Gli acciai sono costituiti da piccolissime parti differenti , dette cristalli. Le proprietà meccaniche e tecnologiche degli acciai dipendono in gran parte dal tipo di struttura cristallina che possiedono, spesso nello stesso acciaio esistono piu’ strutture cristalline. La formazione di una struttura cristallina piuttosto che un’altra dipende dai seguenti fattori: · Temperatura a cui si trova l’acciaio · Percentuale di carbonio · Velocità di raffreddamento · Riscaldamento successivo dell’acciaio dopo il raffreddamento Principali strutture degli acciai 1. Austenite = Compare a temperatura > 727°C 2. Ferrite = Compare a temperatura < 912°C 3. Cementite, perlite lamellare = Compare a temperatura < 727°C quando raffreddiamo acciai gia scaldati a temperature superiori 4. Sorbite, perlite globulare = Compare a temperatura < 727°C in acciai riscaldati, dopo un precedente raffreddamento 5. Martensite, bainite = Compare a temperatura < 727°C quando raffreddiamo rapidamente acciai scaldati a temperature superiori Aggregati strutturali Bainite Perlite lamellare Perlite globulare Martensite rinvenuta e sorbite DIAGRAMMA FERRO CARBONIO

TEMPRA

Scopo principale è quello di impartire durezza all'acciaio per formazione di martensite. Per questo motivo il raffreddamento deve essere fat­to in un mezzo che sia sufficientemente raffreddante per superare la velocità critica. L'intervallo di tempo indicato nella figura indica che la velocità di raffreddamento deve essere maggiore di quella critica. Delta T/Delta t > Vc Con questo trattamento si generano nel pezzo tensioni interne notevoli che possono provocare deformazioni e rotture in pezzi con geometrie particolari (brusche variazioni di spessore). Data l'elevata durezza e le tensioni introdotte nei pezzi, è sconsigliabile usarli in quella condizione, per cui il trattamento di tempra è sempre immediatamente seguito dal rinvenimento. Sono riportati due tipi di tempra con i relativi diagrammi che ne spie­gano il campo di impiego. Tempra di Soluzione | Tempra di Fase

TRATTAMENTO TERMICO DI RINVENIMENTO

Come appena accennato, tale trattamento schematizzato nella figura se­gue subito l'operazione di tempra. L'insieme delle due operazioni (tem­pra più rinvenimento) è detta bonifica. Lo scopo del rinvenimento è quello di attenuare la durezza della martensite a seconda della temperatura al quale esso è eseguito. Altro bene­fico effetto è la riduzione delle tensioni interne.Il rinvenimento è accompagnato da alcuni fenomeni: Precipitazioni di Carburi per effetto del riscaldamento della soluzione solida soprassatura ha luogo una precipitazione di carburi. Trasformazione della martensite la quale dipende dalla temperatura raggiunta durante il rinvenimento per formare, partendo dalle basse temperature (200°C) martensite rinvenuta; a 400 - 600°C si avrà invece sorbite una struttura globulare molto fine.

RICOTTURA GLOBULIZZAZIONE | GLOBULIZZAZIONE PENDOLARE

Scopo principale è quello di: Annullare gli effetti tempra (fragilità e durezza); Omogenizzare la struttura degli acciai ,dopo aver sottoposto il pezzo a lavorazioni a caldo; Annullare tempre locali createsi per saldature; Preparare l'acciaio a trattamenti successivi; Rigenerare i cristalli lesionati dopo essere stai sottoposti a lavorazioni a freddo La figura mostra schematicamente la ricottura completa. Il trattamento consiste nel riscaldare il pezzo/i ad una temperatura leggermente superiore a quella ti tempra (50-60°C superiore, vedi Ac3 in figura) e mantenerla tale sino a che la struttura non si sia trasformata in austenite. Dovrà poi seguire un raffreddamento molto lento in forno fino a temperatura inferiore a Ac1, dopodiche un raffreddamenro veloce fino a temperatura ambiente.

TRATTAMENTO TERMICO DI BONIFICA

 

Consiste nel trattamento di tempra seguito dal trattamento di rinvenimento. - Aumenta la durezza -Aumenta la resistenza -Si mantiene una buona resilienza

TRATTAMENTO TERMICO DI SOLUBILIZZAZIONE

La SOLUBILIZZAZIONE consiste in un riscaldamento sufficientemente spinto (sino a temperature superiori ai 1000°C) in modo da raggiungere, oltre all'equilibrio chimico, l'equilibrio strutturale. L’acciaio viene mantenuto a tale temperatura per un tempo sufficientemente lungo in modo da portare in soluzione la maggiore quantità possibile di carburi.Un raffreddamento sufficientemente veloce permette di ottenere alla temperatura ambiente solo austenite. I fattori che influiscono su questo trattamento sono tre, e precisamente: -temperatura -tempo -velocità di raffreddamento Bisogna agire su questi tre punti in modo da portare in soluzione la minor quantità possibile di carburi senza ingrossare eccessivamente il grano, in quanto la corrosione intergranulare aumenta con l'aumentare delle dimensioni del grano.

Normalizzazione

Questo trattamento si distingue dalla ricottura per la più alta temperatura e per il raffreddamento più veloce in genere in aria. Lo scopo è di affinare e omogeneizzare la struttura. Generalmente è un trattamento preliminare, la struttura risultante è costituita da ferrite + perlite. Trattamento termico per acciai al carbonio trafilati a freddo,

TRATTAMENTO DI CEMENTAZIONE

Trattamento termico in grado di modificare caratteristiche di un metallo, ottenere pezzi tenaci all'interno (grande resilienza) e duri in superficie (sp. circa 1 mm) , cioè con alto tenore di carbonio. I materiali adatti per la cementazione hanno una quantità ci carbonio inferiore al 0.2% (ACCIAI DOLCI). Per eseguire il trattamento di cementazione, occorre suddividere il trattamento in tre fasi: Preparazione : dove si esegue un preliminare trattamento termico di ricuttura (per permettere l'assorbimento di carbonio). Cementazione e controllo: dopo aver portato il forno a circa 900-950°C inserire la cassetta con all'interno i pezzi e la polvere cementante (elementi ricchi di carbonio) ,una delle pareti della cassetta, e dotata di piccoli fori (di circa 5mm) dove vengono inserite delle provette in acciaio a conttatto con la polvere cementante . Estraendo durante la cementazione queste barrette ,romprndole, temprandole e analizzandole al microscopio si decide quando si e' raggiunto la profondità di cementazione richiesta. Trattamento termico: dopo aver estratto e pulito i pezzi dalle impurità lasciate in superfice , si eseguono 3 tempre : Una per affinare il grano ; Una per esaltare la durezza superficiale ; Una "tempra di distensione" per attenuare le tensioni nel pezzo createsi nelle precedenti fasi.

TRATTAMENTO TERMICO DI PATENTAMENTO

Il trattamento termico di patentamento fa parte della categoria “tempre speciali” , cioe’ tempre per esigenze particolari nel nostro caso e’ molto usato per la preparazione di fili e nastri d’acciaio. In particolare il patentamento e’ una forma di tempra attenuata. Consiste nel portare il materiale ad una temperatura superiore ad Ac3 e immergerlo in un bango di piombo fuso mantenuto a temperatura di 400-550°C. Con questo speciale trattamento si ottiene un materiale con una struttura sorbitica, consentendo così ulteriori lavorazioni a freddo ( es. trafilatura).