Acciai rapidi, cobalto

Acciai rapidi al cobalto

Francesca Macchioni

Acciai rapidi (High-Speed Steel-HSS)

• Definizione
• Classificazione

Trattamenti termici e microstruttura

Acciai super rapidi al cobalto

• Effetto del cobalto negli acciai rapidi
• Aspetti negativi dell’utilizzo del cobalto negli acciai rapidi
• Alternative al cobalto negli acciai rapidi

Acciai rapidi: definizione

Acciai per utensili in grado di:

• Mantenere la loro durezza a temperatura elevata (red hardness);
• Conferire un’inusuale resistenza all’addolcimento fino a 600 °C;
• Lavorare materiali ad alta velocità di taglio.

Leghe Fe-C con Cr, V, Mo, W (o loro combinazioni) e, in alcuni casi, quantità sostanziali di Co.

Acciai rapidi: classificazione

• Acciai semi rapidi, per medie e basse velocità di taglio (v = 15 m/min su materiale con R = 500 MPa);
• Acciai rapidi: si distinguono dagli acciai super rapidi per l’assenza del Co, acquistando maggiore tenacità;
• Acciai super rapidi: riconoscibili per la presenza del Co e adatti ad alte velocità di taglio (v = 40 m/min su materiale con R = 500 MPa) ma non a utensili sottoposti a urti.

Acciai rapidi: trattamenti termici

Il numero di reazioni di precipitazione e di trasformazione di fase è molto simile nei diversi tipi di HSS; i carburi formati sono di tipo MC, M₂C, M₆C e, in alcuni casi, M₂₃C₆. Dissoluzione dei carburi metallici che riprecipitano nella matrice come carburi secondari rifiniti 1180-1300°C. Tempo ridotto per evitare la crescita del grano 800-900°C per 4/5 h 650 °C, 550 °C bagno di sali rinvenimento. Conversione dell’austenite residua in martensite e creazione di carburi secondari. Martensite + 25/30% Austenite tempra in olio.

Acciai rapidi: microstruttura

Esempio di HSS austenitizzato a 1150 °C e successivamente temprato in olio.

• Carburi (M₆C, M = Mo e W, e VC) in eccesso non sciolti, in una matrice di martensite;
• Grana molto fine;
• I limiti del grano austenitico precedente sono delineati dai carburi in eccesso.

Effetti del cobalto negli acciai rapidi

Aumento della durezza (anche ad alta T).

• Aumento della forza di legame tra gli atomi: innalzamento della temperatura di ricristallizzazione e inibizione dell’addolcimento del C durante la ricottura (cambiamenti delle proprietà della soluzione solida);
• Cambio della microstruttura: aumento dei...