Quando una cricca intergranulare può causarti un danno enorme

 

Motivexlab Risultati in 24 oreOggi lascio la parola al dottor Fabrizio Ostorero, che ha condotto una failure analysis su un particolare che presentava una cricca superficiale…
Un cliente appena ha visto che un suo particolare presentava una cricca, ossia una crepa superficiale, si è giustamente allarmato e ha subito richiesto al mio laboratorio una serie di analisi per scoprire la Il cliente in questione, grazie al lavoro di Fabrizio, ha potuto conoscere l’esito dell’indagine per la ricerca delle cause di rottura in 24 ore, e così ha potuto limitare i danni, scegliendo l’azione correttiva più efficace per la sua situazione.

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Se si fosse rivolto a un laboratorio generalista, che fa le prove per tutti i settori, dal ferroviario, all’avio, alle costruzioni, al settore energia, il mio cliente a quest’ora starebbe ancora aspettando i risultati delle analisi.
Invece, affidandosi a un laboratorio specializzato nella soluzione delle problematiche del settore automotive, che grazie a questa focalizzazione, ha messo a punto una procedura validata e garantita per la consegna in 24 ore dei risultati delle prove, ha potuto immediatamente mettere in sicurezza i suoi impianti e ora sa che materiale dovrà scegliere per le sue lavorazioni future.

Se vuoi sapere come ha fatto, continua a leggere la relazione di Fabrizio.

“Un’azienda che si occupa di saldature automatizzate per il settore automotive ci ha chiesto delle analisi su un componente che presentava una difettosità superficiale poco visibile ma potenzialmente dannosa: una cricca.
Essa si presenta sostanzialmente come una crepa, ma è difficile da apprezzare ad occhio nudo; con un esame più attento (macrografia, liquidi penetranti, magnetoscopia) è possibile osservarla.
Nel nostro caso, la cricca si manifestava sulla superficie di un braccio di un robot usato nelle saldature per resistenza a sovrapposizione.
Tale difettosità è pericolosa in quanto potrebbe portare ad una frattura vera e propria del particolare.

Dopo aver verificato che le caratteristiche meccaniche e composizionali del materiale del braccio rientrassero nei requisiti (in particolare si trattava di una lega di rame CuNi2Si, con riferimento alla norma EN 12449), ho deciso di procedere effettuando un’analisi più approfondita sulla cricca.
Inizialmente ho prelevato un campione trasversalmente, proprio in corrispondenza della crepa; ho eseguito poi un’analisi allo stereomicroscopio che mi ha permesso di capire che la cricca si era propagata lungo tutta la sezione del pezzo, e non aveva quindi solamente interessato la superficie!
Ho deciso poi di procedere con un attacco chimico sulla superficie del metallo; questa operazione si effettua per mettere in risalto la microstruttura.
Dopo un’attenta lucidatura a specchio si deposita un agente chimico (nel nostro caso cloruro ferrico) sulla superficie del campione in modo da indurre una sottile corrosione superficiale che rende osservabile e caratterizzabile la struttura del materiale.

L’esame al microscopio ottico che ho eseguito mi ha permesso di ottenere una prima informazione molto importante; le dimensioni dei grani (ovvero i cristalli che formano il metallo) erano enormi!
Per farvi capire: nella valutazione della dimensione di questi cristalli di solito si fa riferimento alla norma UNI EN ISO 643, mediante il confronto con delle immagini tipo.
La dimensione, secondo la normale classificazione, parte da un minimo di 00 (immaginate cristalli aventi dimensioni medie di circa 0,5 mm) fino ad arrivare a 10 od anche oltre (casi in cui le dimensioni medie sono inferiori ai 10 µm, ovvero 500 volte più piccole!).
Nel nostro caso i grani erano talmente grossi da essere visibili senza problemi ad occhio nudo!
La dimensione di ogni singolo cristallo era superiore ad 1 mm, pertanto si era ad un livello inferiore allo 00 (quindi non classificabile).

Un’ulteriore informazione molto importante che ho ricavato da questo esame è stato comprendere che la cricca si è propagata in modo “intergranulare” ovvero, semplicemente, tra un grano e l’altro.
Tra i cristalli infatti vi sono degli spazi, chiamati bordi di grano, che possiamo immaginare come fossero dei confini.
Essi sono essenzialmente dei difetti, in quanto alterano la continuità e l’omogeneità del materiale e, come in questo caso, permettono a delle crepe di propagarsi.

Adesso mi restava solamente un dubbio, ovvero che a provocare questa cricca fossero state delle contaminazioni esterne.
Spesso infatti capita che elementi estranei, per un motivo o per l’altro, si insedino nel materiale base e, data la loro natura differente, spesso causano anche problemi.
Per poter avere una risposta ho dovuto effettuare un’analisi col microscopio elettronico a scansione (SEM); questo speciale microscopio, rispetto a quelli ottici tradizionali, non sfrutta la luce come sorgente di informazioni ma gli elettroni, che sono portatori di numerose informazioni sul materiale dal quale derivano.
E’ possibile infatti osservare la morfologia tridimensionale del campione e, in accoppiata ad una microsonda EDS, è possibile anche effettuare un’analisi micro composizionale del materiale che permette di discriminare gli elementi presenti.
Dopo aver effettuato due analisi su due zone diverse della cricca, ho potuto concludere che gli unici elementi presenti ed osservabili fossero quelli del materiale base; non ho osservato nessuna contaminazione esterna, quindi ho potuto escludere questa eventuale causa.

Alla fine, ho potuto quindi terminare la relazione con le mie personali conclusioni sulla formazione della cricca; essa si è generata a partire da una difettosità superficiale e l’enorme dimensione dei grani cristallini ha fatto sì che non trovasse ostacoli ed abbia quindi potuto propagarsi liberamente lungo tutta la sezione del braccio.
Se, al contrario, i grani cristallini fossero stati più fini, la cricca avrebbe trovato più ostacoli nel suo cammino; i cristalli si orientano casualmente nel materiale e quindi fanno si che, più il grano è fine, più le differenti orientazioni dei bordi di grano inducono una “frenata” nella propagazione delle difettosità.
Per affinare il grano, solitamente si deve sottoporre il materiale a specifici trattamenti termici.

Dott. Fabrizio Ostorero”

Spero che la relazione di Fabrizio possa esserti utile per comprendere alcuni fenomeni metallografici.
Se però sei troppo occupato con il tuo lavoro di responsabile qualità di un’azienda che fornisce le principali case automobilistiche, e non hai tempo di approfondire le tematiche più tecniche, non ti devi preoccupare.
Quello del tecnico di laboratorio metallurgista non è il tuo lavoro.
Tu, quando ti trovi tra le mani un particolare rotto, devi preoccuparti solo di affidarlo a un laboratorio prove che sia in grado di analizzarlo e di dirti quali sono le cause del problema.
Se le risposte ti arriveranno in 24 ore, potrai immediatamente chiudere la non conformità con l’azione più appropriata, mettendo in sicurezza il tuo processo produttivo e limitando i danni.
Se invece ti affiderai a un laboratorio che non è strutturato per fornirti i risultati delle analisi in poco tempo, ti troverai non solo a dover gestire tutti i problemi legati alla rottura del tuo componente, ma anche quelli sui quali proprio non dovresti perdere tempo.
Ossia, perdere tempo ed energie per sollecitare i risultati delle analisi al laboratorio e poi perdere giorni e giorni per metterti in contatto con qualcuno che sappia spiegarti chiaramente di chi è la colpa della rottura.
Il mio consiglio è sempre quello di mantenere la calma e la lucidità e di non metterti nella condizione di dover rincorrere i risultati delle prove di laboratorio.
Quindi, quando devi gestire una non conformità su un tuo prodotto e devi fare un’indagine sulle cause di rottura, scegli un labortaorio che ha una procedura garantita di consegna dei rapporti di prova in 24 ore.

Te l’ho già detto che ormai in laboratorio mi chiamano Miss 24, perché ho l’ossessione delle 24 ore?
Da anni studio i 20 anni di attività del laboratorio e i processi alla base della consegna di oltre 43 mila report, per scoprire un metodo sicuro e garantito che permette a chi come te, deve risolvere velocemente una non conformità per il settore automotive, di ricevere i risultati delle prove entro 24 ore.
Sì, hai capito bene, dammi 24 ore e io ti darò i risultati delle prove, garantiti, se no è gratis.
Sì, perché io so che quando hai un pezzo rotto tra le mani, devi trovare una soluzione per l’altro ieri, e non devi perdere concentrazione e lucidità per colpa del laboratorio che non ti consegna i risultati in fretta e ti tocca sollecitare e minacciare per farli muovere.
Tutto questo mentre tutti intorno a te ti fanno pressione perché i costi della non conformità stanno lievitando e il cliente minaccia addebiti da migliaia e migliaia di euro per i danni che sta creando la non conformità.

Quindi ho studiato un sistema che ti liberasse almeno dello sbattimento di dover rincorrere i risultati di prova, così puoi avere i risultati il giorno dopo che mi hai consegnato i campioni.
Visto che ho testato questo sistema per oltre 10 anni e sono certa che funziona, ci ho messo sia la faccia che i soldi. Infatti se non ricevi i report entro 24 ore, ti restituisco i soldi delle prove.
Ma sono sicura che non capiterà praticamente mai, perché la procedura che ho messo a punto per risolvere in 24 ore i problemi di clienti come te, funziona, e a dirlo non sono io, ma le decine di clienti che lo hanno provato e testimoniato.

Se vuoi vedere chi sono e cosa dicono guarda i video con le testimonianze dei miei clienti e scopri come hanno risolto i loro problemi di verifica di conformità dei materiali metallici per il settore automotive.

Se anche tu vuoi ricevere i tuoi report in 24 ore telefona allo 011 93 70 516 oppure compila il modulo qui sotto.

Passo e chiudo!

Elisabetta Ruffino

2017-05-18T10:30:11+00:00 domenica, 28 giugno , 2015|Failure analysis|

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