Materiali per alberi di trasmissione nel settore automobilistico
Gli alberi di trasmissione utilizzati nel settore automobilistico operano in condizioni estreme e sono soggetti a sollecitazioni meccaniche dinamiche come, picchi di coppia, rapidi cambiamenti di carico e movimenti bruschi delle sospensioni , tutti fattori che possono determinare meccanismi di cedimento altamente specifici ed condizioni di resistenza molto gravose. I guasti all’albero di trasmissione sono solitamente causati da uno o più dei seguenti fattori:
1. Sollecitazione torsionale
2. Cedimento da fatica
3. Urti o colpi eccessivi
L’utilizzo di leghe avanzate, trattamenti termici controllati e tolleranze ristrette garantisce una lunga durata anche in condizioni di carico estreme. Insieme alle ispezioni periodiche, che consentono di individuare tempestivamente eventuali segni di usura si può assicurare l’affidabilità necessaria anche nelle condizioni più estreme delle gare.
Cause più comuni di guasti legati ai materiali
1. Sollecitazione torsionale (di torsione)
- Si verifica un sovraccarico torsionale quando improvvisi picchi di coppia superano la resistenza al taglio del materiale, provocando una deformazione torsionale o una rottura, specialmente negli alberi leggeri o progettati in modo inadeguato.
- La fatica torsionale ciclica si sviluppa nel tempo quando le sollecitazioni torsionali ripetute provocano la formazione di microfessurazioni, che si propagano gradualmente e causano un cedimento catastrofico in condizioni di gara.
Elevata resistenza alla torsione: i guasti all’albero di trasmissione sono spesso causati da picchi improvvisi di coppia e da carichi di torsione ciclici.
I nostri acciai ad alte prestazioni, come il BÖHLER W460, sono progettati per garantire un’eccezionale resistenza alla torsione e una notevole tenacità interna. Queste caratteristiche consentono al materiale di assorbire carichi di coppia estremi senza sviluppare crichhe o deformazioni, rendendolo ideale per applicazioni nel settore corsedove le sollecitazioni sono più elevate.
2. Cedimento da fatica
- Si forma a seguito di ripetuti cicli di sollecitazione, durante i quali si generano microfessurazioni in corrispondenza di punti di concentrazione delle sollecitazioni, quali imperfezioni superficiali o inclusioni interne, che alla fine portano alla rottura.
- La fatica ad elevati cicli è particolarmente critica negli sport motoristici, poiché gli alberi di trasmissione sono sottoposti a carichi di torsione e flessione costanti che indeboliscono gradualmente il materiale nel tempo, anche se le sollecitazioni di picco rimangono al di sotto del limite di snervamento.
Cedimento da fatica: spesso ha origine in corrispondenza di inclusioni interne o microstrutture eccessivamente fragili sottoposte a sollecitazioni cicliche.
Gli acciai ad alte prestazioni Böhler vengono affinati tramite:
VAR (rifusione ad arco sotto vuoto)
Questo processo migliora la pulizia e l’uniformità del materiale. Acciai come il BÖHLER W460, con un intervallo di durezza controllato compreso tra 48 e 57 HRC, offrono il giusto equilibrio tra resistenza e duttilità, riducendo al minimo la formazione di cricche e aumentando la resistenza alla fatica dell’albero di trasmissione in contesti agonistici.
2. Urti o colpi eccessivi
- Gli sforzi improvvisi, causati ad esempio da cambi di marcia bruschi o da urti contro i cordoli, possono superare la resistenza dell’albero di trasmissione, innescando cricche o provocandone la rottura completa, specialmente nei materiali a bassa duttilità.
- Le sollecitazioni indotte dagli urti si scaricano spesso in corrispondenza di transizioni geometriche o difetti superficiali, dove l’applicazione improvvisa della sollecitazione può provocare cedimenti localizzati catastrofici ingare ad alta velocità.
Impatto/urto eccessivo: le sollecitazioni improvvise possono causare fratture per fragilità o cedimenti localizzati nei materiali a bassa tenacità.
I nostri acciai ad alte prestazioni, come il BÖHLER W460, sono progettati per offrire una combinazione equilibrata di elevata resistenza ed elevata tenacità. Ciò consente agli alberi di trasmissione di assorbire urti improvvisi e carichi dinamici senza innescare cricche, garantendo durata e affidabilità in condizioni di gara estreme.
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