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Acciaio ad alto snervamento per perni di grosso diametro

ferrari248f1aq

Utente poco attivo
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Regione: Abruzzo
#1
Salve a tutti,
nell'ambito di un'applicazione speciale avrei bisogno di dimensionare un perno il cui diametro non può andare oltre i 110 mm e per il quale non possono essere accettate sigma ammissibili inferiori a 1100 MPa. Tale perno lavora a taglio puro, è sottoposto a fatica ed è soggetto ad elevate pressioni di rifollamento in corrispondenza degli accoppiamenti con le boccole, ragion per cui avrei necessità di disporre di elevate durezze superficiali. Le mie ricerche hanno condotto come miglior risultato il 36NiCrMo16 per il quale, tuttavia, stando alla EN 10083-3, nel range di diametri richiesti non posso andare oltre gli 800 MPa come tensione di snervamento. Ho visto che variando la temperatura di rinvenimento del materiale si può migliorare questa caratteristica, a scapito della duttilità del materiale, il che lo rende sconsigliato per la mia applicazione. Inoltre ho visto che le campagne sperimentali sui provini effettuate dai produttori conducono a risultati di gran lunga più permissivi rispetto a quelli riportati sulla norma, il che mi rende particolarmente perplesso su quali valori assumere a riferimento per il dimensionamento. Acciai speciali quali gli ETG o gli HSX invece non vengono prodotti come semilavorati per i diametri da me richiesti.
Vorrei chiedervi se avete qualche idea su come uscire da questa spinosa situazione.

Vi ringrazio per la disponibilità!
 

ferrari248f1aq

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#3
Ciao,
grazie per l'interesse. Ho visto la scheda tecnica dell'acciaio che mi hai riportato ma purtroppo si tratta di un acciaio martensitico e dunque poco raccomandato per la resistenza a fatica e l'assorbimento di urti...:frown:

Comunque anche a mio giudizio 100 mm non è un grosso diametro, ma la 10083-3 riduce drasticamente le caratteristiche meccaniche oltre questo valore...
 
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#4
prova a contattare la ditta che fornisce lo Strenx, qualche produttore d'acciai (Marcegaglia tanto per dirne una) e non escluderei qualche fonderia che magari per piccoli lotti può farti l'acciaio speciale e studiarne con te la composizione
 
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#5
Per non andare sugli acciai altoresistenziali, che sono normalmente diffusi in lamiere per settore automotive e non per barre tonde, direi che un buon acciaio può essere il 100CrMo7 http://www.lucefin.com/wp-content/files_mf/1.3537100crmo7.pdf
che é un acciaio per molle che usano tutti per fare i perni con sollecitazioni estreme e le ruote per binario per applicazioni industriali pesanti tornite da pieno e temprate.

In alternativa c'è il 42CrMo4 che temprato e rinvenuto resiste molto bene a fatica anche se il limite di snervamento é leggermente inferiore.
Ma sei sicuro che la tua applicazione sia a norma e che segua le norme di buona progettazione?
 
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#6
Giusto per intenderci se sigma ammissibile é 1100MPa, vuol dire che lo snervamento del materiale deve essere 1,5x1100=1650MPa che vuol dire Rp0,2=1650MPa....e di questi materiali, duttili, non ne esistono.....se ci sono essi fanno parte dei fragili e quindi devi valutare UTS e non Rp0,2 con in bel coefficiente 3 e non 1,5.
Puoi abbassarti con i coefficienti ma se non é una applicazione testata e nota rischi di valutare male.

Spero che tu intendeva che 1100 MPa fosse il minimo snervamento accettabile per l'applicazione.

Puoi anche decidere, se ti serve non improntare, di nitrurare la superficie di un acciaio legato bonificato abbastanza tenace.
Valuta bene prima di fare l'applicazione reale e dotati di certificati veri del materiale acquistato.
 

ferrari248f1aq

Utente poco attivo
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#7
Perdonami, intendevo la sigma ideale e non quella ammissibile. Ovviamente 1100 MPa è il limite di snervamento che va opportunamente minorato attraverso i coefficienti di sicurezza (nel mio caso è 3). Ad ogni modo vi ringrazio per le preziose risposte. Credo tuttavia che a questo punto l'unica soluzione possibile, non avendo la possibilità di realizzare un materiale su commissione, sia quella di approfondire lo studio sul comportamento a fatica per cercare di salire con la sigma ammissibile...
 
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#8
Hai intagli su perno? Stai usando il diagramma di Wohler? Che considerazioni hai fatto?
Comunque se stai sull'acciaio per molle che ti indicavo prima 100CrMo7 o più semplicemente un 100Cr6 dovresti trovarti abbastanza apposto. Bonificato, tempra superficiale, rettifica molto fine e via andare.