Indagine sperimentale sul comportamento tribologico di un acciaio da costruzione per la progettazione di un innovativo dispositivo antisismico: influenza del trattamento superficiale

In the context of developing an innovative seismic dissipation system, this work deals with the tribological characterization of an S355JR structural steel, whose surface has been preliminarily treated by different mechanical and galvanic processes. Tribological tests were performed in pin-on-disk configuration and in reciprocating motion, using values of 1 Hz and 2 Hz as the motion inversion frequency, a constant normal load of 50 N and variable test duration, according to the most frequent seismic events. The tribological system was composed of S355JR structural steel pins and disks of the same steel, which were alternatively treated by electrolytic nickel plating, electrolytic zin plating and two different shot peening processes. The results highlight that only electrolytic zinc plating may guarantee a first steady-state COF useful for the operation of the device and a friction coefficient lower than the one guaranteed by the coupling of untreated pins and disk.

Nell’ottica dello sviluppo di un innovativo sistema di dissipazione sismica, il presente lavoro riguarda la caratterizzazione tribologica di un acciaio da costruzione S355JR preventivamente sottoposto a trattamenti superficiali di tipo meccanico o galvanico. Le prove tribologiche sono state effettuate in configurazione pin-on- disk ed in modalità reciprocating, utilizzando valori di 1 Hz e 2 Hz come frequenze di inversione del moto, un carico costante di 50 N e durate variabili, scelte sulla base della statistica di eventi sismici. L’accoppiamento tribologico ha previsto l’utilizzo di pin in acciaio S355JR e dischi anch’essi realizzati con il medesimo acciaio, ma sottoposti rispettivamente a nichelatura elettrolitica, zincatura elettrolitica bianca e a due diversi trattamenti di pallinatura superficiale. I risultati hanno consentito di mettere in evidenza come la sola zincatura garantisca una finestra temporale di utilizzo coerente con le tempistiche di funzionamento del sistema di dissipazione sismica ed un coefficiente di attrito inferiore a quello garantito dall’accoppiamento di pin e dischi realizzati in acciaio S355JR non trattato e/o rivestito.