Un provino di forma e dimensioni standardizzate è sottoposto ad un allungamento
crescente fino alla rottura. Durante la prova si misurano e registrano, istante per istante, la forza applicata e l’allungamento subito dal provino fino ad arrivare alla rottura dello stesso. Sia la forza che l’allungamento assumono valori dipendenti dalla specifica geometria e dimensione del provino; per definire le caratteristiche del materiale, e non del provino, occorre trasformare la forza in tensione (sforzo) e l’allungamento in deformazione. La lunghezza del tratto utile del provino, secondo le norme UNI EN vigenti, è pari a:

• Lo = 5.65 sqrt(S) nel caso in cui il provino sia proporzionale corto;
• Lo = 11.30 sqrt(S) nel caso in cui il provino sia proporzionale lungo.

La scelta della tipologia lunga o di quella corta è funzione della geometria della materia prima da cui estrarre i provini, nonché delle attrezzature sperimentali di cui si dispone. La tensione nominale è definita come il rapporto tra la forza e la sezione iniziale del
provino, denominata S0, mentre la deformazione nominale è definita come il rapporto tra l’allungamento e la lunghezza iniziale del tratto utile del provino, denominato L0. Si ottiene così la curva che dipende solo dalle caratteristiche intrinseche del materiale.

Si definisce dunque deformazione nominale il rapporto:

H = (L – L0) / L0

e tensione nominale il rapporto:

V = F / S0

in cui le grandezze con pedice 0 sono le grandezze iniziali del provino, mentre
quelle senza pedice sono le grandezze valide ad ogni determinato istante della
prova. Le grandezze che si calcolano al termine della prova sono :

Modulo di Young

E=sigma/epslon nel tratto elastico lineare della curva tensioni nominali - deformazioni
nominali. E’ una grandezza progettuale fondamentale perché dalla sua conoscenza è possibile prevedere e calcolare l’entità della deformazione elastica subita da un oggetto sottoposto ad un determinato campo di forze.

Tensione di Elasticità

Definisce il livello di sforzo al di sotto del quale il comportamento del materiale è perfettamente elastico.

Tensione di Snervamento Re

Definisce il livello di sforzo (Re, simbolo UNI EN) al di sopra del quale nel materiale iniziano a manifestarsi deformazioni plastiche, cioè permanenti e irreversibili.

Tensione di Rottura Rm

E’ il valore massimo di sforzo raggiunto nella curva tensioni nominali – deformazioni nominali

Energia Assorbita

L’intera area sottesa dalla curva sforzo–deformazione è pari all’energia assorbita dal materiale, per unità di volume, prima di rompersi. Tale valore può facilmente ottenersi integrando la funzione che rappresenta i valori di tensione al variare di quelli della deformazione. Per ottenere l’energia totale bisognerà infine prendere in considerazione le dimensioni del provino ed in particolare il volume del tratto utile. L’energia assorbita è un indice della capacità del materiale di resistereagli urti senza rompersi. Tale proprietà è anche detta “tenacità”.

Allungamento Percentuale

Questa grandezza dipende strettamente dal tipo di provino utilizzato (lungo o corto)
ed indica l’allungamento del materiale. Tale valore è definito nel modo che segue,

A% = [ (Lf – L0)/L0 ] * 100

in cui Lf è la lunghezza del tratto utile al momento della rottura.

Strizione Percentuale

E’ la riduzione della sezione trasversale del provino nella zona di rottura. E’ un
indice della duttilità del materiale e si definisce come segue:

H = dH / dt

• La Fusione e la Solificazione di un Metallo