La relazione tra incrudimento e raggio interno

L’incrudimento influenza direttamente il comportamento della lamiera durante la piegatura, modificando raggio interno, ritorno elastico e sviluppo dei pezzi. Conoscere queste relazioni permette di stimare i risultati anche senza prove pratiche, ottimizzando calcoli e progettazione.

Esiste un comportamento particolarmente interessante che riguarda le leghe metalliche se sottoposte a trazione o, in generale, a deformazione plastica: l’incrudimento. Un fenomeno che, durante le numerose sessioni frontali di formazione, spiego attraverso un esempio che tutti si possono figurare.

Prendiamo tra le mani un tondino di acciaio (di 5-6 mm, ma anche un filo di ferro se preferiamo) e curviamolo al centro. Lo vedremo inarcarsi, ovviamente, a metà strada tra le nostre mani con una curva irregolare: più accentuata in centro e via via più dolce ai lati fino a che non incontra le parti piatte e non curvate.

Ci risulta ovvio il fatto che la deformazione si manifesti proprio in quella zona, in quanto le tensioni sono simmetriche e il cedimento è identico tra i lati destro e sinistro. Ora proviamo a raddrizzare il tondino. A rigor di logica, avendo le tensioni concentrate in misura maggiore di nuovo al centro, dovrebbe tornare esattamente come all’inizio: perfettamente piatto.

Tuttavia, nessuno si stupisce che ciò non avvenga: la zona maggiormente deformata in mezzo “farà di tutto” per mantenere la sua nuova forma a tal punto che si creeranno due nuove onde ai suoi lati. Cosa significa? Sostanzialmente che la zona centrale, quella che ha subìto la prima deformazione in maniera più evidente, è divenuta più resistente rispetto alla propria condizione iniziale!

Ecco spiegato il fenomeno dell’incrudimento, cioè la “tendenza ad aumentare la propria resistenza da parte di materiali che vengono deformati plasticamente”. Con un po’ di ironia si potrebbe dire che l’acciaio “reagisce” alle deformazioni aumentando la propria resistenza.

Nell’ambito delle tecnologie meccaniche, tale fenomeno è assolutamente conosciuto e lo si può osservare chiaramente dalla curva di trazione.

Che c’entra con la piegatura?

Beh, se consideriamo le fibre esterne della zona di deformazione, che vengono sottoposte a trazione, è un po’ come avere tutte piccole provette sovrapposte!

La cosa interessante è il legame che si manifesta tra la resistenza a trazione e l’ampiezza della curva che si genera nella zona deformata.