Danneggiamento per Usura di Componenti Metallici. Di Cibaldi C.  I criteri di scelta e di trattamento degli acciai da costruzione e da utensili – Volume IV – Diagnosi dei difetti metallurgici, cap. 4. Edizione AQM, Provaglio D’Iseo anno 2010.

L’usura è una rimozione indesiderata di materiale dalle superfici in contatto, sotto azioni meccaniche. Benché non sia un danneggiamento grave come la fatica o il sovraccarico che portano rapidamente alla rottura, l’usura è un problema enormemente costoso.

L’usura è un fenomeno superficiale, che avviene per distacco e trasferimento di particelle di materiale. Poiché implica una progressiva perdita di peso e l’alterazione delle dimensioni in un dato tempo, raramente genera la frattura, che porta inevitabilmente all’improvvisa e completa avaria.

Si parla di danneggiamento da usura quando il fenomeno si è sviluppato al punto da rendere incapace un componente o un cinematismo di funzionare correttamente.

La velocità d’usura è molto diversa in presenza o in assenza di lubrificazione, sebbene i meccanismi che la governano siano gli stessi.

L’usura è generalmente un fatto negativo, ma possiede anche aspetti positivi; infatti, quando è lieve può avvisare dell’incipiente danneggiamento prima che possa degenerare in una catastrofe come, per esempio, la frattura.

Ma nel complesso è soprattutto positiva dal punto di vista sociale, perché, mettendo fuori uso quasi tutto, costringe a rimpiazzare quanto s’è deteriorato e ciò crea lavoro per milioni di persone.

Se l’usura non esistesse le ripercussioni sull’economia mondiale sarebbero disastrose; basta pensare che larga parte degli affari di tutta l’industria manifatturiera (per esempio automobili, pneumatici, tessuti e calzature, ecc.), si basa sui ricambi.

Gli utilizzatori non vorrebbero avere alcun problema d’usura e di sostituzione, ma ciò è impossibile, perché l’usura è inevitabile: la si può ritardare, ma non eliminare.

L’usura è generalmente un danneggiamento prevedibile. È ovvio che molte parti di macchina abbiano superfici che slittano o rotolano reciprocamente; pertanto ci si aspetta che prima o poi vadano in avaria, esattamente come tutti gli altri oggetti già menzionati.

In molti casi il deterioramento dei componenti meccanici può essere ridotto al minimo possibile mediante un’opportuna lubrificazione, una filtrazione continua del lubrificante, un uso di materiali tribologicamente adatti e compatibili, una corretta progettazione e mettendo in atto ogni altro accorgimento che l’ingegneria e l’esperienza hanno dimostrato utile.

Poiché le sollecitazioni sono indispensabili affinché si manifesti l’usura, devono essere considerate per prime nelle indagini per la diagnosi di difetto. Sfortunatamente, non è sempre possibile una loro valutazione quantitativa e ci si deve accontentare di quanto previsto dal progetto o di una semplice valutazione qualitativa.

Quando il danneggiamento è generato prevalentemente da un tipo d’usura, può essere diagnosticato in modo relativamente semplice. Tuttavia, nella maggior parte dei casi, il danneggiamento è il risultato della combinazione di vari tipi d’usura e come l’usura progredisce, spesso, può avvenire un cambiamento del meccanismo predominante. In questi casi la diagnosi di difetto si complica e può diventare molto difficile.

Classificazione dei diversi tipi d’usura

Generalmente l’usura da fretting e da fatica cavitazione sono classificate come fenomeni di corrosione, perché entrambe coinvolgono reazioni chimiche. Tuttavia, essendo il risultato finale di entrambe una rimozione indesiderata di materiale per contatto superficiale, prevalentemente sotto sollecitazioni meccaniche, si ritiene più corretto classificarle fra i fenomeni d’usura.