Metalli ferrosi

Si può definire trattamento termico un insieme di operazioni, eseguite su un materiale solido, il cui scopo è di modificare la struttura interna, la composizione chimica, le proprietà meccaniche e tecnologiche (per una migliore utilizzazione del pezzo stesso). Le proprietà dei materiali che si possono modificare con i trattamenti termici sono: durezza, resistenza meccanica, tenacità, lavorabilità.
Essi sono possibili grazie all'attivazione degli atomi di carbonio (quindi acciai e ghise), quando sono sottoposti ad una certa quantità di energia calore.
Tutti i trattamenti sono caratterizzati dal ciclo termico, ossia dalla successione di tre fasi ben distinte: la fase di riscaldamento, consiste nel riscaldare uniformemente (quindi lentamente) il materiale dalla temperatura ambiente fino a una certa temperatura caratteristica o fase di permanenza alla temperatura costante, consiste nel mantenere il materiale a temperatura costante per un determinato intervallo di tempo; la fase di raffreddamento, consiste nel riportare il materiale scaldato a temperatura ambiente in modi diversi; la velocità del raffreddamento varia da poche decine di gradi all'ora (in forno) a centinaia di gradi al secondo (in acqua o olio).

RICOTTURA: consiste nel riscaldare l'acciaio da trattare sino ad una temperatura intorno ai 700°C, mantenuto per un dato tempo e nel farlo raffreddare lentamente in forno. La ricottura annulla gli effetti dovuti a trattamenti termici o meccanici (lavorazioni varie) precedenti, riportando dunque l'acciaio alla struttura chimica naturale, con conseguenti caratteristiche.

BONIFICA: consiste nella sequenza tempra-rinvenimento, attuata agli acciai con tenore di carbonio superiore a 0,25%. La tempra si esegue riscaldando il metallo fino alla temperatura di circa 800°C e quindi si raffredda rapidamente in acqua, olio o aria: il brusco raffreddamento conferisce durezza, ma questo processo crea nei metalli cospicue tensioni e deformazioni interne che lo rendono fragile. I difetti della tempra si possono eliminare con il rinvenimento che consiste nel riscaldare immediatamente e nuovamente l'acciaio a temperatura più bassa 600°C, nel mantenerlo per un certo tempo (minimo 2 ore) ed infine un raffreddamento controllato più o meno veloce, a seconda dei casi. Il rinvenimento annulla le tensioni interne e la fragilità del materiale, perdendo un po' di durezza, ma aumentando nel contempo le caratteristiche di tenacità.

CEMENTAZIONE: è un'operazione di indurimento superficiale, profondo pochi millimetri. Ha lo scopo di ottenere un prodotto che, dopo la successiva bonifica, presenti uno strato superficiale durissimo e resistente all'usura, unitamente ad un cuore tenace. Essa consiste nella carburazione superficiale di acciai a basso tenore di carbonio (

NITRURAZIONE: è anch'essa un'operazione di indurimento superficiale, profondo pochi decimi di millimetro (circa O.5O mm per 55 ore di effettiva permanenza); in questo caso l'elemento assorbito è l'azoto. L'operazione consiste in un prolungato mantenimento a circa 500°C in mezzi capaci di cedere detto elemento: a differenza della cementazione, essa viene eseguita su materiale già bonificato e non richiede trattamenti successivi.