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I trattamenti termici.
Sono operazioni tecnologiche che consentono di sottoporre le leghe a uno o più cicli termici al di sotto del punto di fusione nell’intento di conferire determinare proprietà. Il trattamento termico comporta la modifica della struttura dei metalli, a cui corrisponde una variazione delle proprietà dei metalli stessi. Le proprietà delle leghe modificabili con i trattamenti termici sono:
Le fasi fondamentali di tutti i trattamenti termici sono tre:
Le tre fasi sono rappresentabili in un diagramma temperatura-tempo in cui è illustrato l’andamento della temperatura del pezzo al passare del tempo. In orizzontale, è rappresentata la durata del trattamento termico. In verticale, e rappresentata la temperatura del pezzo.
La durata del trattamento consiste in tre periodi:
Fase di riscaldo
La fase di riscaldo consiste nel riscaldare il pezzo in forno in modo tale che il riscaldamento avvenga uniformemente in tutti i punti del pezzo, fino alla temperatura voluta.
La temperatura deve aumentare molto lentamente per evitare che la differenza di gradi centigradi fra l’interno e l’esterno del pezzo e la conseguente differente dilatazione provochino eccessive tensioni, causa di cricche.
Si elimina l’inconveniente con i preriscaldi, cioè con soste nel riscaldamento affinché la temperatura interna si uniformi a quella superficiale.
Permanenza alla temperatura di regime
La permanenza alla temperatura di regime è il periodo in cui il pezzo viene mantenuta a temperatura costante.
La temperatura di regime e la permanenza a tale temperatura devono essere scelte accuratamente, perché sono fondamentali per la buona riuscita del trattamento. La permanenza alla temperatura di regime dipende dalle dimensioni del pezzo: maggiori sono le dimensioni, più lungo sarà il periodo.
Fase di raffreddamento
Consiste nel riportare il pezzo riscaldato a temperature ambiente. La velocità di raffreddamento può andare da poche decine di gradi all’ora, per un raffreddamento lento, a centinaia di gradi al secondo per un raffreddamento rapidissimo. Ogni valore della velocità di raffreddamento conferisce all’acciaio una diversa struttura e proprietà diverse.
Principali trattamenti termici
I trattamenti termici principali ai quali possono essere sottoposte le leghe metalliche sono:
La tempra consiste
nel riscaldare il pezzo a una temperatura, detta temperatura di tempra, e
quindi nel raffreddarlo rapidamente per immersione in un fluido. Il trattamento
di tempra aumenta la resistenza alla rottura e alla durezza, diminuisce
l’allungamento percentuale e la resilienza. Il rinvenimento consiste nel
riscaldare il pezzo a una temperatura inferiore a quella di tempra. Il
raffreddamento potrà essere lento. Il rinvenimento diminuisce la resistenza
alla rottura e la durezza, aumenta la resilienza e l’allungamento percentuale.
La bonifica consiste nel trattamento di tempra seguito dal trattamento di
rinvenimento. La bonifica aumenta resistenza e durezza e mantiene una buona
resilienza. La ricottura consiste nel riscaldare il pezzo a una temperatura di
poco superiore alla temperatura di tempra e nel lasciarlo raffreddare
lentamente. Questo trattamento diminuisce la resistenza e la durezza e aumenta
l’allungamento percentuale, la resilienza e la lavorabilità.La normalizzazione
consiste nel riscaldare il pezzo a una temperatura un po’ piùlevata a quella di
tempra e nel raffreddarlo in atmosfera tranquilla. Il trattamento rende
omogenea la struttura dell’acciaio ed elimina le tensioni interne. Inoltre,
accresce la resilienza e aumenta leggermente la durezza per gli acciai ad alto
tenore di carbonio. La cementazione consiste nel riscaldare il pezzo a contatto
con elementi ricchi di carbonio, a una temperatura di circa
La nitrurazione
consiste nel riscaldare i pezzi a una temperatura di circa
Si applica agli
acciai legati con alluminio, ecc… . Il trattamento aumenta la durezza e
diminuisce la resilienza. La cianurazione consiste nel riscaldare i pezzi a una
temperatura di
La tempra consiste nel riscaldare i pezzi fino a trattare a una temperatura superiore al punto di trasformazione, temperatura alla quale il metallo si presenta con una struttura stabile, caratterizzata da una durezza diversa da quella dello stesso metallo a una temperatura ordinaria. Si mantiene poi alla temperatura di tempra per consentire che le trasformazioni interne producano in tutta la massa del pezzo stesso.
Temperatura di tempra
Ogni acciaio viene
trasformato a una temperatura diversa della sua composizione. La temperatura di
tempra in acciaio è circa
Tipo di acciaio |
Stato |
R(kg/mm) |
Hb |
A% |
K(kg/mm) |
Acciaio dolce |
naturale |
37 |
108 |
38 |
32 |
Acciaio semiduro |
Naturale |
65 |
190 |
18 |
11 |