Si tenterà inoltre di chiarire il ruolo della deformazione anelastica (deformazione reversibile, come quella elastica, ma dipendente dal tempo), che assume importanza nelle fasi iniziali delle prove di creep e di rilassamento.