Determinazione delle temperature di trasformazione dei campioni di acciaio con l’aiuto dello sputtering laser

Misurando la variazione di lunghezza in funzione della temperatura, è possibile determinare la temperatura alla quale avviene una trasformazione strutturale nei campioni di acciaio. Nel metodo laser speckle, la superficie del campione viene illuminata con un laser e osservata dall’alto con una telecamera. Allo stesso tempo, il campione viene riscaldato con una bobina a induzione. Per filtrare la radiazione termica e la luce emessa dal campione incandescente viene utilizzato un laser blu e davanti alla telecamera vengono posizionati dei filtri appropriati.

Rappresentazione schematica della struttura

Misurazione

Durante la misurazione, il campione viene riscaldato induttivamente e i pattern speckle generati dal laser vengono osservati simultaneamente con la fotocamera. A seconda della velocità della misurazione, è possibile registrare fino a 50 immagini al secondo.

Valutazione

La fotocamera genera queste sequenze di immagini:

Poiché le macchioline sono causate principalmente da effetti di interferenza sulle irregolarità della superficie del campione, il movimento delle macchioline sulla superficie può essere misurato tracciando le aree definite dall’utente.
Uno speciale algoritmo basato sulla correlazione incrociata di due immagini consecutive determina il movimento delle aree nell’immagine.

Le dimensioni e la posizione delle aree possono essere selezionate liberamente dall’utente. Oltre a tracciare la distanza totale delle aree, la direzione di tracciamento può essere limitata a verticale e orizzontale.

In questo modo è possibile misurare il comportamento anisotropo di espansione dei campioni. L’espansione misurata è indipendente dall’espansione dell’asta di taglio.
Un grande vantaggio rispetto alla misurazione LVDT è che la temperatura è distribuita in modo molto più omogeneo sulla piccola area registrata dalla telecamera piuttosto che sull’intera lunghezza del campione. Ciò significa che le transizioni microstrutturali possono essere riconosciute più chiaramente rispetto all’LVDT.

Confronto con la misurazione dell'asta di spinta

Questa immagine mostra il segnale di misurazione dell’LVDT nella direzione X (nero) e il segnale di misurazione della telecamera speckle nella direzione Y (blu). I punti di inizio e fine delle transizioni di fase sono più chiaramente riconoscibili.

Misurazione di un provino in trazione

Per i campioni in trazione, la misurazione della deformazione può essere effettuata definendo diverse aree indipendenti. È possibile tracciare queste aree e misurare l’espansione tra questi punti in direzione assiale.

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