Analisi metallografica

Oggi sono riuscito finalmente ad andare a Milano a fare le analisi. Le ruote dentate analizzate sono quelle della 3° marcia montate sull'albero della frizione e sono state tolte dalla mia moto (TTR600 del '99) e dal l'XT di Wish (Forum XT600.it). Le ruote manifestano entrambe segni di danneggiamento per fatica da contatto (pitting), solo che la mia ha girato 26'000 Km e quella di wish molti di più (50-80'000).
Per isolare un dente su cui fare l'analisi ho fatto tre tagli: uno per il lungo circa in mezzo alla ruota, e due di fianco (tipo fetta di torta) per togliere il dente. Il dente è stato poi inglobato in un blocchetto di resina fenolica per poterlo maneggiare facilmente. Tutto questo si vede nella prima foto. Dopo l'inglobamento la superficie appena tagliata del dente è stata lucidata a macchina con varie carte abrasive. Successivamente ho attaccato il campione con una soluzione di Nital (acido nitrico e alcool) per evidenziare lo strato cementato (si vede anche nelle foto che è più lucido).
A questo punto ho usato il micro durometro per misurare i profili di durezza. La prova di durezza avviene premendo una punta conica con una determinata forza sulla superficie e studiando l'impronta lasciata. Più il materiale è duro, più piccola sarà l'impronta, e misurando quest'ultima si risale alla durezza. Tutto questo avviene in una scala molto piccola e si fa al microscopio: le impronte sono grandi una 20ina di micron e sono invisibili ad occhio. Ho fatto una sequenza di misure (cucitura, in gergo) partendo dal bordo del dente (la superficie) fino a circa 1 mm in profondità, misurando ogni decimo di mm. Diagrammando i risultati quello che salta fuori è il cosiddetto profilo di durezza.
Nell'immagine ci sono i due profili a confronto, vediamo un po cosa si può dire. Si vede bene come in superficie il valore della durezza sia molto maggiore di quello a cuore: il materiale è cementato. Questo è un classico degli ingranaggi e me lo aspettavo al 100%. Il valore di durezza a cuore è uguale nelle due ruote (circa 400HV). Questo ci dice che con ogni probabilità il materiale usato è lo stesso ed è uguale anche il trattamento subito in questa zona (tempra e rinvenimento). Ora comincia la parte più critica: a parte il primo valore la cementazione del TTR è più dura e più profonda. Questo NON E' il risultato che mi aspettavo: io pensavo che il trattamento del TTR fosse peggiore di quello dell'XT, ma così non sembra. Ma c'è un ma. Il primo valore di durezza è più basso nel TT che nell'XT. Questo non lo so spiegare. Potrebbe trattarsi di un errore di misura o potrebbe essere la chiave del dilemma. Il meccanismo di danneggiamento infatti avviene proprio in quella zona, nei primi 5 centesimi di materiale. Tutto questo ovviamente l'ho scoperto a casa una volta tracciati i diagrammi e quindi non ho potuto fare nessuna prova ulteriore. La prossima volta che vado a Milano rifaccio i profili, misurando con particolare cura nei pressi della superficie. Proverò anche fare delle prove di durezza classiche su quello che resta delle ruote. Se poi è confermata la misura di oggi chiederò aiuto a qualche professorone per cercare di capire com'è possibile che ci sia un profilo di durezza così strano, e magari ci scappa anche qualche analisi al SEM (microscopio elettronico). A presto!