Trattamenti Termali
1.Definizione:
Si tratta di una successione di operazioni combinate di riscaldamento e raffreddamento: è la variazione della temperatura in funzione del tempo.
2-Obiettivi: I trattamenti termici hanno lo scopo di:
1) Migliorare le caratteristiche meccaniche dei materiali e renderli più favorevoli per un dato utilizzo, sulla base di modifiche di Duttilità (capacità, resilienza, o tenacità, resistenza, durezza;
2) Per rigenerare un metallo che presenta una grana grossa: raffinare i grani, omogeneizzare la struttura;
3) Per eliminare le tensioni interne dai materiali che hanno subito una deformazione plastica a freddo.
3-Principali trattamenti termici dell’acciaio:
I principali metodi di trattamento termico che modificano in vario modo la struttura e le proprietà di una lega sono: ricottura, tempra, rinvenimento, normalizzazione.
1. Ricottura
La ricottura consiste in:
- Riscaldare il pezzo ad una temperatura specifica chiamata temperatura di ricottura (la scelta della temperatura dipende dagli obiettivi, può variare da 450 a 1100°C)
- Mantieni questa stanza a questa temperatura per un dato periodo di tempo
- Raffreddare alla velocità appropriata per ottenere, dopo il ritorno a temperatura ambiente, uno stato strutturale del metallo vicino allo stato di equilibrio stabile.
- La ricottura permette in particolare di eliminare o ridurre le tensioni residue nel metallo legate ad un’azione precedente (deformazione, saldatura, ecc.) o a un trattamento termico precedente, per ottenere la formazione di una struttura favorevole ad un’azione successiva (deformazione, lavorazione, ecc.) o a un trattamento termico successivo.
2. Tempra
Si compone di:
- Riscaldare la parte a una temperatura adatta (austenitizzazione o riscaldamento della soluzione)
- Mantenere questa stanza a una temperatura specifica;
- Raffreddare il pezzo a una velocità adeguata immergendolo, ad esempio, in acqua (tempra in acqua) o in olio (tempra in olio) oppure soffiando un gas come l’aria. Come agenti di tempra si possono menzionare anche le emulsioni acqua-polimero e determinati sali (nitrati, nitriti). Lo scopo della tempra è indurire il metallo. Permette di ottenere acciai molto duri ma nella maggior parte dei casi poco duttili. Pertanto è generalmente seguito da un reddito.
- 3- Reddito:
Il reddito è composto da:
- In uno o più riscaldamenti del pezzo ad una temperatura determinata (inferiore alla temperatura alla quale inizia la trasformazione di fase dell’acciaio ~ 700°C);
- Mantenere la stanza a questa temperatura per un dato periodo di tempo;
- Raffreddamento adeguato. La tempra aiuta ad attenuare gli effetti della tempra rendendo il pezzo più duttile e resistente. In casi particolari può consentire un indurimento secondario. L’uso del termine reddito implica che il trattamento venga effettuato su uno stato precedentemente consolidato. [Un trattamento a 500°C su acciaio temprato è un rinvenimento, su acciaio non trattato è una ricottura].
- 4- Standardizzazione
- Il trattamento di normalizzazione (equivalente alla ricottura ad alta temperatura seguita da raffreddamento ad aria) è un trattamento di raffinazione strutturale che consente l’addolcimento e l’eliminazione delle tensioni manifestatesi con le operazioni precedenti. Oltre ad ottenere strutture omogenee ricercate in determinate applicazioni meccaniche, si ottiene uno stato riproducibile ideale per la tempra. Lo stato cosiddetto “normalizzato” è uno stato di consegna dei prodotti in acciaio.
4-Conclusione:
Il trattamento termico dei metalli è un ottimo modo per migliorarne le proprietà meccaniche. Oltre alle proprietà fisiche, può anche migliorare le proprietà elettriche e magnetiche di un metallo. Ciò migliora ulteriormente la compatibilità del componente con altri materiali.
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