Come già ampiamente descritto su LinkedIn, una cella di carico, in estrema sintesi, si può definire uno strumento che rileva la deformazione meccanica di un oggetto in maniera indiretta, leggendola in millivolt o in V e trasformandola nella corretta unità di misura. Questo oggetto è generalmente costituito da un corpo metallico. Al corpo della cella di carico vengono applicati uno o più estensimetri che leggono la deformazione meccanica di compressione o trazione subita dal materiale tramite la variazione di resistenza elettrica causata dalla deformazione stessa.
Analizziamo ora meglio le caratteristiche dei materiali costituenti il corpo metallico. Esso è realizzato, per le varie applicazioni, con i seguenti materiali:
- Acciaio
- Acciaio inox
- Acciaio inox martensitico
- Alluminio
- Leghe di alluminio
L’acciaio è una lega ferrosa composta principalmente da ferro e carbonio, quest’ultimo in percentuale non superiore al 2,06%; oltre tale limite, le proprietà del materiale cambiano e la lega assume la denominazione di ghisa.
Gli acciai inossidabili o Inox dal francese inoxydable o Stainless Steel dall’inglese (acciaio “senza macchia”) o infine Rostfrei dal tedesco (senza ruggine), sono caratterizzati da una maggior resistenza all’ossidazione e alla corrosione, specie in aria umida o in acqua dolce, rispetto ai cosiddetti “acciai al carbonio” (o comune acciaio non legato).
L’acciaio inossidabile martensitico ha caratteristiche meccaniche molto elevate ed è ben lavorabile alle macchine; è l’unico acciaio inossidabile che può essere sottoposto a tempra, trattamento termico atto ad ottenere una maggiore rigidezza e ad aumentarne le proprietà meccaniche (carico di rottura, carico di snervamento, durezza). Anch’esso ha una struttura cristallina cubica a corpo centrato (CCC) che, similmente alla famiglia ferritica, lo rende magnetico.
Gli acciai inossidabili martensitici sono leghe al cromo (dall’11 al 18% circa) con carbonio relativamente elevato (fino a 1,1% in peso), contenenti piccole quantità di altri elementi.
I tipici elementi di lega in essi presenti sono: manganese, silicio, cromo e molibdeno; può essere aggiunto zolfo per migliorarne la lavorabilità con macchine per asportazione di truciolo, con parziale discapito comunque delle caratteristiche meccaniche.
L’alluminio è un metallo leggero ma resistente. La sua densità è di 2,71 g/cm³, a cui corrisponde un peso specifico di circa un terzo dell’acciaio e del rame.
Altre proprietà salienti dell’alluminio sono:
- eccellente resistenza alla corrosione e durata;
- alta conducibilità termica ed elettrica (circa due terzi di quella del rame);
- eccellente malleabilità e duttilità, grazie alle quali può essere lavorato facilmente;
- elevata plasticità;
- basso potere radiante.
Leghe di alluminio
Per migliorare le caratteristiche meccaniche si aggiungono all’alluminio determinati quantitativi di elementi alliganti. Per quanto riguarda le leghe metalliche formate dall’alluminio, le peculiarità in comune per tutte sono:
- Bassa temperatura di fusione (compresa tra i 510 ed i 650 °C);
- Bassa densità, compresa tra 2,66 e 2,85 g/cm³;
- Elevatissima conducibilità elettrica e termica;
- Contenuto di alluminio maggiore del 70%.