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15 - Nov - 2018
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Trattamenti Termici CONVENZIONALI
  • RICOTTURA COMPLETA (Riscaldamento a temperatura al di sopra dell'intervallo critico, permanenza a tale temperatura per un tempo conveniente. Raffreddamento molto lento nel campo di temperatura compreso nell'intervallo critico; il raffreddamento finale a temperatura ambiente, può essere più o meno rapido. Questa ricottura, come risulta dalla definizione, avviene a temperatura molto alta, addirittura nel campo di esistenza dell'austenite. Naturalmente, con questo trattamento , si sopprimono tutti gli effetti dovuti a trattamenti termici e l'acciaio, passando dal campo austenitico a quello perlitico , si rinnova completamente).
  • RICOTTURA DI LAVORABILITA' (SUBCRITICA) (Riscaldamento a temperatura leggermente al di sotto dell'intervallo critico Ac1, seguito da un mantenimento prolungato ed un raffreddamento lento. Scopo: Rendere l'acciaio più facilmente lavorabile a freddo ed eliminare le eventuali tensioni interne. Questo trattamento favorisce una migliore lavorabilità alle macchine utensili, ma piuttosto un addolcimento tale da favorire una migliore deformabilità a freddo).
  • RICOTTURA DI GLOBULIZZAZIONE (Con questo trattamento termico è possibile ottenere la sferoidizzazione della cementite. Il ciclo normalmente condotto è quello della Ricottura Isotermica con particolare attenzione all'individuazione della temperatura di trasformazione che deve essere esattamente sopra al cosiddetto "gomito della zona perlitica") 
  • RICOTTURA DI RICRISTALLIZZAZIONE
  • NORMALIZZAZIONE (Riscaldo di Austenitizzazione seguito da un raffreddamento in aria calma o mossa. Generalmente condotto su grezzi di lavorazioni a caldo, con lo scopo di affinare ed uniformare il grano ma soprattutto predisporre l'acciaio ai successivi trattamenti termici con un maggiore contenimento delle deformazioni)
  • TEMPRA:
    • DIRETTA
    • INTERROTTA
    • SCALARE MARTENSITICA
  • RINVENIMENTO ( riscaldamento a temperatura inferiore all' intervallo critico di un prodotto siderurgico, effettuato dopo la tempra. Lo scopo del rinvenimento in linea di massima è quello di diminuire notevolmente la durezza e aumentare la tenacità. Per la maggior parte degli impieghi, l'acciaio temprato risulterebbe troppo fragile, quindi per mezzo di un successivo riscaldamento viene favorita la diffusione degli atomi di carbonio che abbandonano lentamente il reticolo martensitico.Durante il rinvenimento la struttura della martensite subisce una trasformazione continua e progressiva, si può dire in generale che la struttura finale dopo il rinvenimento ad una certa temperatura corrisponde, quantitativamente, a quella che si origina dalla trasformazione diretta della austenite alla stessa temperatura ).
  • BONIFICA (Possiamo affermare che il massimo rendimento dell'operazione tempra lo possiamo ottenere con il successivo trattamento di rinvenimento; l'insieme di questi due trattamenti si chiama appunto bonifica).

 

Trattamenti Termici ISOTERMICI
  • RICOTTURA ISOTERMICA (Riscaldamento ad una temperatura superiore ad Ac3, per gli acciai ipoeutettoidi, permanenza a tale temperatura per un tempo sufficiente ad ottenere , nelle zone interessate, l'equilibrio strutturale. Raffreddamento più o meno rapido, ad una temperatura leggermente inferiore ad A1, permanenza a questa temperatura per il tempo necessario a realizzare la completa trasformazione dell'austenite in una struttura relativamente dolce, di ferrite e carburi, seguita da un ulteriore raffreddamento, a velocità più o meno rapida fino a temperatura ambiente. Scopo: Si usa distinguere fra ricottura "rapida" (che da una struttura con perlite lamellare) ed una ricottura isotermica di "globulizzazione" con un tempo di permanenza alla temperatura di trsformazione piuttosto lungo; quest'ultimo tipo di ricottura consente di ottenere la cosidetta "perlite globulare" ed è considerata la ricottura tipica degli acciai ipereutettoidi per ogni tipo di lavorazione).
  • TEMPRA ISOREMICA BAINITICA (Il ciclo termico comprende: Un riscaldo di austenizzazione. Un raffreddamento sufficientemente rapido per evitare un inizio di trasformazione nel campo perlitico. Nel campo bainitico (zona di temperature superiori alla temperatura Ms dell'inizio della formazione della martensite) il ciclo termico potrà continuare con una delle seguenti varianti:
    • un rallentamento del raffreddamento e successivamente, quando la trasformazione intermedia (o bainitica ) sia sufficientemente progredita, un raffreddamento qualsiasi fino alla temperatura ambiente. Lla struttura sarà bainitico-martensitica.
    • una permanenza a temperatura costante e successivamente, quando la trasformazione intermedia (o bainitica) sia ultimata, un raffreddamento qualsiasi fino alla temperatura ambiente. Struttura completamente bainitica, consigliabile nel caso di pezzi aventi disegni complessi, soggetti a cricche e a distorsioni.

Scopo: ottenere una struttura costituita da una mescolanza di martensite e bainite che compete una durezza elevata , mentre è ridotto il pericolo di cricche connesso con la tempra diretta. Si rinunzia con essa ad una parte della tenacità, assicurata dalla bonifica, ma in compenso si riduce il pericolo delle distorsioni.

 

TEMPRA

Come è noto il Diagramma Fe-C è stato costruito lasciando raffreddare la lega Ferro-Carbonio in un tempo molto lungo in modo da rendere stabili le strutture che si vengono a trovare all'interno di esso; quindi lasciando che il carbonio migri per formare la cementite (Fe3C). Ma se si raffredda in modo più veloce; il carbonio non avendo il tempo necessario di migrare dalla cella per formare cementite, forma strutture che non compaiono sul Diagramma Fe-C e che dipendono dalla stessa velocità di raffreddamento.

Per velocità di raffreddamento molto basse cioè con raffreddamenti molto lenti, si svolgono regolarmente ambedue i processi di diffusione e cioè la migrazione degli atomi di ferro per assumere un nuova disposizione reticolare, e migrazione degli atomi di carbonio per formare la cementite. Il prodotto della trasformazione è quindi la PERLITE (ferrite+cementite).

A velocità maggiore di raffreddamento la perlite diventa molto fine a assume il nome di TROOSTITE.

A velocità di raffreddamento intermedie la diffusione del carbonio è ancora possibile e la cementite si forma ancora, risultando invece soppressa la diffusione degli atomi di ferro. Il nuovo reticolo avviene senza diffusione, ma per una specie di movimento a scatto: questo movimento avviene per scambi atomici. La struttura che ne risulta si chiama BAINITE.

A velocità di raffreddamento molto elevate (TEMPRA); le trasformazioni non sono più possibili; non solo viene soppressa la diffusione per la trasformazione reticolare , ma anche il carbonio non si può più diffondere per formare la cementite. Ne consegue che la trasformazione avviene , come nel caso della bainite con movimento a scatto: gli atomi di carbonio, che non possono migrare, restano imprigionati nel reticolo del ferro allargandone il reticolo il quale viene distorto e assume una forma tetragonale. Questa è la natura della MARTENSITE. Quindi una velocità di raffreddamento elevata è fondamentale per ottenere la tempra e le sue strutture.

La tempra diretta: Trattamento termico caratterizzato da un riscaldamento a temperatura superiore ad Ac ; permanenza a tale temperatura per un tempo sufficiente ad ottenere l'equilibrio strutturale ; raffreddando fino a temperatura al di sotto do Mf con una velocità superiore alla velocità critica di tempre in modo da ottenere una struttura martensitica.

Tempra termale: E' un trattamento isotermico inteso a produrre una struttura martensitica , analoga alla tempra diretta. Consiste in un riscaldamento ad un temperatura superiore ad Ac:permanenza a tale temperatura fino ad ottenere l'equilibrio strutturale (austenite). Il raffreddamento viene eseguito con una velocità superiore a quella critica di tempra per un tempo sufficiente a realizzare una certa uniformità di temperatura, ma non tale da provocare l'inizio della trasformazione dell'austenite, e quindi un raffreddamento più o meno rapido, al di sotto di Mf. La struttura finale è perciò completamente martensitica come un acciaia temprato normalmente. Lo scopo di questo trattamento è di ottenere una struttura martensitica che conferisce al materiale particolari caratteristiche di durezza, riducendo il pericolo di distorsione o cricche di tempre negli acciai particolarmente sensibili a tali fenomeni. Ciò è una conseguenza del fatto che la sosta a temperatura prossima ad Ms consente di ottenere nel pezzo una uniformità di temperatura in tutte le sue parti, per cui, nel successivo raffreddamento, sono notevolmente ridotte le distorsioni dovute alle contrazioni differenziali. In altre parole: noi tempriamo sempre per ottenere un materiale martensitico, ma il processo risulta meno drastico.

 

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