Dear bikers,
Nuovo del mondo MTB mi affaccio in questo affascinante e pazzo pianeta e cerco di chiarirmi le idee che, spesso, vengono offuscate dai si dice ed i "ho letto sul web".
Vi scrivo quindi per tentare di chiarir(e/mi) la tanto discussa questione materiali che, pur fondamentale (every bike has a body and every body's gotta soul e l'anima è il materiale con cui è costruita ogni corpo), spesso, ma fortunatamente non sempre, é trascurata per abbandonarsi alle grette regole di mercato (il sivende quello ci propina e quello usiamo).
I materiali utilizzati al momento sono fondamentalmente quattro: acciai/leghe di ferro, leghe di alluminio, leghe di titanio e compositi in fibra di carbonio. Vi è poi da fare un discorso a parte sul magnesio che si sta affacciando sempre di più.
Dapprima un exursus molto semplificato sullo slang:
- Tensione: è la forza applicata per unità di area, quindi a pari forza applicata (il peso del biker per esempio) su sezioni maggiori (un tubo più spesso, non con un diametro maggiore) diminuisce la tensione e quindi il materiale è meno sollecitato. Più materiale c'è, maggiore è la sezione resistente e minore sarà la tensione interna a parità di forza applicata.
Unità di misura nel Sistema Internazionale (SI): N/mm^2 (Newton su millimetro quadro) o MPa (MegaPascal) ovvero 10^6 Pascal.
- Deformazione: indica quanto il materiale, sollecitato ad un certo livello di tensione, si deforma ovvero si allunga e si contrae in seguito a trazione e compressione. E' una grandezza adimensionata.
- Modulo lineare di elasticità, o semplicemente modulo, tipicamente indicato con E, in inglese è detto modulus (dal latino..) o Young's modulus: definisce la capacità del materiale di resistere a sollecitazioni di trazione o compressione (non a flessione anche se con questo è correlato matematicamente). E' dato dalla tensione diviso la deformazione misurate su campioni di dimensioni standard fintanto che il comportamento della prova è lineare. E' una caratteristica instrinseca del materiale non della legha, ovvero cambiando la legha varia di poco.
Unità di misura nel Sistema Internazionale (SI): N/mm^2 (Newton su millimetro quadro) o MPa (MegaPascal) ovvero 10^6 Pascal.
- Damping o capacità di smorzamento: molto più difficile da definire fisicamente e geometricamente ma intuitivamente molto immediato, si tratta della capacità di un materiale di vibrare (+ o - indefinitivamente) una volta sollecitato/urtato/colpito. Provate a prendere una barretta lungha 10 cm e del diametro di 5 mm di acciaio, una di legno, un'altra di ghisa ed infine una di ottone: colpendole, urtandole noterete subito che l'ottone darà un bel suono pulito e duraturo, poi verrà l'acciao, la ghisa ed infine il legno che darà un tonfo sordo. Ed è per questo che si usano gli ottoni in musica... (vedi trombe, tromboni, sax, etc).
- Tensione massima di snervamento: è la tensione oltre la quale si esce dalla linearità della prova di trazione o compressione (usate per determinare il comportamento meccanico di un materiale). Quando una lega snerva si incrudisce, si allunga con poche variazioni della tensione applicata. Tuttavia quando si scarica il carico applicato e lo si ricarica la tensione si snervamento cambia, aumenta, e raggiunge i valori di carico che si erano raggiunti prima di scaricare il campione. Questo fenomeno, detto incrudimento per l'appunto, è legato intrinsecamente alla caratteristiche metallurgiche di un materiale ed è presente solo in materiali duttili/plastici (tipicamente metalli, ma non tutti....).
Unità di misura nel Sistema Internazionale (SI): N/mm^2 (Newton su millimetro quadro) o MPa (MegaPascal) ovvero 10^6 Pascal.
- Tensione massima di rottura: è la tensione oltra alla quale una materiale cede, si rompe. Nei materiali fragili (l'opposto di duttili, le ceramiche per esempio), in cui non c'è snervamento, si dice che cedono di schianto ovvero senza preavviso, senza deformazioni evidenti prima.
Unità di misura nel Sistema Internazionale (SI): N/mm^2 (Newton su millimetro quadro) o MPa (MegaPascal) ovvero 10^6 Pascal.
- Tenacità a frattura: è il principale indice della tendenza di un materiale ad opporsi all'avanzamento di una cricca. Ha metodologie di analisi tutte sue e particolari e richiede molta accuratezza nella misura. Tuttavia è possibile affermare quasi univocamente che i materiali duttili/plastici hanno un'elevata tenacità a frattura (ovvero quando subiscono urti non si frantumano e quando hanno un difetto interno non cedono di schianto). La progettazione aereonautica si basa proprio sulla capacità dei materiali di lavorare in presenza di difetti con un avanzamento graduale e controllato delle cricche.
Unità di misura nel Sistema Internazionale (SI): MPa*radice quadrata(m).
- Saldabilità: indice non numerabile, tecnico ma non ingegneristico della capacità di un materiale di essere saldato. E' strettamente funzione anche del metodo usato per saldare (e ce ne sono veramente tanti, laciatevelo dire, MIG, TIG, a scarica, a diffusione, a laser, tanto per citarne alcuni). Solitamente sono più saldabili materiali con scarsa tendenza all'ossidazione e bassofondenti (con ridotta temperatura di fusione). Non sono saldabili i compositi tessuti, a fibra lunga, come i compositi a fibra di carbonio.
- Resistenza a corrosione: pur importante anch'esso è un parametro tecnico non numerabile se non in casi specifici, sia per la variabilità degli ambienti corrosivi che per le differenze nelle modalità di corrosione. Ci sono tuttavia degli accorgimenti metallurgici che è opportuno prendere per ridurre la corrosione e molto spesso si è costretti a scegliere le leghe in funzione dell'ambiente in cui operano proprio per prevenirla. Negli ambienti meno corrosivi invece si ricorre a vernici o coperture da rinnovare periodicamente.
Ed ora ai materiali......
Nuovo del mondo MTB mi affaccio in questo affascinante e pazzo pianeta e cerco di chiarirmi le idee che, spesso, vengono offuscate dai si dice ed i "ho letto sul web".
Vi scrivo quindi per tentare di chiarir(e/mi) la tanto discussa questione materiali che, pur fondamentale (every bike has a body and every body's gotta soul e l'anima è il materiale con cui è costruita ogni corpo), spesso, ma fortunatamente non sempre, é trascurata per abbandonarsi alle grette regole di mercato (il sivende quello ci propina e quello usiamo).
I materiali utilizzati al momento sono fondamentalmente quattro: acciai/leghe di ferro, leghe di alluminio, leghe di titanio e compositi in fibra di carbonio. Vi è poi da fare un discorso a parte sul magnesio che si sta affacciando sempre di più.
Dapprima un exursus molto semplificato sullo slang:
- Tensione: è la forza applicata per unità di area, quindi a pari forza applicata (il peso del biker per esempio) su sezioni maggiori (un tubo più spesso, non con un diametro maggiore) diminuisce la tensione e quindi il materiale è meno sollecitato. Più materiale c'è, maggiore è la sezione resistente e minore sarà la tensione interna a parità di forza applicata.
Unità di misura nel Sistema Internazionale (SI): N/mm^2 (Newton su millimetro quadro) o MPa (MegaPascal) ovvero 10^6 Pascal.
- Deformazione: indica quanto il materiale, sollecitato ad un certo livello di tensione, si deforma ovvero si allunga e si contrae in seguito a trazione e compressione. E' una grandezza adimensionata.
- Modulo lineare di elasticità, o semplicemente modulo, tipicamente indicato con E, in inglese è detto modulus (dal latino..) o Young's modulus: definisce la capacità del materiale di resistere a sollecitazioni di trazione o compressione (non a flessione anche se con questo è correlato matematicamente). E' dato dalla tensione diviso la deformazione misurate su campioni di dimensioni standard fintanto che il comportamento della prova è lineare. E' una caratteristica instrinseca del materiale non della legha, ovvero cambiando la legha varia di poco.
Unità di misura nel Sistema Internazionale (SI): N/mm^2 (Newton su millimetro quadro) o MPa (MegaPascal) ovvero 10^6 Pascal.
- Damping o capacità di smorzamento: molto più difficile da definire fisicamente e geometricamente ma intuitivamente molto immediato, si tratta della capacità di un materiale di vibrare (+ o - indefinitivamente) una volta sollecitato/urtato/colpito. Provate a prendere una barretta lungha 10 cm e del diametro di 5 mm di acciaio, una di legno, un'altra di ghisa ed infine una di ottone: colpendole, urtandole noterete subito che l'ottone darà un bel suono pulito e duraturo, poi verrà l'acciao, la ghisa ed infine il legno che darà un tonfo sordo. Ed è per questo che si usano gli ottoni in musica... (vedi trombe, tromboni, sax, etc).
- Tensione massima di snervamento: è la tensione oltre la quale si esce dalla linearità della prova di trazione o compressione (usate per determinare il comportamento meccanico di un materiale). Quando una lega snerva si incrudisce, si allunga con poche variazioni della tensione applicata. Tuttavia quando si scarica il carico applicato e lo si ricarica la tensione si snervamento cambia, aumenta, e raggiunge i valori di carico che si erano raggiunti prima di scaricare il campione. Questo fenomeno, detto incrudimento per l'appunto, è legato intrinsecamente alla caratteristiche metallurgiche di un materiale ed è presente solo in materiali duttili/plastici (tipicamente metalli, ma non tutti....).
Unità di misura nel Sistema Internazionale (SI): N/mm^2 (Newton su millimetro quadro) o MPa (MegaPascal) ovvero 10^6 Pascal.
- Tensione massima di rottura: è la tensione oltra alla quale una materiale cede, si rompe. Nei materiali fragili (l'opposto di duttili, le ceramiche per esempio), in cui non c'è snervamento, si dice che cedono di schianto ovvero senza preavviso, senza deformazioni evidenti prima.
Unità di misura nel Sistema Internazionale (SI): N/mm^2 (Newton su millimetro quadro) o MPa (MegaPascal) ovvero 10^6 Pascal.
- Tenacità a frattura: è il principale indice della tendenza di un materiale ad opporsi all'avanzamento di una cricca. Ha metodologie di analisi tutte sue e particolari e richiede molta accuratezza nella misura. Tuttavia è possibile affermare quasi univocamente che i materiali duttili/plastici hanno un'elevata tenacità a frattura (ovvero quando subiscono urti non si frantumano e quando hanno un difetto interno non cedono di schianto). La progettazione aereonautica si basa proprio sulla capacità dei materiali di lavorare in presenza di difetti con un avanzamento graduale e controllato delle cricche.
Unità di misura nel Sistema Internazionale (SI): MPa*radice quadrata(m).
- Saldabilità: indice non numerabile, tecnico ma non ingegneristico della capacità di un materiale di essere saldato. E' strettamente funzione anche del metodo usato per saldare (e ce ne sono veramente tanti, laciatevelo dire, MIG, TIG, a scarica, a diffusione, a laser, tanto per citarne alcuni). Solitamente sono più saldabili materiali con scarsa tendenza all'ossidazione e bassofondenti (con ridotta temperatura di fusione). Non sono saldabili i compositi tessuti, a fibra lunga, come i compositi a fibra di carbonio.
- Resistenza a corrosione: pur importante anch'esso è un parametro tecnico non numerabile se non in casi specifici, sia per la variabilità degli ambienti corrosivi che per le differenze nelle modalità di corrosione. Ci sono tuttavia degli accorgimenti metallurgici che è opportuno prendere per ridurre la corrosione e molto spesso si è costretti a scegliere le leghe in funzione dell'ambiente in cui operano proprio per prevenirla. Negli ambienti meno corrosivi invece si ricorre a vernici o coperture da rinnovare periodicamente.
Ed ora ai materiali......
allora menatemi 
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Rimane un mistero per me, non le adotterei. 
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